Plynové armatúry a zariadenia: varianty + osobitosti výberu

Plynovod predstavuje inžiniersku konštrukciu, každý prvok a uzol ktorej rieši dôležitú špecifickú funkčnú úlohu a zodpovedá za bezpečnosť, kvalitu a neprerušovanosť fungovania siete. Rôznorodé plynové armatúry a zariadenia sa líšia zložitosťou prevedenia, materiálom výroby, účelom a druhmi.

Armatúry pre plynovody – sú to rozsiahla trieda príslušenstva a zariadení, ktoré sa montujú na plynovody, ako aj na spotrebiče. S ich pomocou sa uskutočňuje vypínanie/zapínanie, zmena smeru, množstva, tlaku plynového prúdu alebo úplné odstránenie plynov. Široký sortiment týchto dielov je klasifikovaný, vďaka čomu sa dá pomerne ľahko zorientovať v otázke klasifikácie plynových armatúr.

Poďme sa spoločne zorientovať v celom množstve armatúr pre plynové potrubia a osobitostiach ich výberu.

Účel plynových armatúr a zariadení

Plynové armatúry a plynové zariadenia sú určené na inštaláciu na potrubia používané na prepravu, zásobovanie a distribúciu modrého paliva. Pomocou týchto mechanizmov sa zapína a vypína prívod, mení tlak, množstvo, smer plynového prúdu. Armatúram sú vlastné také základné charakteristiky, ako je menovitý tlak (podmienečný) a menovitý priemer.

Pod menovitým tlakom sa rozumie max tlak pri teplote 20 °C, pri ktorom sa zaručuje dlhodobá životnosť rôznych spojení prvkov a uzlov s potrubím. Menovitý priemer (DN) – je charakteristika, ktorá sa používa v potrubných sieťach ako spoločný parameter spájaných častí.

Plynové potrubie zahŕňa nielen rúry, ale aj veľké množstvo plynových armatúr, ktoré zabezpečujú jeho spoľahlivé fungovanie.

Väčšina variantov armatúr pozostáva z uzatváracieho alebo škrtiaceho zariadenia. Sú to konštrukcie v tvare telesa zvonka uzavretého vekom.

Vo vnútri telesa sa pohybuje uzáver. V dôsledku pohybu uzáveru voči jeho sedlám sa mení plocha úseku, cez ktorý plyn prechádza. Tento proces spôsobuje zmenu hydraulického odporu.

Jednoduchá konštrukcia, dostupná cena a možnosť používať plynové klapky v širokom rozsahu teplôt – to sú hlavné výhody plynových klapiek.

Povrchy uzáveru a sediel, ktoré sa pri odstávkach častí plynovodu dostávajú do kontaktu, sa nazývajú tesniace. V zariadeniach škrtiaceho typu sa povrchy uzáveru a sediel, ktoré tvoria regulovateľný priechod na prepravu pracovnej látky, nazývajú škrtiace.

Klasifikácia armatúr pre plynovody

Všetky existujúce druhy plynovej armatúry, v závislosti od jej účelu, možno rozdeliť na:

• uzatváraciu. Armatúra používaná na pravidelné odstávky jednotlivých úsekov plynovodu, prístrojov, zariadení. K tomuto druhu patria plynové kohútiky, ventily a šúpadlá;
• poistnú. Slúžiacu na predchádzanie rizika zvýšenia tlaku plynu nad stanovené normy. K tomuto druhu armatúry patrí poistný vypúšťací ventil;
• regulačnú. Určenú na zmenu a udržiavanie tlaku v stanovených medziach. Sú to klapky, šupátka a pod.;
• spätného účinku. Na zabránenie zmene smeru prúdenia plynu;
• havarijnú a uzatváraciu. Na rýchle automatické zastavenie prúdenia plynu smerom k havarijnému úseku v prípade porušenia stanoveného režimu. K tomuto druhu patrí uzatvárací-poistný ventil;
• odvádzaciu kondenzát. Tú, ktorá odstraňuje v automatickom režime kondenzát, ktorý sa hromadí v kondenzáto-zberačoch a na spodných úsekoch potrubných sietí;
• kontrolnú. Určuje tlak pretekajúcej hmoty, teplotu a pod.

Podľa spôsobu ovládania môže byť armatúra dvoch typov: ovládaná a automatická. Prvá sa uvádza do činnosti ručnými manipuláciami alebo pomocou pohonu: pneumatického, hydraulického, elektromagnetického, elektrického.

