Задвижки для трубопровода — для чего служат и из чего делаются

Задвижки — это один из наиболее распространенных видов запорной арматуры, используемой в трубопроводных системах. В этой статье мастер сантехник расскажет, для чего служат и из чего делаются.

Что такое и из чего состоит задвижка

Задвижка — это запорное устройство трубопроводной арматуры, в котором запирающий элемент (затвор) перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды. Это позволяет полностью перекрывать или открывать проход, минимизируя гидравлическое сопротивление в открытом положении.

Основные составные части задвижки включают:

• Корпус. Основная деталь, через которую проходит рабочая среда. Он изготавливается из металла (чугун, сталь, нержавеющая сталь, бронза или латунь) и определяет прочность и стойкость к коррозии. Корпус имеет два патрубка для соединения с трубопроводом и седла для уплотнения затвора.
• Крышка (бугель). Закрывает верхнюю часть корпуса, обеспечивая доступ к внутренним элементам. В задвижках с выдвижным шпинделем крышка удлинена для размещения механизма.
• Затвор (заслонка). Запирающий элемент, который может быть в форме клина, диска или шибера. Изготавливается из того же материала, что и корпус, или с наплавкой упрочняющих сплавов (например, стеллита) для повышения износостойкости. Затвор перемещается вверх-вниз, перекрывая поток.
• Шпиндель (шток). Передает усилие от привода к затвору. Может быть выдвижным (выходит из корпуса при открытии) или невыдвижным (вращается на месте). Материал — обычно нержавеющая сталь для стойкости к коррозии.
• Уплотнения. Обеспечивают герметичность. Включают сальниковое уплотнение (для шпинделя), прокладки между корпусом и крышкой, а также уплотнительные кольца на седлах (резина, фторопласт, металл). Сальник часто заполняется графитом или асбестом.
• Приводной механизм. Может быть ручным (маховик), редуктором или автоматизированным (электрическим, пневматическим). Включает гайку шпинделя для преобразования вращения в линейное движение.
• Дополнительные элементы. Подшипники для снижения трения, индикаторы положения затвора, дренажные отверстия для удаления конденсата.

В России производство задвижек регулируется государственными стандартами (ГОСТами), которые определяют конструкцию, материалы, размеры, испытания и маркировку. Эти нормативы обеспечивают соответствие продукции требованиям безопасности, надежности и совместимости с трубопроводными системами. Основные ГОСТы:

• ГОСТ 5762-2002 "Арматура трубопроводная промышленная задвижки": Распространяется на задвижки общепромышленного назначения с номинальным давлением (PN) до 250 и диаметром (DN) от 15 до 2000 мм. Определяет общие технические требования, включая герметичность (классы A, B, C, D), материалы (сталь, чугун), методы испытаний (гидравлические, пневматические) и маркировку. Стандарт может использоваться для сертификации продукции. Также устанавливает требования к строительной длине и массе.
• ГОСТ 33852-2016 "Арматура трубопроводная. Задвижки шиберные": Применяется к шиберным задвижкам DN 100–1200 на PN 1,6–4,0 МПа. Описывает конструкцию для агрессивных сред, включая ножевые затворы для пульп и сыпучих веществ. Включает требования к материалам корпуса (нержавеющая сталь), уплотнениям (EPDM, витон) и испытаниям на герметичность. 
• ГОСТ 9698-86 "Задвижки. Основные параметры": Устанавливает номинальные давления (PN от 0,16 до 25 МПа), диаметры (DN до 1400 мм) и температуры рабочей среды (до +550°C). Определяет условные обозначения и совместимость с трубами. 
• ГОСТ Р 59063-2020 "Арматура трубопроводная. Задвижки клиновые": Для клиновых задвижек DN 50–1200 на PN 1,6–16,0 МПа. Фиксирует размеры, материалы (углеродистая сталь) и методы контроля качества. 
• ГОСТ 34289-2017 "Арматура трубопроводная. Задвижки для магистральных нефтепроводов и нефтепродуктопроводов": Специализированный стандарт для нефтяной отрасли, с требованиями к стойкости к коррозии и высоким давлениям. 
• ГОСТ 3706-93 "Задвижки. Строительные длины": Определяет габаритные размеры для монтажа.

