Клапан – трубопроводная арматура, в которой запирающий или регулирующий элемент движется параллельно или под углом к оси потока. В отличие от задвижек и шаровых кранов, клапаны – не один тип изделия, а семейство с разными функциями: перекрытие потока, пропуск среды только в одном направлении, сброс избыточного давления, плавное регулирование расхода, автоматическое поддержание давления или температуры. По ГОСТ 24856–2014 «вентилем» называют запорный клапан с поступательным ходом затвора параллельно оси седла, поэтому в каталогах встречаются оба термина – «клапан» и «вентиль».
В составе категории – запорные, обратные, предохранительные, регулирующие, балансировочные, электромагнитные и сильфонные клапаны, регуляторы давления и температуры в диапазоне Ду 8–300 мм, Ру до 40 бар; материалы от латуни и бронзы до нержавеющей стали и полипропилена; серии 15с22нж, 15кч16п, 19ч21бр, 15нж65нж, СППК. Первый шаг подбора – определить задачу арматуры в системе, и только потом материал, диаметр и присоединение.
Типы клапанов по назначению
| Тип | Функция в системе | Где применяется |
|---|
| Запорные (вентили) | Полное перекрытие потока, два положения – открыто и закрыто | Отключение участков для обслуживания, линии с высокой температурой и давлением |
| Обратные | Пропуск среды только в одном направлении, автозакрытие при реверсе | После насосов, на водомерных узлах, на входе в ёмкости – защита от гидроудара |
| Предохранительные | Сброс среды при превышении допустимого давления | Котельные, бойлеры, сосуды под давлением, отопление и ГВС |
| Регулирующие | Плавное изменение расхода дросселированием потока | Технологические линии, тепловые пункты, системы автоматизации |
| Балансировочные | Выравнивание расхода по параллельным контурам | Отопление, холодоснабжение, тёплые полы |
| Электромагнитные | Дистанционное открытие и закрытие по электрическому сигналу | Автоматизированные системы, защита от протечек, дозирование |
| Сильфонные | Герметизация штока сильфоном без утечек через сальник | Пар, токсичные и взрывоопасные среды, вакуум |
| Регуляторы давления и температуры | Поддержание заданного параметра без внешнего сигнала | ГВС, холодоснабжение, технологические процессы |
Материалы корпуса
- Латунь CW617N, ЛС-58–2 – вода, отопление, ГВС, газ; Ду 8–100 мм, давление до 16 бар; серии 15б1п, 15б3р.
- Бронза БрАЖ, БрО5 – пар, морская вода, агрессивные среды с умеренной температурой; в каталоге – балансировочные модели.
- Углеродистая сталь 25Л, 09Г2С – промышленные линии, теплосети, нефтепродукты, пар до +425 °C; серии 15с22нж, 19с76нж.
- Чугун серый, ковкий, высокопрочный – ЖКХ, водоснабжение, отопление до +225 °C; серии 15кч16п, 19ч21бр.
- Нержавеющая сталь AISI 304, AISI 316 – пищевая и фармацевтическая промышленность, химия; серии 15нж65нж, 19лс76нж.
- Полипропилен PP-R – внутренние системы ХВС, ГВС и отопления из ПП-труб под пайку.
Параметры подбора
- Тип по функции – запорный, обратный, регулирующий, предохранительный. Главный и не подменяемый параметр.
- Условный диаметр Ду (DN) – от Ду 8 до Ду 300, должен соответствовать диаметру трубопровода. Ряд: 8, 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300.
- Условное давление Ру (PN) – максимальное рабочее давление при 20 °C. Ряд: 10, 16, 25, 40 бар.
- Пропускная способность Kvs – основной параметр для регулирующих и балансировочных клапанов. Это расход воды в м3/ч через полностью открытый клапан при перепаде давления 1 бар; по нему рассчитывают авторитет клапана и проверяют, обеспечит ли арматура нужный расход при располагаемом перепаде.
- Характеристика регулирования – линейная (равные приращения хода дают равные приращения расхода) или равнопроцентная (для систем с переменным перепадом).
