Ремонт шиберных задвижек
Задвижки обычно ставят на трубопроводных линиях ЖКХ, нефте- и газодобывающих и перерабатывающих предприятий. Любую запорную арматуру необходимо контролировать и обслуживать по ГОСТу. К сожалению, в хозяйственной сфере это происходит не так регулярно и тщательно, как предписано стандартом. Поэтому часты случаи заклинивания задвижек, прикипания гайки маховика, невозможности управления из-за порчи ржавчиной и известковыми и прочими отложениями, износом самого шпинделя, его соединения с дисками или клином арматуры, когда маховик проворачивается, не перекрывает поток, не до конца прижимает «щечки» и т.п. Рассмотрим основные способы, как снять штурвал с задвижки в случае неисправностей или текущей ревизии и ремонта узлов.
Устройство и принцип действия задвижек, виды маховиков
Что такое маховик задвижки или, как его иначе называют, штурвал? Маховик — это круглое или овальное колесо со спицами, которое служит для отпирания и запирания путем направленной на его круговое вращение силы рук. Суть его работы — преобразование вращательного движения в поступательное.
Производитель самостоятельно комплектует готовые задвижки подходящими штурвалами. При транспортировке их рекомендуется снимать. А при монтаже запрещено поднимать арматуру за колесо маховика и вообще весь узел управления.
Виды маховиков и их комплектующие показаны на рисунке:
Рис. 1 Таблица видов маховиков
Нужно отметить, что выбор оптимального вида штурвала для задвижки зависит от диаметра трубопровода: какие-то конструкции подходят только для малых и средних DN, а какие-то производители ставят только на арматуру для трубопроводов больших диаметров.
Стандартная задвижка состоит из:
- металлического прочного корпуса;
- такой же крышки, соединенной с корпусом резьбовым соединением (болтами и гайками) с паронитовой прокладкой;
- с крышкой соединен набивной сальник;
- через сальник проходит шпиндель, приводимый в движение маховиком;
- маховик соединен со шпинделем ходовой гайкой;
- шпиндель приводит в движение клин, который распирает «щечки» (диски);
- «щечки» прижимаются к латунным зеркалам седла внутри корпуса;
- происходит перекрытие потока в обоих направлениях.
Рис. 2. Схема стандартной задвижки
Схема работы запорной арматуры и ее комплектующие довольно просты. При своевременном обслуживании узлов проблем возникать вроде бы не должно, но они возникают. И тогда приходится или снимать крышку для ревизии задвижки, или полностью демонтировать механизм.
Случаи, когда возникает необходимость снять маховик
Существует всего несколько ситуаций, когда необходимо снимать штурвал:
- обслуживающее смазывание и проверка хода маховиков на линии;
- устранение выявленной неисправности;
- подкапывание, просачивание, течь на арматуру, которая вызывает коррозию на корпусе и колесе штурвала;
- замена разбитого маховика на новый.
Снять штурвал с задвижки — это открутить верхнюю стопорную гайку или снять его с шпинделя, раскрутив ходовую. Делается это подходящим ключом. Сильно стучать по гайке или колесу не рекомендуется, иначе можно сорвать резьбу. Но этот совет хорош в том случае, когда арматура регулярно проходит ТО. Чаще всего происходят проблемы.
