Монтаж запорной арматуры и шаровых кранов: правила установки и затяжки

Монтаж определяет, сколько проживут уплотнения новой арматуры: седло шарового крана, кольца штока, сальник задвижки и прокладки фланцев повреждаются чаще всего в первые часы, когда в трубе ещё есть окалина, а болты затянуты неравномерно. Поэтому порядок монтажа строят вокруг защиты этих деталей, а заявку на запасные прокладки и кольца собирают ещё до выезда бригады.

Подготовка начинается с паспорта и промывки трубы

До установки сверяют маркировку на корпусе с паспортом и проектом: DN, PN, материал корпуса, направление потока, допустимое положение шпинделя. Если склад уже провёл входной контроль арматуры с осмотром и опрессовкой, на монтаже достаточно убедиться, что транспортные заглушки целы и внутри нет посторонних предметов.

Трубопровод перед установкой промывают или продувают. Сварочный грат, окалина и песок, которые остались в трубе, первыми попадают на седло крана и на уплотнительные поверхности клина. Фторопластовое седло получает риску за один ход, после чего кран перестаёт держать класс герметичности, указанный в паспорте. Если промыть систему до установки нельзя, на время пусконаладки ставят временный фильтр или катушку вместо арматуры.

Консервационную смазку снимают только там, где этого требует паспорт. Протирать растворителем сёдла и кольца не нужно: часть составов вызывает набухание резины, а на фторопласте оставляет плёнку, на которой налипает грязь.

Положение затвора при монтаже задают сварка и тип арматуры

Перед установкой шаровой кран переводят в положение «открыто» и оставляют так до конца монтажа. Брызги и окалина тогда попадают на шар, сёдла остаются закрытыми, а в полости корпуса не скапливается конденсат. Для крана с патрубками под приварку это правило действует и во время сварки, но к нему добавляется контроль тепла. Длина патрубков отводит шов от уплотнений; если патрубки короткие, изготовитель крана требует охлаждать корпус или класть шов с перерывами. Ограничение задаёт материал сёдел: по каталогам изготовителей арматуры чистый фторопласт (PTFE) рассчитан до +204 °C, наполненный PTFE обычно до +232 °C, а корпус рядом со швом без охлаждения легко нагревается сильнее.

Клиновую задвижку и запорный клапан, наоборот, ставят закрытыми: клин и тарелка прижаты к сёдлам, и окалина не попадает на уплотнительные кольца корпуса. Дисковый затвор устанавливают с диском, приоткрытым на несколько градусов, чтобы манжета седла не была зажата между фланцами в момент затяжки.

Где в узле стоят уплотнения и что повреждается при сборке

Перед сборкой полезно понимать, какие неметаллические детали есть в узле. У шарового крана это два седла из фторопласта или наполненного PTFE, кольца или манжеты штока и прокладки фланцев. У задвижки это сальниковая набивка или кольца шпинделя, прокладка крышки и фланцевые прокладки. Где именно течёт каждый тип затвора, удобно сверить по карте уплотнений запорной арматуры.

Из этих деталей на объекте обычно меняют только прокладки. Сёдла и кольца штока заказывают, когда арматура уже работала и её разбирают в ремонт, или когда импортный кран пришёл без запасного комплекта.

Монтаж запорной арматуры идёт в шесть шагов

1. Проверить маркировку, паспорт и комплект: DN, PN, стрелка потока, положение шпинделя, наличие прокладок.
2. Промыть или продуть трубу, убрать грат, поставить временный фильтр, если промывка позже.
3. Установить арматуру по стрелке и разрешённому положению, с опорами на трубе рядом, чтобы вес труб не висел на корпусе.
4. Свести фланцы без натяга: параллельность и соосность добиваются опорами и подгонкой трубы, а не болтами.
5. Поставить новые прокладки и затянуть шпильки крест-накрест в несколько проходов.
6. Провести опрессовку участка, проверить ход затвора, подтянуть сальник при необходимости.

Шаг 4 чаще всего пропускают. Если фланцы стоят с перекосом, болты стягивают трубу, корпус арматуры получает изгиб, и затвор может перестать садиться на седло. Зазор между фланцами до затяжки мерят щупом в четырёх точках по кругу; разница показывает, есть ли перекос.

Затяжку фланцев ведут крест-накрест в 3–4 прохода

Распространённая схема по руководству ASME PCC-1 для фланцевых соединений: первый проход до 20–30 % требуемого момента, второй до 50–70 %, третий до 100 %, все крест-накрест; затем круговой проход на 100 %, пока гайки не перестанут поворачиваться. Момент берут из паспорта арматуры, проекта или расчёта по прокладке; когда паспорт молчит, его выводят из давления обжатия прокладки, и расчёт для затяжки фланца начинают именно с материала прокладки.