- Тип присоединения – фланцевое (крупные Ду и промышленность), муфтовое (резьбовое, малые Ду), под приварку (пар, нефтепродукты), межфланцевое (компактные обратные).
- Материал уплотнения – резина (вода до 80 °C), фторопласт (агрессивные среды), металл по металлу (пар, высокие температуры).
- Стандарты – ГОСТ 5761–2005 (клапаны на давление до 25 МПа), ГОСТ 9544–2015 (классы герметичности затворов), ГОСТ 12.2.063–2015 (требования безопасности), ГОСТ Р 53402–2009 (предохранительные), ГОСТ 27477–87 (характеристики регулирующей арматуры).
Клапан, задвижка, кран шаровой или затвор
- Клапан запорный – дросселирование потока, работа на паре при высоких температурах, герметичное перекрытие на малых Ду. Минус – большее гидравлическое сопротивление, чем у задвижки или крана.
- Задвижка – минимальное гидросопротивление и большие Ду (до 2000 мм). Применяется там, где перекрытие редкое, а потери напора критичны.
- Кран шаровой – быстрое срабатывание поворотом на 90°, компактность, ресурс циклирования. Оптимален для Ду до 300 и линий с частым переключением.
- Затвор дисковый – минимальная строительная длина и малый вес при больших Ду; уступает шаровому крану в герметичности.
Частые вопросы
Клапан и вентиль – это одно и то же?
В современной российской практике термины используются как синонимы, и каталоги одно изделие называют и «клапан», и «вентиль». По строгой классификации ГОСТ 24856–2014 вентиль – разновидность запорного клапана с поступательным движением затвора параллельно оси седла. Запорный шаровой кран к вентилям не относится, хотя выполняет ту же задачу.
Чем клапан отличается от задвижки и крана шарового?
Траекторией движения запирающего элемента. У клапана шток с золотником движется поступательно, вдоль оси потока или под углом. У задвижки затвор движется перпендикулярно потоку. В шаровом кране поток перекрывается поворотом сферы на 90°. Отсюда функциональное отличие: клапан может дросселировать поток (плавно регулировать расход), задвижка и шаровой кран – только полное перекрытие.
Как расшифровывается маркировка клапанов (15б1п, 16ч42р, 17с28нж)?
Маркировка по системе ЦКБА. Первые две цифры – тип арматуры: 15 – запорный, 16 – обратный подъёмный, 17 – предохранительный, 18 – приёмный с сеткой, 19 – обратный поворотный. Буква – материал корпуса: с – сталь, ч – чугун, кч – ковкий чугун, б – латунь, бр – бронза, нж – нержавеющая сталь, лс – легированная сталь. Следующие цифры – номер исполнения и тип привода, последние буквы – материал уплотнения (п – паронит, р – резина, нж – нержавеющая сталь, бр – бронза).
Что такое Kvs (пропускная способность) клапана?
Kvs – расход воды через полностью открытую арматуру при перепаде давления 1 бар, в м3/ч. Ключевой параметр для регулирующих и балансировочных моделей: по нему рассчитывают авторитет клапана в системе и проверяют, обеспечит ли арматура нужный расход при располагаемом перепаде. Для запорных и обратных Kvs указывают реже – там основные параметры Ду и Ру.
Какие ГОСТы регламентируют клапаны?
Основные: ГОСТ 5761–2005 «Клапаны металлические промышленные на давление до 25 МПа», ГОСТ Р 53402–2009 для предохранительных, ГОСТ 12.2.063–2015 по требованиям безопасности, ГОСТ 9544–2015 по нормам герметичности затворов. Для регулирующей арматуры гидравлические и кавитационные характеристики определяются по ГОСТ 27477–87.
Можно ли использовать обратный клапан вместо предохранительного?
Нет, это разные устройства. Обратный клапан препятствует движению среды в обратном направлении, но не реагирует на уровень давления. Предохранительный открывается при превышении установленного порога и сбрасывает среду в атмосферу или дренаж. Установка обратного вместо предохранительного – нарушение правил эксплуатации сосудов под давлением (ФНП «ОРПИД»), приводящее к разрушению оборудования при нештатном росте давления.