Наиболее частые причины отказа работы штурвала
Маховик в трубопроводной арматуре жестко соединен со шпинделем. Поэтому наиболее частой причиной каких-либо неисправностей в работе штурвала будет проблема со штоком (выдвижным или невыдвижным шпинделем):
- колесо маховика прокручивается на шпинделе, который не откликается на вращение (стерлись грани или резьба на теле штока — нужно снять маховик, отвернув верхнюю фиксирующую гайку, напильником сделать новые грани или накрутить новую резьбу при наличии места);
- штурвал проворачивается вместе со штоком, но не происходит перекрывания потока (шпиндель сточился, его прямоугольные грани просто скруглились или проржавели, либо они разъединились с запирающими «щечками» дисков — восстановить правильную форму углов на конце шпинделя можно наплавкой при помощи электросварки и поправить на станке, либо найти на замену исправный шпиндель в ненужной задвижке, вставить «щечки» на место помогут многократные возвратно-поступательные движения при помощи поворотов маховика, чтобы шпиндель подцепил диски);
- отказ хода ходовой гайки при рабочем колесе штурвала (выпала или деформировалась шпонка — необходимо снять ходовую гайку и установить в ее углубление новую или самодельную шпонку, чтобы она плотно встала в шпоночную канавку маховика);
- заклинивание или прикипание деталей маховика и штока из-за коррозии, загрязнений и налипания примесей (штурвал заклинило, стопорная или ходовая гайка прикипела и т.п. — травление содой, керосином, WD-40, обстукивание, съемник или радикальное срезание болгаркой);
- колесо штурвала сворачивается с ходовой гайки (нужно выточить новую или заменить гайку с ненужной задвижки);
- повреждено колесо маховика (оно разбито и обломаны спицы — нужно подобрать ключ, подходящий под размер ступицы, чтобы им осуществлять вращение, а затем установить новое колесо);
- увеличен крутящий момент (нужно больше крутить маховик для срабатывания — не хватает смазки ходовых частей, нужно смазать узел).
Рис. 3. Фото маховиков на трубопроводе для водоснабжения
Если арматура имеет наружную установку, то ее визуальная ревизия обязательна хотя бы раз в месяц. В случае подземного монтажа задвижки обслуживание осуществляется через смотровой люк. Контроль рабочего состояния запорной арматуры состоит в том числе и в проверке хода маховика и шпинделя.
Работающие способы снять штурвал с задвижки
В зависимости от неисправности, условий эксплуатации и типа шпинделя (выдвижной, невыдвижной), возможности быстрой замены деталей и времени на ремонт можно снять закисший маховик:
- обстукиванием;
- резким ударом;
- отлить его жидкостями (керосин, сода, антиржавчина, WD-40 и т.п.);
- съемником;
- срезать болгаркой.
У обслуживающего трубопровод персонала есть свои излюбленные методы снятия, застопорившегося или деформированного маховика. Иногда идут в ход даже народные методы (газировки). Если поврежден весь корпус арматуры из-за аварии, отсутствия обслуживания и ремонта задвижки, то ее полностью снимают, перекрыв поток выше и установив заглушку. Монтаж нового устройства происходит строго по ГОСТУ. Затвор обязательно проходит проверку на герметичность, номинальное давление и прочие характеристики должны соответствовать параметрам трубопровода.
Как предотвратить неисправности
Для трубопроводной арматуры существуют нормативные документы, ГОСТы, которые прописывают все требования к ней. Одно из таких требований — эксплуатационный контроль. Он включает в себя обязательную проверку функции открытия и закрытия. Поэтому при регулярных ревизиях маховик и весь узел управления постоянно находится под контролем. Есть документ, стандартизирующий процедуру проверки и обслуживания трубопроводной арматуры — «Регламент технического обслуживания». Его разрабатывает и утверждает владелец трубопровода. Для предотвращения неисправностей в работе узла управления (маховик, шпиндель, редуктор, сальник, крепеж) нужно лишь вовремя выполнять требования тех регламента.
Обычно в документе прописывают ежегодный ремонт задвижек (в идеале полугодовой) и ежемесячный мелкий ремонт, внешний осмотр узлов устанавливается раз в смену.
При ревизии внимание обращают на:
- наличие следов коррозии, течи, сколов, трещин и прочих повреждений;
- исправность управляющего узла (проверяют работоспособность и плавность хода маховика, осуществляют ревизию смазки шпинделя и редуктора, набивки сальника, натяжения крепежа).
Труба-сэндвич,нахлобучена прям на печку, высота два этажа, собрано на герметике.
Как и все остальное,тоже банально. Поскольку все на соплях прям с производства,заслонка,она-же шибер,отвалилась от оси и упала вниз,перекрыв трубу вообще и насмерть.
Это было извлечено из трубы.Два плевка сваркой…предполагалось,что навечно?
Разбирать всю трубу,начиная с крыши, было признано безумием. Посему способ прост и ясен.
