Gasarmatur och utrustning: varianter + urvalsfunktioner

En gasledning är en teknisk konstruktion där varje del och komponent löser en specifik funktionell uppgift och ansvarar för säkerhet, kvalitet och oavbruten drift av nätet. De olika typerna av gasarmatur och utrustning skiljer sig åt i utförandets komplexitet, tillverkningsmaterial, funktion och typer.

Armatur för gasledningar – är en omfattande klass av anordningar och apparater som monteras på gasledningar samt på instrument. Med deras hjälp utförs avstängning/påslagning, ändring av riktning, mängd, tryck på gasflödet eller fullständig avlägsnande av gaser. Det breda sortimentet av dessa delar är klassificerat, vilket gör det tämligen lätt att förstå klassificeringen av gasarmatur.

Låt oss tillsammans reda ut mångfalden av armatur för gasledningar och egenskaperna för dess val.

Syftet med gasarmatur och utrustning

Gasarmatur och gasutrustning är avsedda att installeras på rörledningar som används för transport, försörjning och distribution av naturgas. Med hjälp av dessa mekanismer slås tillförseln på och av, ändras tryck, mängd, riktning på gasflödet. Armaturen har grundläggande egenskaper som nominellt tryck (konventionellt) och nominell diameter.

Med nominellt tryck avses max tryck vid temperaturen 20 grader, vid vilken långvarig drift av olika anslutningar av delar och komponenter med rörledningen garanteras. Nominell diameter (DN) – är en egenskap som används i rörledningsnät som en allmän parameter för anslutande delar.

En gasledning omfattar inte bara rör utan även en stor mängd gasarmatur som säkerställer dess tillförlitliga funktion

De flesta typer av armatur består av en avstängnings- eller en strypanordning. Detta är konstruktioner i form av ett hus som utvändigt är täckt med ett lock.

Inuti huset förflyttas en lucka. Som ett resultat av luckans rörelse i förhållande till dess säten ändras arean på det område genom vilket gasen passerar. Denna process orsakar en förändring av det hydrauliska motståndet.

Enkel konstruktion, överkomligt pris och möjligheten att använda gasspjäll i ett brett temperaturområde – det är de främsta fördelarna med gasspjäll.

Ytorna på luckan och sätet som kommer i kontakt under avstängningar av delar av gasledningen kallas tätningsytor. I anordningar av strypningstyp kallas ytorna på luckan och sätet, som i sin tur bildar en reglerbar passage för transport av arbetsmediet, för strypningsytor.

Klassificering av armatur för gasledningar

Alla befintliga typer av gasarmatur kan, beroende på deras användningsområde, delas in i:

• avstängningsarmatur. Armatur som används för periodisk avstängning av enskilda sektioner av gasledningen, apparater, utrustning. Till denna typ hör gaskranar, ventilspjäll;
• säkerhetsarmatur. Används för att förhindra risken för att gastrycket stiger över fastställda normer. Denna typ av armatur inkluderar en säkerhetsavlastningsventil;
• regleringsarmatur. Avsedd för att ändra och bibehålla tryck inom givna gränser. Detta är spjäll, slussar m.m.;
• backventilsarmatur. För att förhindra ändring av gasflödets riktning;
• nöd- och avstängningsarmatur. För snabb automatisk avstängning av gasflödet mot nödsektionen vid överträdelse av det inställda läget. Till denna typ hör en avstängningssäkerhetsventil;
• kondensatavledningsarmatur. Den som automatiskt avlägsnar kondensat som samlas i kondensatsamlare och i nedre delar av rörledningsnät;
• kontrollarmatur. Bestämmer trycket hos den passerande massan, temperaturen m.m.

Efter styrningssätt kan armaturen vara av två typer: manuellt styrd och automatisk. Den första aktiveras genom manuella manipulationer eller med hjälp av en drivning: pneumatisk, hydraulisk, elektromagnetisk, elektrisk.

Manuell styrning kännetecknas av stor ansträngning och tidsförlust. Mycket oftare installeras en drivning och möjligheten till nödstyrning bevaras för händelse av olyckor. Den andra fungerar med hjälp av automatiska aktiveringsanordningar.

Flänsförband för gasledningar används vid övergångar från undervattens- eller underjordiska sektioner till ovanjordiska. Denna typ av förband hjälper till i kampen mot elektrokemisk korrosion.

