Ремонт обратного клапана: почему не держит и что менять

У ремонтника обратного клапана два разных вида работы. Первый вид восстанавливает плотность: уплотнение затвора, седло, прокладка крышки, ось. Второй вид исправляет ошибку подбора: клапан стучит или дребезжит, потому что он не подходит к расходу и режиму остановки насоса. Если перепутать эти виды, станция получает новые кольца каждые полгода и тот же стук.

Признак ведёт к узлу клапана

Вскрывать клапан имеет смысл после того, как подтверждено, что пропускает он, а не задвижка, байпас или соседний насос. Способы проверки на трубе и на стенде собраны в разделе о работе обратного клапана, для ремонта из них берут одно правило: проверку записывают в журнал вместе с давлением, при котором клапан пропускал.

Пропуск назад почти всегда идёт через затвор

Самая частая причина пропуска грязь: окалина, песок, ветошь или куски уплотнений попадают между затвором и седлом. Резиновое уплотнение принимает частицу и после её удаления снова держит, металлическое получает риску. Поэтому у клапанов на загрязнённой воде резиновое уплотнение затвора работает дольше металлического.

Вторая причина старение резины. Уплотнение затвора годами сжато при закрытом клапане и деформируется: на кольце или обрезиненном диске остаётся след седла, твёрдость растёт, кромка трескается. Такое уплотнение держит при большом обратном перепаде и пропускает при малом, когда силы прижатия не хватает. Те же признаки старения резины встречаются у любой арматуры, когда клапан не держит на малом перепаде.

Третья причина седло. Седло корпуса изнашивается кавитацией и ударами затвора, на нём появляются раковины и выработка. Наплавленные или запрессованные седла восстанавливают проточкой, литые в корпусе ремонтируют вместе с корпусом или клапан меняют.

Стук и гидроудар ремонтом уплотнения не лечатся

Дерево на схеме разделяет признаки на те, что устраняет ремонт, и те, что требуют другого клапана. Стук при остановке насоса появляется, когда вода в напорной трубе успевает развернуться раньше, чем затвор сядет. Обратный поток разгоняется, затвор захлопывается на скорости, и в трубе возникает гидроудар.

Пример расчёта по формуле Жуковского: Δp = ρ · c · Δv. Для воды плотностью 1 000 кг/м³ в стальной трубе со скоростью звука около 1 200 м/с остановка обратного потока 1 м/с даёт Δp ≈ 1 000 · 1 200 · 1 = 1,2 МПа. При рабочем давлении 0,6 МПа это скачок вдвое больше рабочего. Цифры условные, скорость звука в трубе зависит от материала и толщины стенки.

Новое уплотнение диска такой стук не уберёт, а сам удар через несколько месяцев снова разобьёт уплотнение и ось. Решение в клапане, который закрывается раньше обратного потока: пружинный подъёмный, двустворчатый с пружиной или поворотный с противовесом и демпфером. Тип выбирают по высоте столба, длине трубы и инерции насоса.

Дребезг идёт от малого расхода

Если затвор при работе насоса не встаёт на упор, он висит в потоке и колеблется. Звук похож на дребезг или частый стук, а через некоторое время изнашиваются ось захлопки, отверстия в диске и уплотнение. Причина в подборе: клапан выбрали по диаметру трубы, а скорости потока не хватает, чтобы полностью открыть затвор.

Пример: клапан DN150 на насосе подачей 40 м³/ч. Скорость в сечении DN150 около 40 / 3 600 / 0,0177 ≈ 0,63 м/с. Если затвору нужно около 1,5 м/с для полного открытия, клапан будет дребезжать весь срок службы. Клапан DN100 при той же подаче даёт около 1,4 м/с. Значение скорости полного открытия для конкретного клапана берут у изготовителя.

Ремонт отличается у четырёх конструкций

Поворотный клапан с захлопкой ремонтируют через крышку: снимают диск с осью, меняют уплотнение диска или обрезиненный диск целиком, проверяют ось и втулки, ставят новую прокладку крышки. Подъёмный клапан с тарелкой ремонтируют так же через крышку: меняют кольцо тарелки, проверяют направляющую и пружину.

Межфланцевый двустворчатый клапан снимают с трубы целиком: в нём меняют пружину, оси и уплотнение седла, которое у многих моделей сделано как резиновая облицовка корпуса. Шаровой обратный клапан с обрезиненным шаром ремонтируют заменой шара и прокладки крышки; изношенный шар видно по продавленной и стёртой резине и по диаметру, который заметно меньше, чем у нового шара того же клапана.

Малые клапаны дренажей и септиков часто вообще без металлического затвора: резиновый обратный клапан «утиный нос» или лепестковый меняют целиком, и ремонт сводится к подбору резины по среде и перепаду.

Уплотнения затворов и прокладки изготавливают по образцу

Наша компания производит детали затворов обратных клапанов по чертежу, эскизу, фото или образцу; сам клапан ремонтирует служба заказчика или ремонтная организация. Кольца тарелок и осей и резиновые прокладки крышек делают по размерам, а диск или шар с резиновым слоем обрезинивают по металлической основе заказчика как резинометаллическую деталь. Клапан без каталога не помеха, деталь снимают по образцу.

Берём и типовые кольца тарелок под распространённые DN, и нестандартные детали для старых или импортных клапанов без каталога; плоские прокладки крышек вырезают по чертежу или эскизу. Заказ возможен от 1 шт., минимальный заказ 9 000 ₽ с НДС; цена позиций ориентировочно, с НДС, точная цена в КП. Для расчёта присылают тип клапана, DN, PN, среду и снятую деталь или её фото с размерами. Для обрезиненного диска к фото и размерам добавляют толщину резинового слоя, среду, температуру и рабочее давление.

Ось захлопки изнашивается от дребезга и ударов

У поворотного клапана диск висит на оси, и ось работает в паре со втулками или отверстиями корпуса. При каждом ударе и колебании ось трётся о втулку, отверстие разбивается в овал, и диск садится на седло со смещением. Признак: пропуск по одной стороне седла при новом уплотнении диска, след посадки на уплотнении не по всей окружности.

Ось проверяют штангенциркулем по диаметру в зоне втулок и по люфту диска. Если ось вышла за допуск изготовителя, менять одно уплотнение бесполезно. Уплотнение оси снаружи корпуса, если оно есть, меняют вместе с осью, потому что при износе оси оно начинает течь наружу.

Запас для насосных станций считают по DN

Служба, которая обслуживает несколько насосных станций, имеет на них обратные клапаны десятка типоразмеров. Удобно составить перечень: станция, насос, тип и DN клапана, материал уплотнения затвора, дата последнего ремонта и признак, по которому клапан вскрывали. Перечень показывает, где клапаны стучат или дребезжат постоянно: там нужен другой клапан, а не новые уплотнения.

Для остальных клапанов комплект уплотнения затвора и прокладку крышки закладывают в годовой запас по числу клапанов каждого DN. Рамочная заявка с отгрузкой к плановым ремонтам станций избавляет от срочных заказов после аварийной остановки.