Соединение шибера с нижней частью проклепано по окружности,чтобы труба не разьехалась под нагрузкой всей верхней части. Для страховки надеты хомуты и не стянуты до конца,чтобы проследить ,насколько труба после выреза будет или нет расходиться под весом верха. Прямоугльный вырез с захватом бывшего посадочного места заслонки. Упавшая вниз заслонка извлечена шнурком с магнитом.
К заслонке приклепан тонкий лист нержавейки , к получившемуся блину впоследствии приварена ось.
Две заплатки,первая меньше,вторая перекрывает первую. Герметик высокотемпературный,для каминов.
Запчасти и ремонт запорной арматуры задвижки точно в срок. Заказать задвижки шиберные ЗМС по цене изготовителя.
Предприятие «Уралремдеталь» осуществляет ремонт задвижек для нефтегазовой арматуры.
Технология ремонта включает в себя:
- восстановление корпуса задвижки (обработка от коррозии, проточка канавок под уплотнительные элементы, наплавка);
- восстановление герметичности затвора (установка уплотнительных элементов: металл-металл, металл + обтюратор из полимера + металл; шибер и седла заменяются новыми, ремонтных размеров);
- восстановление шпинделя методом наплавки, калибровка резьбы;
- восстановление сальникового узла (замена пакета уплотнения: сальники манжеты, подшипники, опорное и нажимное кольца);
- щитки, кольца уплотнительные, пружины тарельчатые, клапан нагнетательный – меняются на новые;
- в случае отсутствия штурвала – устанавливается новый, собственного производства;
- испытание на прочность и герметичность;
- заполнение корпуса смазкой «Арматол»;
- консервация и покраска.
Выполним ремонт задвижек всех производителей и всех видов.
Виды задвижек, по которым осуществляем ремонт
Задвижка запорная
Задвижка запорная обладает запирающим элементом, который вращается перпендикулярно плоскости течения рабочей среды. Применяется задвижка запорная на технических линиях энергетики, нефтяной промышленности, а также коммунального хозяйства.
Задвижка клиновая
Задвижка клиновая состоит из седел, заключенных в корпусе под небольшим углом, между которых плотно заходит затвор, подобно клину, прекращая поток рабочей среды. Существует множество видов клина в зависимости от того, в каких условиях будет эксплуатироваться задвижка клиновая.
Задвижка фланцевая
Абсолютное закрытие среды и теплоносителей, — вот основная функция, которую несет задвижка фланцевая. Задвижка фланцевая прикрепляется к арматуре с помощью фланцев, способных соединять трубопроводы между собой и другим оборудованием.
Задвижка чугунная
Одной из разновидностей шиберных задвижек, является задвижка чугунная. Используется задвижка чугунная для полного перекрытия течения рабочей среды в транспортных и технологических трубопроводов с диаметром до 2 метров. Задвижка чугунная состоит из запирающего элемента, который движется возвратно-поступательно, в перпендикулярном направлении относительно перемещения среды.
- предприятия нефтепромыслового машиностроения г. Баку;
- ЗАО «Кэптив Нефтемаш»;
- ФГУП Воткинский завод;
- АК Корвет;
- ФНПЦ Станкомаш;
- Воронежский механический завод;
- Сибнефтегазмаш;
- Новаторнефть;
- Машиностроительный завод им. Саттархана;
- Нефтепроммаш;
- Югокамский машиностроительный завод;
- румынские производители.