Proces ručného ovládania sa vyznačuje vynaložením veľkého úsilia a stratou času. Oveľa častejšie sa inštaluje pohon a zachováva sa možnosť havarijného ovládania pre prípad vzniku havárie. Druhá funguje pomocou zariadení automatického spúšťania.

Prírubové spojenie plynovodov sa používa na prechodoch z podmorského alebo podzemného úseku na nadzemný. Takýto typ spojení pomáha v boji proti elektrochemickej korózii.

Podľa spôsobu pripojenia sú zariadenia a akékoľvek armatúry pre plynárenské systémy:

• prírubové – používané pre armatúry s prietokom média väčším ako 50 mm. Pripojenie k rúram sa vykonáva skrutkovaním prírub. Hlavnou výhodou takéhoto spojenia je možnosť viacnásobných preinštalácií, veľká pevnosť a spoľahlivosť. Tiež možno uviesť univerzálnu použiteľnosť. Ako nevýhodu uvádzajú iba veľkú hmotnosť a veľké rozmery takýchto dielcov;
• spojkové – používajú sa na pripojenie zariadení s priechodom 65 mm a menším. Pripojenie sa vykonáva pomocou spojok so závitom umiestneným zvnútra. Nevýhodou spojkových spojov je, že závit sa postupne opotrebúva;
• čapové s vonkajším závitom. Jedno zariadenie sa zaskrutkuje pomocou závitu do druhého zariadenia;
• zvárané – sú to v súčasnosti zriedka používané nerozoberateľné spojenia. Výhody tohto spôsobu – spoľahlivá tesnosť a minimalizácia údržbárskych činností. K nevýhodám patrí zložitosť demontáže spoja pri potrebe opravy, keď sa úsek plynovodu jednoducho odreže;
• vsuvkové – pripojenie armatúry sa vykonáva pomocou vsuvky;
• sťahovacie – príruby rúr sa spájajú pomocou svorníkov s maticami, ktoré sú umiestnené pozdĺž armatúry;
• šróbené – pripojenie armatúry sa vykonáva pomocou šróbenia, prevlečnej matice a tesniacich krúžkov. Je to spoľahlivá metóda spojenia s možnosťou demontáže.

Okrem vyššie uvedených existujú aj ďalšie spôsoby spojenia plynových armatúr, ale používajú sa nie tak často.

Plynový prírubový filter je potrebný na čistenie plynného prostredia od prachu a nečistôt, čím sa zvyšuje životnosť a spoľahlivosť fungovania plynových spotrebičov.

Tiež netreba zabúdať, že od kvality vykonaného spojenia bude závisieť funkčnosť potrubia a spoľahlivosť celého plynárenského distribučného systému.

Symbolické označenia plynových armatúr

Armatúra používaná v plynárenstve je štandardizovaná. Na každej časti je povinne uvedený kód pozostávajúci zo 4 častí.

Prvé 2 číslice kódu predstavujú druh armatúry:

• 11 – kohúty pre potrubia;
• 14,15 – uzatváracie ventily;
• 16 – spätné zdvíhacie ventily;
• 17 – poistné ventily;
• 19 – spätné otočné ventily;
• 25 – regulačné ventily;
• 30, 31 – uzatváracie šupátka;
• 32 – uzávery.

Na druhom mieste v kóde sa nachádza symbolové označenie materiálu telesa: uhlíková oceľ – s, kyselinovzdorná nerezová oceľ – nž, sivá liatina – č, tvárna liatina – kč, bronz, mosadz – br, vinylový plast – vp, legovaná oceľ – ls, hliník – a.

Plynové šupátko z liatiny je oveľa menej náchylné na koróziu, ale je krehkejšie ako podobné zariadenie vyrobené z ocele.

Na treťom mieste v kóde je poradové číslo dielu. Na štvrtom je označenie materiálu, z ktorého sú vyrobené tesniace krúžky: bronz alebo mosadz – b, nerezová oceľ – nž, guma – g, ebonit – e, babbit – bt, tesniace krúžky chýbajú – bk.

Osobitosti uzatváracej armatúry

Uzatváracia armatúra sa najčastejšie vyskytuje v plynových systémoch. Používa sa na reguláciu tlaku plynovodu a funguje na rovnakom princípe ako vo vodovodoch. Avšak na súčiastky v plynárenskej oblasti sa kladú vyššie požiadavky na bezpečnosť.