Дополнительно применяются ГОСТы на фланцы (ГОСТ 33259-2015), материалы и испытания. Производство должно соответствовать ТР ТС 010/2011 "О безопасности машин и оборудования" и ТР ТС 032/2013 "О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением". Задвижки проходят обязательную сертификацию, включая гидроиспытания на давление в 1,5 раза превышающее номинальное.

Для чего нужны задвижки

Задвижки предназначены для полного перекрытия или открытия потока рабочей среды в трубопроводных системах, обеспечивая безопасность, контроль и эффективность транспортировки. Они не подходят для точной регулировки потока (это приводит к эрозии уплотнений), но идеальны для режимов "открыто/закрыто".

Основные области применения:

• Нефтегазовая промышленность. В магистральных нефтепроводах, газопроводах и скважинах для изоляции участков при ремонте, предотвращения утечек и контроля давления. Шиберные задвижки используются для вязких сред, таких как нефть с примесями.
• Водоснабжение и канализация. В системах водопроводов, насосных станциях и очистных сооружениях для отключения участков при авариях или обслуживании. Чугунные задвижки подходят для холодной и горячей воды.
• Химическая и нефтехимическая отрасли. Для агрессивных сред (кислоты, щелочи), где требуются задвижки из нержавеющей стали или с полимерными уплотнениями, чтобы предотвратить коррозию и утечки.
• Энергетика. В тепловых сетях, котельных и АЭС для перекрытия пара, конденсата или охлаждающей воды. Выдерживают высокие температуры (до +565°C) и давления.
• Промышленные трубопроводы. В металлургии, пищевой промышленности и горнодобыче для транспортировки пульп, сыпучих материалов или газов. Шланговые задвижки применяются для абразивных сред.

Задвижки обеспечивают минимальное сопротивление потоку в открытом положении (коэффициент гидросопротивления 0,1–0,3), что снижает энергозатраты на перекачку. Они используются в системах с диаметрами от 15 мм до нескольких метров, на давлениях до 25 МПа. В аварийных ситуациях задвижки с электроприводом позволяют дистанционное управление для быстрого отключения. Кроме запора, некоторые модели (с V-образным затвором) позволяют грубую регулировку расхода. В целом, задвижки повышают надежность систем, минимизируя риски утечек и простоев.

Виды и классификация

Задвижки классифицируются по нескольким критериям: технологии изготовления корпуса, типу уплотнения, передачи усилия, привода, исполнению затворного узла и монтажа.

Технология изготовления корпуса определяет прочность, стоимость и область применения задвижек. Основные виды:

• Литые. Корпус отливается из расплава металла в формы. Это основной метод для массового производства. Преимущества: сложные формы, низкая стоимость для больших серий. Материалы: серый чугун (для воды), углеродистая сталь (для нефти). Недостатки: возможны поры и трещины, требуют дополнительной обработки. Применяются в 80% задвижек DN 50–500 мм.
• Сварные. Корпус собирается из листов или труб сваркой. Преимущества: высокая прочность, отсутствие литейных дефектов, подходит для больших диаметров (DN >1000 мм). Материалы: нержавеющая сталь. Недостатки: швы могут быть слабыми точками, требуется контроль качества сварки. Используются в химической отрасли.
• Кованые (штампованные). Корпус формируется под прессом из нагретого металла. Преимущества: максимальная прочность, отсутствие пор, стойкость к высоким давлениям (PN >16 МПа). Материалы: легированная сталь. Недостатки: высокая стоимость, ограничены малыми диаметрами (DN <300 мм). Применяются в нефтегазе для критических систем.
• Ковано-сварные (комбинированные). Сочетание ковки и сварки для частей корпуса. Преимущества: баланс прочности и стоимости, для средних диаметров. Недостатки: сложность производства. Используются для специальных задвижек.