ЗМС 65х210 (Баку)
| № п/п | Наименование задвижки и запчастей к ней |
|---|---|
| 1 | Гайка ходовая |
| 2 | Гайка шлицевая |
| 3 | Крышка подшипника |
| 4 | Крышка корпуса |
| 5 | Клапан нагнетательный |
| 6 | Щиток |
| 7 | Манжета 32х52 (асбесторезина АНГ) |
| 8 | Пружина тарельчатая |
| 9 | Прокладка |
| 10 | Седло |
| 11 | Шпиндель |
| 12 | Шибер |
ЗМС 65х210 (Румыния)
| № п/п | Наименование задвижки и запчастей к ней |
|---|---|
| 13 | Кольцо уплотнительное АИ-13 |
| 14 | Кольцо рег. АИ-13 |
| 15 | Пружина АИ-13 |
| 16 | Седло АИ-13 |
| 17 | Шибер АИ-13 (в сборе) |
| 18 | Шток АИ-13 |
| 19 | Манжета АИ-13 (асбесторезина АНГ) |
ЗМС 80х210 (Румыния)
| № п/п | Наименование задвижки и запчастей к ней |
|---|---|
| 20 | Кольцо рег. АИ-14 |
| 21 | Пружина АИ-14 |
| 22 | Седло АИ-14 |
| 23 | Шибер АИ-14 |
| 24 | Шток АИ-14 |
| 25 | Кольцо уплотнительное АИ-14 |
ЗИП к крану пробковому КППС 65х140, кран КППС
| № п/п | Наименование задвижки и запчастей к ней |
|---|---|
| 26 | Клапан в сборе |
| 27 | Пробка |
Ремонт задвижек
Такие устройства запорной арматуры, как задвижки, присутствуют в большинстве трубопроводных систем и во многом определяют их надёжную и безопасную эксплуатацию. По этой причине регулярное обслуживание и ремонт задвижек существенно важны для обеспечения эксплуатационной пригодности трубопроводных систем.
Неисправности задвижек
Типовая конструкция задвижек с выдвижным Шпинделем показаны: дисковой на Рис. 1, клиновой на Рис. 2.
Перечислим наиболее часто встречающиеся неисправности задвижек:
1) Течь в соединении корпус-трубопровод или течь из-под крышки;
2) Течь из сальника по шпинделю;
3) Неполное перекрытие потока;
4) Маховик невозможно повернуть штатно (вручную);
5) Вращение саховика не приводит к открытию потока.
Ремонт чугунной задвижки
Техническое обслуживание задвижки или её ремонт возможны только при полном отключении трубопровода от тока рабочей жидкости, в котором она установлена. При этом давление внутри этого трубопровода должно быть выравнено с давлением окружающей среды. К проведению таких работ может быть допущен только опытный персонал, имеющий соответствующую квалификацию и допуски. Можно рекомендовать следующую методику проведения технического обслуживания задвижки:
1) Раз в месяц полностью закрывать и открывать задвижку с целью очистки трущихся поверхностей от возможных загрязнений;
2) Обеспечить постоянное наличие смазки на выдвижном шпинделе;
3) Раз в неделю проверять отсутствие течи сальникового уплотнения шпинделя;
4) Не допускать при эксплуатации задвижки промежуточного положения затвора.
Ремонт чугунной задвижки с выдвижным и невыдвижным шпинделем будет несколько отличаться по рекомендациям. Приведём эти рекомендации по каждому виду неисправности, перечисленному выше.
Течь в соединении корпус-трубопровод или течь из-под крышки
Причиной течи могут быть:
1) Ослабление болтов или шпилек соединения фланцев корпуса задвижки с фланцами трубопровода или соединения фланцев крышки и корпуса;
2) Износ уплотняющей прокладки;
3) Коррозионное изъязвление уплотняемой поверхности фланцев.
Для проведения ремонта необходимо разъединить фланцевое соединение. Осмотреть уплотняющую прокладку и при её износе заменить. Если не обнаружено коррозионного изъязвления поверхности фланцев, то установить вновь соединительные болты или шпильки и равномерно затянуть их по периметру фланцев рекомендуемым по технической документации моментом затяжки.
В случае обнаружения коррозионного изъязвления уплотняемой поверхности фланцевнеобходимо принять решение о замене корпуса или крышки, а может, и задвижки в целом.
Течь из сальника по шпинделю
Причиной течи могут быть:
1) Ослабление болтов затяжки фланца сальника;
2) Старение уплотнительного состава с потерей его пластичности;
3) Образование на уплотняемой поверхности шпинделя коррозионного изъязвления или накипи.
Для проведения ремонта необходимо открутить гайки крепления фланца сальника и поднять его вверх по шпинделю. Убедиться в функциональном состоянии набивки сальника. Если она потеряла эластичность, высохла, имеет разрывы, задиры – заменить.