Beroende på anslutningsmetod finns utrustning och alla typer av armaturer för gasförsörjningssystem:

• Flänsade – används för armaturer med genomlopp för mediet större än 50 mm. Anslutning till rör sker genom att flänsarna skruvas ihop. Den största fördelen med en sådan anslutning är möjligheten till flera ominstallationer, hög hållfasthet och tillförlitlighet. Man kan även nämna universell användbarhet. Nackdelen är bara den stora vikten och de stora dimensionerna hos sådana detaljer;
• Muffade – används för anslutning av utrustning med genomlopp på 65 mm eller mindre. Anslutning görs med hjälp av muffar med gängor på insidan. Nackdelen med muffade anslutningar är att gängorna gradvis slits ut;
• Tappade  med yttre gängor. Den ena enheten skruvas in i den andra med hjälp av gängor;
• Svetsade – detta är idag sällan använda odelelbara anslutningar. Fördelarna med denna metod är tillförlitlig täthet och minimalt underhållsbehov. Till nackdelarna hör den svårighet som uppstår vid reparation då anslutningen måste demonteras, vilket innebär att en bit av gasledningen helt enkelt skärs bort;
• Nippelanslutna – anslutning av armaturen sker med hjälp av en nippel;
• Draganslutna – rörstosar ansluts till rörflänsar med gängstänger och muttrar som placeras längs armaturen;
• Studsanslutna – anslutning av armaturen sker med hjälp av en studs, en överfallsmutter och tätningsringar. Detta är en tillförlitlig anslutningsmetod med möjlighet till demontering.

Förutom de ovan nämnda finns det även andra sätt att ansluta gasarmaturer, men de används inte så ofta.

Ett gasflänsfilter behövs för att rena gasmiljön från damm och föroreningar, vilket ökar livslängden och driftsäkerheten för gasapparater.

Man bör inte heller glömma att rörledningens funktionalitet och hela gasdistributionssystemets tillförlitlighet kommer att bero på kvaliteten på den utförda anslutningen.

Symbolbeteckningar för gasarmatur

Den armatur som används inom gasverksamheten är standardiserad. Varje detalj har en obligatorisk kod som består av 4 delar.

De första 2 siffrorna i koden – det är armaturtypen:

• 11 – kranar för rörledningar;
• 14,15 – avstängningsventiler;
• 16 – lyftbackventiler;
• 17 – säkerhetsventiler;
• 19 – svängbackventiler;
• 25 – reglerventiler;
• 30, 31 – avstängningsspjäll;
• 32 – spjäll.

På andra plats i koden står en beteckning för materialet i huset: kolstål – s, syrafast rostfritt stål – nzh, grått gjutjärn – ch, segjärn – kch, brons, mässing – br, vinylplast – vp, legerat stål – ls, aluminium – a.

Gasventil av gjutjärn är mycket mindre känslig för korrosion, men den är sprödare än en motsvarande anordning av stål.

På tredje plats i koden står detaljens ordningsnummer. På fjärde plats finns materialbeteckningen för tätningsringarna: brons eller mässing – b, rostfritt stål – nzh, gummi – r, ebonit – e, babbit – bt, inga tätningsringar – bk.

Egenskaper hos avstängningsarmatur

Avstängningsarmatur förekommer oftast i gassystem. Den används för att reglera gasledningens tryck och fungerar enligt samma princip som i vattenledningar. Men detaljer inom gasindustrin har högre säkerhetskrav.

Om gaskoncentrationen i luften når ett kritiskt värde räcker den minsta gnista för att en verklig katastrof kan inträffa.

Beroende på rörelsetypen hos funktionsmekanismen delas avstängningsarmatur för gasledningar in i följande typer:

• kran – i kranen rör sig låselementet med roterande kropp samtidigt som det roterar runt sin egen axel. I förhållande till flödesriktningen kan det placeras godtyckligt;
• spjäll – i denna detalj roterar ett skivformat element runt sin axel i en vinkel eller vinkelrät mot flödet;
• ventil – i detaljen rör sig låskroppen på spindeln fram- och återgående parallellt med flödet;
• slussventil – i den rör sig reglagelementet vinkelrätt mot flödet.

Man kan sammanfatta att avstängningsarmatur omfattar anordningar som är avsedda för tät avstängning av delar av gasledningen. Dessa anordningar måste garantera täthet vid avstängning, snabbhet i utförandet, lågt hydrauliskt motstånd och bekvämlighet vid underhåll.

Arbetsprincip för en skjutventil

Oftast på rörledningar av olika typer av avstängningsarmatur för gasutrustning stöter man på slussventiler. De används när gasflödet måste stängas av i gasledningar med nominella diametrar från 50 mm till 2000 mm, när arbetstrycket ligger i intervallet 0,1–20 MPa.