Ak koncentrácia plynu vo vzduchu dosiahne kritickú hodnotu, stačí len najmenšia iskra a môže dôjsť k skutočnej katastrofe.

Podľa typu pohybu funkčného mechanizmu sa uzatváracia armatúra pre plynovody delí na nasledujúce typy:

• kohút – v kohúte sa uzatvárací prvok s telom otáčania pohybuje a zároveň sa otáča okolo svojej osi. Vzhľadom na smer prúdenia môže byť umiestnený ľubovoľne;
• uzáver – v tomto diele sa diskovitý prvok otáča okolo svojej osi pod uhlom alebo kolmo vzhľadom na prúdenie;
• ventil – v diele sa uzatváracie teleso na vretene pohybuje posuvne vratne rovnobežne s prúdením;
• šupátko – v ňom sa regulačný prvok pohybuje kolmo na prúdenie.

Možno zhrnúť, že do uzatváracej armatúry patria zariadenia, ktoré sú určené na tesné odpojenie úsekov plynovodu. Tieto zariadenia musia zabezpečovať tesnosť odpojenia, rýchlosť vykonávaných úkonov, malý hydraulický odpor a pohodlie pri údržbe.

Princíp činnosti šupátka

Najčastejšie sa na potrubiach z rôznych druhov uzatváracej armatúry pre plynové zariadenia možno stretnúť so šupátkami. Práve tie sa používajú, keď je potrebné uzavrieť plynový tok v plynovodoch s priemermi menovitých svetlostí od 50 mm do 2000 mm, keď je pracovný tlak v rozsahu 0,1–20 MPa.

V šupátkach sa tok plynu reguluje zmenou polohy uzáveru voči tesniacim plochám. Vreteno nevysúvajúce sa pri otváraní nevysúva z krytu. Pri jeho otáčaní na otvorenie otvoru sa na neho navíja matica, ktorá dvíha alebo spúšťa uzáver. V tomto type šupátok je hnací uzol vo vnútri pracovného média, preto je viac vystavený negatívnemu pôsobeniu korózie.

Zariadenie s výsuvným vretenom vykonáva pohyb vretena a uzáveru otáčaním závitovej puzdra, pričom horná časť vretena sa vysúva nahor. Výhodou takejto konštrukcie je absencia vplyvu vonkajšieho prostredia na pohybový uzol.

Šupátka sa líšia podľa konštrukcie uzáverov na 2 typy. Klinové majú uzáver s tesniacimi plochami umiestnenými pod určitým uhlom voči sebe. Taktiež sa vyrábajú s kĺbovým uzáverom pozostávajúcim z 2 diskov a plného klinu. Paralelné šupátka majú uzáver pozostávajúci z 2 diskov, medzi ktorými je umiestnený rozperný klin.

Klapky škrtiaceho typu sa často používajú vďaka svojej jednoduchosti a spoľahlivosti. Škrtič plynule reguluje prietok plynu pretekajúceho cez neho.

Pre plynovody navrhnuté na tlak do 0,6 MPa sa používajú šupátka vyrobené zo sivej liatiny, pre plynovody, v ktorých sa používa tlak väčší ako 0,6 MPa – z ocele.

Aké výhody možno zaznamenať u šupátok v porovnaní s ostatnou uzatváracou armatúrou? V otvorenej polohe je zaznamenaný nepatrný odpor prúdeniu, okrem toho nedochádza k obratom plynného média. Šupátka majú malú stavebnú dĺžku. Sú jednoduché na údržbu a umožňujú pohyb plynu v ľubovoľnom smere.

Samostatne v tejto kategórii možno vyčleniť klapky. Patria k uzatváracemu a regulačnému zariadeniu, vďaka ktorému sa reguluje prietok plynu, a taktiež je možné zastaviť jeho prívod v plynovode. Klapky pozostávajú z telesa, uzatváracieho diskového orgánu a hnacieho hriadeľa.

Klapky možno aplikovať v širokom rozsahu teplôt alebo tlakov média. Majú jednoduchú konštrukciu, malú hmotnosť a malú spotrebu kovu. Klapky majú malú stavebnú dĺžku a minimálny počet prvkov. Veľkou výhodou je – dostupná cena.