Для задвижек с выдвижным шпинделем необходимо также осмотреть уплотняемую поверхность шпинделя, для чего, возможно, придётся открутить гайки крепления крышки и поднять крышку вверх по шпинделю для обеспечения полного обзора его уплотняемой поверхности. При наличии накипи на уплотняемой поверхности – зачистить до чистого металла без повреждения последнего. При обнаружении коррозионных изъязвлений шпиндель заменить.
После выполнения указанных операций выполнить обратный монтаж отсоединённых и/или заменённых деталей с затягиванием гаек резьбовых соединений рекомендуемыми по технической документации моментами затяжки.
Неполное перекрытие потока
Причиной неполного перекрытия потока могут быть:
1) Накипь на контактирующих поверхностях затвора и корпуса;
2) Механические повреждения контактирующих поверхностей затвора и корпуса в виде царапин или коррозионных изъязвлений;
3) Износ контактирующих поверхностей затвора и корпуса (особенно это касается «обрезиненых» конструкций).
Для проведения ремонта необходимо произвести демонтаж задвижки для извлечения затвора (цельного или составного клина или диска) и провести осмотр контактирующих поверхностей затвора и седла корпуса. После очистки обнаруженной накипи и/или следов ржавчины необходимо оценить износ контактирующих поверхностей и величину механических и/или коррозионных повреждений. В случае возможности ремонта для «необрезиненных» конструкций произвести взаимную притирку контактирующих поверхностей затвора и седла алмазосодержащими пастами. Для повреждённых «обрезиненных» уплотняющих поверхностей лучше всего произвести замену деталей, т.к. их качественный ремонт возможен только в заводских условиях.
После ремонта произвести обратный монтаж задвижки с затягиванием гаек резьбовых соединений рекомендуемыми по технической документации моментами затяжки.
Маховик невозможно повернуть штатно (вручную)
Причиной невозможности проворачивания маховика является, как правило, заклинивание затвора образовавшейся накипью вследствие отсутствия регулярного обслуживания задвижки. Для устранения этой неисправности необходимо открутить гайки крепления крышки и снять её. Извлечь затвор и произвести очистку контактирующих поверхностей затвора и седла корпуса от накипи до чистого металла без повреждения последнего. При необходимости произвести притирку контактирующих поверхностей, как это было описано выше.
После ремонта произвести обратную сборку задвижки с затягиванием гаек резьбовых соединений рекомендуемыми по технической документации моментами затяжки.
Вращение маховика не приводит к открытию потока
1) В задвижках с выдвижным шпинделем:
а) износ или разрушение элементов соединения шпиндель-затвор;
б) срыв или износ резьбы втулки (гайки) ходовой;
в) срез или износ шпонки соединения маховик–втулка (гайка) ходовая.
2) В задвижках с невыдвижным шпинделем – срыв или износ резьбы в ходовой гайке затвора.
Для проведения ремонта задвижки с выдвижным шпинделем сначала необходимо проверить подъём шпинделя при вращении маховика. Если шпиндель выдвигается, то значит соединение шпиндель-затвор изношено или разрушено. Наилучшей рекомендацией в этом случае будет демонтаж задвижки и замена изношенной или разрушенной детали. В случае отсутствия подъёма шпинделя при вращении маховика необходимо снять маховик и убедиться, что шпонка соединения втулка (гайка) ходовая–маховик находится в функциональном состоянии. Если это так, то необходимо произвести дальнейший демонтаж и снять со шпинделя втулку (гайку) ходовую, убедиться в износе или разрушении её резьбы и произвести замену. В случае среза или износа шпонки – шпонку заменить.
Для проведения ремонта задвижки с невыдвижным шпинделем необходимо снять крышку и убедиться, что резьба ходовой гайки затвора изношена или разрушена. Если возможна замена ходовой гайки – заменить, в противном случае заменить весь затвор в целом. После этого, при необходимости, произвести притирку контактирующих поверхностей нового затвора и седла корпуса.