I slussventiler regleras gasflödet genom att ändra spjällets läge i förhållande till tätningsytorna. Spindeln icke-utdragbar dras inte ut ur locket vid öppning. När den roteras för att öppna öppningen skruvas rörelsegängan på den och lyfter eller sänker spjället. I denna typ av slussventiler är rörelseenheten inuti arbetsmediet, så den är mer utsatt för korrosionens negativa effekter.

Apparatur med utdragbar spindel förflyttar spindeln och spärren genom rotation av en gängad hylsa, varvid den övre delen av spindeln skjuts uppåt. Fördelen med en sådan konstruktion är att den yttre miljön inte påverkar gångenheten.

Slussventiler skiljer sig åt i typ av spärranordning i två typer. Kilventiler har en spärr med tätningsytor som är placerade i en viss vinkel mot varandra. De tillverkas även med en ledad spärr bestående av två skivor och en solid kil. Parallella slussventiler har en spärr som består av två skivor, mellan vilka en distanskil placeras.

Spjäll av stryptyp används ofta tack vare deras enkelhet och tillförlitlighet. Strypspjället reglerar smidigt flödet av den gas som passerar genom det.

För gasledningar konstruerade för tryck upp till 0,6 MPa används slussventiler tillverkade av grått gjutjärn, för gasledningar där trycket är högre än 0,6 MPa – av stål.

Men vilka fördelar kan man nämna med slussventiler jämfört med annan avstängningsutrustning? I öppet läge märks ett obetydligt motstånd mot flödet, dessutom inga vridningar av gasmediet. Slussventiler har liten bygglängd. De är enkla att underhålla och möjliggör gasflöde i vilken riktning som helst.

Separat i denna kategori kan man lyfta fram spjäll. De tillhör avstängnings- och reglerutrustningen, genom vilken gasflödet regleras, och det är också möjligt att stoppa tillförseln i gasledningen. Spjällen består av ett hus, en avstängningsskivmekanism och en drivaxel.

Spjäll kan användas inom ett brett temperaturområde eller tryckområde av mediet. De har en enkel konstruktion, låg vikt och liten metallåtgång. Spjällen har kort bygglängd och minimalt antal komponenter. En stor fördel är deras överkomliga pris.

På moderna gasledningar övervakas trycket av många känsliga sensorer som registrerar de minsta avvikelserna och skickar information om dem till operatörens kontrollpanel.

Vad används kranar till?

Förutom de ovan nämnda anordningarna omfattar avstängningsutrustningen även kranar och ventiler, som behövs för snabb anslutning/frånkoppling av en apparat eller reglering av arbetsmediets flöde. Dessa delar kan beroende på spärrens form delas in i kul-, cylinder- och koniska typer.

För att uppnå högre tätning i kranen införs under tryck en speciell konsistent smörjning mellan tätningsytorna. Den fylls i en ihålig kanal i den övre delen och pressas genom kanalerna in i det befintliga gapet mellan pluggen och huset genom att skruva åt en bult.

I kranhuset fungerar en kula som spärrelement, och i spärren finns ett genomgående hål vars diameter överensstämmer med gasledningens diameter.

Proppen höjs något, glappet ökar och säkerställer enkel vridning. Mässingspackningen och kulventilen förhindrar att fettet pressas ut med efterföljande gasläckage.

Förutom ventiler som behöver smörjning används enkla vridventiler i gasledningar. De kan delas in i spända, packningsboxar, självtätande. De kan installeras på ovanjordiska gasledningar, interna gasledningar, på hjälpledningar (på reningsgasledningar, etc.).

Kondensatuppsamlare och kompensatorer

För att samla upp och avlägsna vatten och kondensat vid lägre nivåer i gasledningar installeras kondensatsamlare.

De kan ha olika kapacitet: stor kapacitet krävs om den transporterade gasen har hög fuktighet, mindre kapacitet passar för transport av torr gas. Dessutom, beroende på trycket hos det passerande arbetsmediet, kondensatsamlare skiljs åt som apparater för lågt, medelhögt och högt tryck.

Lågtrycksanordningar – en behållare med ett tumrör som leds under gastäcket. Röret avslutas med en koppling och en propp. Genom det avlägsnas kondensat, trycket mäts, och gasledningen renblåses.

Medel- och högtrycksanordningar är dessutom utrustade med ytterligare ett skyddsrör och en kran på den inre stigaren. Upptill på stigaren finns en öppning för att utjämna trycket av arbetsmediet i höljet och i stigaren. Utan öppningen skulle kondensat under gastryck fylla stigaren, vilket kunde leda till dess sprängning vid låga temperaturer.

Gaskondensatsamlaren gör det möjligt att avlägsna vatten och kondensat från gasen som transporteras genom gasledningssystemet. Denna enhet är särskilt relevant på vintern.