Za tlakom na moderných plynovodoch sleduje množstvo citlivých senzorov, ktoré zaznamenávajú najmenšie odchýlky a prenášajú informácie o nich na riadiaci pult dispečerovi.

Na čo sú potrebné kohútiky?

Okrem vyššie uvedených zariadení patria k uzatváracej armatúre kohúty a ventily, potrebné na rýchle pripojenie/odpojenie prístroja alebo reguláciu prietoku pracovného média. Tieto diely podľa tvaru uzáveru možno rozdeliť na guľové, valcové a kužeľové.

Na dosiahnutie vyššej tesnosti v kohúte sa medzi tesniace plochy vstrekuje pod tlakom špeciálne konzistentné mazivo. Plní sa do dutého kanála v hornej časti a zaskrutkovaním skrutky sa pretlačí cez kanály do existujúcej medzery medzi zátkou a telesom.

V tele kohúta ako uzatvárací prvok vystupuje guľa a v uzávere je vytvorený priechodný otvor, ktorého priemer sa zhoduje s priemerom plynovodu.

Zátka sa mierne zdvihne, medzera sa zväčší a zabezpečí sa ľahkosť otáčania. Mosadzné tesnenie a guľový ventil zabraňujú vytláčaniu maziva s následným presakovaním plynu.

Okrem kohútikov, ktoré potrebujú mazanie, sa v plynovodoch používajú jednoduché otočné kohútiky. Možno ich rozdeliť na napínacie, upchávkové, samotesniace. Možno ich inštalovať na nadzemné plynovody, vnútroareálové plynovody, na pomocné vedenia (na preplachovacie plynovody a pod.).

Kondenzátne odlučovače a kompenzátory

Na zber a odstraňovanie vody a kondenzátu na nižších úrovniach plynovodov sa inštalujú kondenzátne zásobníky.

Môžu mať rôznu kapacitu: veľká kapacita je potrebná, ak má prepravovaný plyn veľkú vlhkosť, menšia je vhodná na prepravu suchého plynu. Okrem toho, v závislosti od veľkosti tlaku prechádzajúceho pracovného média sa kondenzátne zásobníky rozlišujú na zariadenia nízkeho, stredného a vysokého tlaku.

Zariadenia nízkeho tlaku – je to nádoba s palcovou trubkou vyvedenou pod plynový kryt. Trubka končí spojkou a zátkou. Cez ňu sa odstraňuje kondenzát, meria sa tlak, preplachuje sa plynovod.

Zariadenia stredného a vysokého tlaku sú dodatočne vybavené ďalšou ochrannou trubkou a kohútikom na vnútornej stúpačke. Na vrchu stúpačky je otvor na vyrovnanie tlaku pracovného média v puzdre a v stúpačke. Bez otvoru by kondenzát pod tlakom plynu napĺňal stúpačku, čo by mohlo viesť k jej prasknutiu pri nízkych teplotách.

Plynový kondenzátny zásobník umožní odstrániť vodu a kondenzát z plynu, ktorý sa prepravuje systémom plynovodu. Toto zariadenie je obzvlášť dôležité v zimnom období.

Pod vplyvom tlaku plynu sa uskutočňuje automatické odčerpávanie kondenzátu. Keď je kohútik zatvorený, plyn pôsobí proti kondenzátu a ten sa posúva dole. Keď sa kohútik otvorí, kondenzát stúpa na povrch.

Pri prevádzke plynovodov môže rozdiel teplôt dosahovať niekoľko stupňov. Taká veľká zmena môže spôsobiť napätie niekoľko desiatok MPa. Preto je na zabezpečenie normálnej prevádzky plynovodu potrebné používať kompenzátory. Môžu byť šošovkové, U-tvaru, lyrovité a pod.

Plynový tlakový kompenzátor výrazne predĺži životnosť plynového potrubia. Pri inštalácii takéhoto zariadenia je však potrebné zohľadniť nominálny a maximálny tlak plynu v systéme.

Viac rozšírené sú šošovkové a vlnovcové kompenzátory. Kompenzátory v tvare písmena P a v tvare líry sú vyrobené z ohýbaných, často celoťahaných rúr. Ich hlavnou nevýhodou – veľké rozmery. Na potrubiach v horských a seizmo-nebezpečných oblastiach sa inštalujú gumotextilné zariadenia, ktoré sú schopné absorbovať deformácie v pozdĺžnom aj priečnom smere.