Ремонт клиновых задвижек
Ремонт клиновых задвижек имеет одну особенность. При повторных притирках контактирующих поверхностей клина и седла корпуса происходит «проседание» клина из-за уменьшения контактных габаритов клина и увеличения контактных габаритов седла корпуса. Поэтому такой ремонт можно выполнить лишь несколько раз, после чего «просадка» клина не обеспечивает герметичного запирания потока. В этом случае иногда применяют ремонтную технологию наплавки уплотнительных колец на седло корпуса с последующей расточкой и притиркой совместно с клином.
Испытание задвижек на герметичность необходимо производить после любого ремонта.При ремонтах в «полевых условиях», не связанных с полным демонтажом задвижки и выполнению работ в заводских условиях (притирка, «обрезинивание» уплотняющих поверхностей), перед вводом задвижки в эксплуатацию необходимо произвести несколько процедур:
1) Из задвижки необходимо удалить воздух, для чего ослабить болты обжима сальникаи при появления капель рабочей жидкости из-под сальника вновь зажать болты;
2) Протестировать устройство на герметичность. Для чего при рабочем давлении в системе закрыть задвижку. При этом течи по уплотнениям (сальник, фланцы) не допускаются. Герметичность запирания задвижки необходимо контролировать по манометру, расположенному ниже по потоку после задвижки. Он должен зафиксировать падение давления в трубе после задвижки.При этом протечки через затвор допустимы и должны удовлетворять требованиям ГОСТ 9544—2005 «Арматура трубопроводная запорная. Классы и нормы герметичности».
В случае ремонта задвижки в заводских условиях испытание задвижки на герметичность производится по методикам в соответствие с ГОСТ 53402-2009 «Арматура трубопроводная. Методы испытаний», ГОСТ 33257-2015 «Арматура трубопроводная. Методы контроля и испытаний», ГОСТ 9544—2005 «Арматура трубопроводная запорная. Классыи нормы герметичности», эксплуатационной документацией на задвижку и технической документацией на стенд.
Выравнивание деформированного штока задвижки
Иногда, стараясь закрыть поплотнее параллельную задвижку, прибегают к дополнительному рычагу. Чаще всего это бывает трубный ключ, который надевают на маховик задвижки и закрывают ее с помощью рычага. Чрезмерные усилия зачастую приводят к тому, что шток задвижки деформируется, после чего ее открыть уже не удается. В этом случае крышку задвижки надо менять. Но ее можно восстановить, если применить показанное на рис. 9 приспособление, с помощью которого возможно восстановление изогнутого штока. 
Для этого применяется обыкновенный съемник, которым пользуются при снятии маховиков и подшипников. Нужно только в захватах съемника сделать напильником пазы, в которые потом будут входить ребра стоек крышки задвижки. На упорный винт надевается специальный наконечник, с помощью которого винт будет упираться в шток. Крышка задвижки с изогнутым штоком снимается с корпуса, на стойки устанавливается съемник и, заворачивая винт, мы восстанавливаем шток в первоначальное положение. Выравнивать шток ударным способом нельзя из-за хрупкости чугунных стоек. На рис. 9-а показан способ установки приспособления. 
Выравнивание деформированного штока задвижки
Иногда, стараясь закрыть поплотнее параллельную задвижку, прибегают к дополнительному рычагу. Чаще всего это бывает трубный ключ, который надевают на маховик задвижки и закрывают ее с помощью рычага. Чрезмерные усилия зачастую приводят к тому, что шток задвижки деформируется, после чего ее открыть уже не удается. В этом случае крышку задвижки надо менять. Но ее можно восстановить, если применить показанное на рис. 9 приспособление, с помощью которого возможно восстановление изогнутого штока. Для этого применяется обыкновенный съемник, которым пользуются при снятии маховиков и подшипников. Нужно только в захватах съемника сделать напильником пазы, в которые потом будут входить ребра стоек крышки задвижки. На упорный винт надевается специальный наконечник, с помощью которого винт будет упираться в шток. Крышка задвижки с изогнутым штоком снимается с корпуса, на стойки устанавливается съемник и, заворачивая винт, мы восстанавливаем шток в первоначальное положение. Выравнивать шток ударным способом нельзя из-за хрупкости чугунных стоек. На рис. 9-а показан способ установки приспособления.