Пример: фланец DN 100 на восьми шпильках. Требуемый момент условно 90 Н·м. Проходы: 25 Н·м, 60 Н·м, 90 Н·м по схеме 1-5-3-7-2-6-4-8, затем круговой проход на 90 Н·м. После этого ещё раз мерят зазор между фланцами в четырёх точках: разница больше нескольких десятых миллиметра означает, что прокладка обжата неравномерно.

Перетянуть мягкую прокладку проще, чем кажется. Паронит и резина под избыточным давлением выдавливаются в проход трубы, фторопласт течёт под нагрузкой, и через сутки соединение ослабевает. Для прокладок из PTFE изготовители рекомендуют повторную подтяжку после первого цикла нагрева; её выполняют на остановленной и охлаждённой линии.

Монтаж шарового крана отличается от задвижки тремя деталями

Первое отличие: шар держат открытым на всех этапах до опрессовки. Второе: резьбовой кран затягивают ключом за шестигранник со стороны той трубы, которую вкручивают; если взять за дальний конец, проворачивается резьбовой разъём корпуса и начинает течь по внутренней прокладке. Третье: кран с рукояткой ставят так, чтобы рукоятка проходила полный ход в 90° без упора в стену или соседнюю трубу, иначе кран будут закрывать не до конца, и седло изнашивается в зоне частичного открытия.

Кран с приводом собирают на объекте только с проверкой соосности вала привода и штока. Перекос в несколько десятых миллиметра даёт боковую нагрузку на кольца штока, и через несколько сотен циклов шток начинает «потеть». Кран в полуоткрытом положении для регулирования расхода не используют: поток режет фторопластовое седло по кромке.

Как затягивать фланцы шарового крана при монтаже?

Фланцы шарового крана затягивают при открытом шаре, крест-накрест, в три-четыре прохода с ростом момента до значения из паспорта крана или проекта. Перед затяжкой фланцы трубы сводят без натяга, иначе болты изгибают корпус и сёдла теряют прилегание к шару. После затяжки проверяют зазор между фланцами по кругу и лёгкость поворота рукоятки: тугой ход после сборки указывает на перекос.

Какую прокладку ставить под фланцевую арматуру?

Для фланцевой арматуры прокладку подбирают по четырём данным: исполнение уплотнительной поверхности по ГОСТ 33259-2015, рабочая среда, температура и PN. Типоразмер берут из ГОСТ 15180-86, а если фланец нестандартный, снимают размеры с самого фланца. Отверстие прокладки делают так, чтобы её кромка не заходила в проход трубы и не мешала потоку. Какое исполнение у фланца, определяют осмотром торца; буквы от A до M и пары выступ-впадина, шип-паз сведены в таблицу уплотнительных поверхностей фланцев.

После монтажа проверяют затвор, сальник и разъёмы

Опрессовку участка проводят по проекту и паспорту арматуры. Новую арматуру при этом проверяют в открытом положении затвора, чтобы испытательное давление не легло на сёдла, если паспорт не требует иного. Давление и выдержку для участка задаёт программа, по которой проводят гидравлические испытания трубопроводов.

После первого подъёма давления осматривают три места: разъём фланцев, шток или шпиндель, разъём корпуса. Течь по сальнику новой задвижки обычно убирают подтяжкой грундбуксы на полоборота равномерно по обеим гайкам. Течь по фланцу подтяжкой не лечат, если прокладка уже выдавлена: соединение разбирают и ставят новую.

Прокладки и кольца на монтаж собирают одной заявкой

Стандартные паронитовые прокладки по ГОСТ 15180 обычно есть на складе монтажной организации. Нестандартные детали появляются, когда на объекте стоит импортная арматура с фланцами ASME или DIN, когда фланец имеет шип-паз под фторопласт, когда кран работает на масле или кислоте, или когда к старому крану нет запасных сёдел. Наша компания производит прокладки, кольца, сёдла и манжеты по чертежу, эскизу, фото или образцу; заказ от 1 штуки, минимальный заказ 9 000 ₽ с НДС.

Расчёт монтажного комплекта обходится без уточняющих писем, когда в заявке есть такие данные:

• тип арматуры и узел: фланец, крышка, шток, седло;
• DN, PN и стандарт фланца, исполнение уплотнительной поверхности;
• среда, рабочая температура и давление;
• материал прокладки, если он задан проектом, или условие «подобрать»;
• толщина и допуск, если они важны для зазора;
• количество на монтаж и запас по типоразмерам;
• чертёж, эскиз или фото снятой детали на листе с линейкой;
• нужные документы и срок, к которому детали нужны на объекте.

Фланцевые прокладки по такой заявке режут по чертежу или размерам фланца, сёдла и кольца из фторопласта точат по образцу снятой детали. Если детали нужны к дате пуска, срок и количество запаса удобнее зафиксировать в КП сразу, вместе с материалом, а не уточнять его письмами после монтажа.