Spojovacia armatúra plynovodov

Počas montáže plynovodu môže vzniknúť potreba spojiť rúry z rôznych materiálov alebo rôzneho priemeru. V tomto prípade sa do siete vstaváva spojovací prírubový prvok – pomocné stýkacie diely.

Do tejto kategórie armatúr patria prírubové adaptéry, objímky, zátky, spojovacie spojky, odbočky, krížové kusy, T-kusy, jednoducho diely, v ktorých konštrukcii nie je zabezpečená prítomnosť uzatváracieho-regulačného mechanizmu.

Spojovacia armatúra bude potrebná, ak vznikne potreba spojiť rúry z rôznych materiálov, úseky potrubí rôznych priemerov, ako aj pri ohyboch a odbočeniach.

Na odbočenie plynovodu slúžia T-kusy a odbočky. Inštalujú sa v prípadoch, keď potrubie dosahuje distribučný úsek pre nejakú obydlenú obec, avšak tento bod nie je konečný.

Pomocou regulačnej armatúry sa potrubie rozdeľuje a časť dopravovaného plynu odchádza do obývanej obce, zatiaľ čo časť sa prepravuje ďalej.

Oceľové T-kusy sa vyrábajú z rôznych druhov ocele. Možno ich použiť prakticky v akomkoľvek pracovnom prostredí. Zabezpečujú vysoko kvalitné spojenie rúr a majú dobrú tesnosť.

PrístrojeKIPAv plynovodných systémoch

Okrem všetkého vyššie uvedeného sa v plynovodných systémoch používajú početné prístroje KIPA (kontrolno-meracie prístroje a automatika).

Okrem plynovej armatúry sa na plynovodoch inštaluje KIPA. Umožňuje to vykonávať neustálu kontrolu stavu zariadení a priebehu technologického procesu. A tiež rýchlo identifikovať predhavarijné a havarijné situácie.

Medzi najvyhľadávanejšie zariadenia používané v plynových systémoch patria:

• signalizátory plynu;
• zariadenie na havarijné odstavenie prichádzajúceho plynu;
• zariadenie na meranie objemu prešlého plynu;
• elektronické regulátory prešlého objemu plynu;
• autonómne napájacie bloky;
• plynové ventily na automatizáciu rôznych procesov a optimalizáciu prevádzky potrubí;
• plynové regulátory na reguláciu objemu média prechádzajúceho cez nejaký úsek potrubia.

Takéto zariadenia sú vysoko technologické zariadenia, ktoré sa prevádzkujú v najrôznejších podmienkach.

Osobitosti výberu armatúr a zariadení

Pri výbere armatúry pre plynové potrubia je potrebné osobitne dôkladne zvážiť chemické a fyzikálne vlastnosti materiálu, z ktorého je vyrobená.

Najžiadanejšími materiálmi na výrobu plynovej armatúry sú liatina a oceľ. Súvisí to s požiadavkami na zvýšenú úroveň pevnosti a spoľahlivosti. Polymerové prvky, ktoré sú vynikajúce pre vodovody, sú tu nepoužiteľné, navyše sa dajú ľahko poškodiť.

Oceľ je najobľúbenejším materiálom na výrobu plynovej armatúry. Takéto zariadenie má dostupnú cenu a vysokú pevnosť.

Odborníci neodporúčajú používať na plynových potrubiach zariadenia s tesniacimi vložkami z bronzu. Súvisí to s tým, že v zložení LPG je prítomný sírovodík, ktorý môže negatívne ovplyvniť bronz a medené zliatiny.

Závery a užitočné video k téme

O tom, ako sa vykonáva technická údržba uzatváracej armatúry na plynovode, sa môžete dozvedieť z nasledujúceho videa:

O konštrukčných vlastnostiach klinových a hadicových uzáverov bude reč v tomto videu:

Všetky plynové potrubia patria k objektom so zvýšeným nebezpečenstvom, preto k výberu plynovej armatúry a zariadení treba pristupovať s plnou vážnosťou, a v prípade potreby sa poradiť s odborníkmi. Iba kvalitná plynová uzatváracia armatúra dokáže zabezpečiť pohodlie údržby, rýchlosť opravy a vysokú tesnosť uzlov potrubia.

Ak máte otázky k téme článku, alebo môžete doplniť náš materiál zaujímavými informáciami, prosím, zanechajte svoje komentáre v bloku umiestnenom nižšie.