Under inverkan av gastrycket sker automatisk pumpning av kondensat. När ventilen är stängd motverkar gasen kondensatet och det glider ned. När ventilen öppnas stiger kondensatet upp till ytan.

Vid drift av gasledningar kan temperaturskillnaden uppgå till flera grader. En så stor förändring kan orsaka spänningar på flera tiotals MPa. Därför måste kompensatorer användas för att säkerställa normal drift av gasledningen. De kan vara linsformade, U-formade, lyraformade, etc.

Gastryckskompensatorn förlänger avsevärt livslängden på gasledningen. Men när du installerar en sådan enhet måste du ta hänsyn till det nominella och maximala gastrycket i systemet.

Lins- och bälgkompensatorer är vanligast. U- och lyraformade kompensatorer tillverkas av böjda, ofta sömlösa rör. Deras största nackdel är de stora dimensionerna. På rörledningar i bergiga och seismo-riskområden installeras gummivävs-anordningar som kan ta upp deformationer både i längd- och tvärriktning.

Anslutningsarmatur för gasledningar

Vid montering av gasledningen kan det uppstå behov av att ansluta rör av olika material eller olika diametrar. I så fall byggs en anslutande flänskomponent in i nätet – hjälpdelar för sammanfogning.

Till denna kategori armatur hör flänsadaptrar, klämmor, pluggar, anslutningskopplingar, böjar, kors, t-rör, med andra ord detaljer som i sin konstruktion inte har någon avstängnings- eller regleringsmekanism.

Anslutningsarmatur behövs om man måste ansluta rör av olika material, rörledningssektioner med olika diametrar, samt vid svängar och förgreningar.

För förgrening av gasledningen används t-rör och böjar. De installeras när röret når en distributionssektion för en ort, men den orten är inte den slutliga.

Med hjälp av regleringsarmatur delas rörledningen upp och en del av den transporterade gasen går till orten, medan en del transporteras vidare.

Stålt-rör tillverkas av olika stålsorter. De kan användas i praktiskt taget alla arbetsmiljöer. De ger högkvalitativ röranslutning och har god tätning.

InstrumentKIPiAi gasledningssystem

Förutom allt ovanstående används i gasledningssystem många instrument KIPiA (kontroll- och mätinstrument samt automatik).

Förutom gasarmatur installeras KIPiA på gasledningar. Detta möjliggör kontinuerlig övervakning av utrustningens tillstånd och processens förlopp. Samt att snabbt upptäcka förvarningar och nödsituationer.

De mest efterfrågade enheterna som används i gassystem är:

• gaslarm;
• utrustning för nödavstängning av inkommande gas;
• utrustning för mätning av passerad gasvolym;
• elektroniska regulatorer för passerad gasvolym;
• autonoma strömförsörjningsenheter;
• gasventiler för automatisering av olika processer och optimering av rörledningsdrift;
• gasregulatorer för reglering av volymen av medium som passerar genom en viss sektion av rörledningen.

Sådana enheter är högteknologisk utrustning som används under mycket varierande förhållanden.

Kriterier för val av armatur och utrustning

När du väljer ventiler för gasledningar bör du vara extra noggrann med de kemiska och fysikaliska egenskaperna hos materialet som de är tillverkade av.

De mest efterfrågade materialen för tillverkning av gasventiler är gjutjärn och stål. Detta beror på kraven på hög hållfasthet och tillförlitlighet. Polymelement, som är utmärkta för vattenledningar, är inte lämpliga här och kan dessutom lätt skadas.

Stål är det vanligaste materialet för tillverkning av gasventiler. Sådan utrustning har ett överkomligt pris och hög hållfasthet.

Experter rekommenderar inte att använda utrustning med tätningsinsatser av brons på gasledningar. Detta beror på att LPG innehåller svavelväte, vilket kan ha en negativ inverkan på brons och kopparlegeringar.

Slutsatser – användbar video om ämnet

Om hur tekniskt underhåll av avstängningsventiler på gasledningar går till kan du lära dig från följande video:

I den här videon diskuteras konstruktionsegenskaperna hos klaff- och slussventiler:

Alla gasledningar är högradigt farliga objekt, så valet av gasventiler och utrustning bör tas på största allvar och vid behov rådfråga experter. Endast högkvalitativa gasavstängningsventiler kan garantera enkelt underhåll, snabb reparation och hög täthet i ledningens anslutningar.

Om du har frågor om artikelns ämne, eller kan komplettera vårt material med intressant information, lämna gärna dina kommentarer i blocket nedan.