Тип уплотнения влияет на герметичность и стойкость к средам. Основные:

• Сальниковые. Уплотнение шпинделя с помощью набивки (графит, асбест) в сальниковой камере. Преимущества: простота, возможность подтяжки. Недостатки: требует обслуживания, возможны утечки при износе. Для температур до +450°C.
• Сильфонные. Герметичный гофрированный сильфон вместо сальника. Преимущества: полная герметичность, нет утечек. Недостатки: ограниченный ход, хрупкость. Для токсичных сред.
• Металл по металлу. Уплотнительные кольца из металла (сталь, бронза). Преимущества: стойкость к высоким температурам (>500°C) и давлениям. Недостатки: требует точной обработки, низкая эластичность.
• Эластомерные (мягкие). Резина (EPDM, NBR, витон) или фторопласт. Преимущества: отличная герметичность при низких давлениях, стойкость к коррозии. Недостатки: ограничены температурами (-50...+200°C), износ от абразивов.
• Графитоармированные. Сальник с графитом для широкого диапазона температур (-200...+600°C). Преимущества: самосмазывающийся, долговечный. Недостатки: не для чистых сред.

Иногда используют седловые уплотнения (EPDM для воды, витон для химии).

Тип передачи определяет механизм движения затвора:

• Вращательный. Шпиндель с резьбой вращается маховиком или редуктором, преобразуя вращение в линейное движение затвора. Преимущества: простота, точность. Недостатки: требует усилия для больших DN. Для ручных и механических приводов.
• Поступательный. Прямое линейное усилие от гидро- или пневмоцилиндра. Преимущества: быстрое действие, для автоматизации. Недостатки: сложнее конструкция, требует внешнего источника энергии. Используется в шиберных задвижках для аварийного закрытия.

Комбинированные системы для больших усилий.

По типу привода:

• Ручной (маховик). Вращение руками. Преимущества: дешево, просто. Недостатки: для DN <200 мм, утомительно.
• Механический (редуктор). С зубчатой передачей для снижения усилия. Преимущества: для больших DN. Недостатки: медленное действие.
• Электрический. Электродвигатель с редуктором. Преимущества: дистанционное управление, автоматизация. Типы: электромагнитные (для малого хода), электромеханические (с шестернями). Взрывозащищенные для опасных зон.
• Пневматический. Сжатый воздух толкает поршень. Преимущества: быстрое, безопасно во взрывоопасных средах. Недостатки: нужен компрессор.
• Гидравлический. Масло под давлением. Преимущества: огромное усилие (в 25 раз больше пневмо). Недостатки: сложная система.
• Электромагнитный. Магнитное поле. Преимущества: компактный. Недостатки: малый ход.

По конструктивному исполнению затворного узла:

• Клиновые. Затвор в форме клина (жесткий, упругий или двухдисковый). Преимущества: высокая герметичность при давлении. Недостатки: застревание в вязких средах. Для PN >1,6 МПа.
• Параллельные (двухдисковые). Два диска с распорным клином. Преимущества: саморегулировка, для низкого давления. Недостатки: хуже герметичность.
• Шиберные (ножевые). Плоский шибер режет поток. Преимущества: для пульп и вязких сред. Недостатки: не для высокого давления.
• Шланговые. Затвор сжимает эластичный шланг. Преимущества: для абразивов, нет контакта с металлом. Недостатки: ограничены DN <300 мм. 
• Задвижки "Баттерфляй". Запирающий элемент (металлический диск) вращается вокруг оси и располагается перпендикулярно потоку рабочей среды, блокируя его. Преимущества: компактность, малый вес, быстрая работа, низкая стоимость и простота конструкции. Недостатки: снижение пропускной способности, увеличение гидравлического сопротивления, износ уплотнения и сложность работы в системах с абразивными средами или высокими требованиями к герметичности.

Пример работы поворотно дискового затвора Баттерфляй:

По способу монтажа на трубопроводе:

• Фланцевые. Крепление болтами к фланцам трубы. Преимущества: легко демонтировать, для всех DN. Недостатки: дополнительные фланцы.
• Приварные (сварные). Сварка к трубе. Преимущества: герметично, для высоких давлений. Недостатки: сложно демонтировать, для умеренных температур.
• Муфтовые (резьбовые). Резьба для малых DN (<50 мм). Преимущества: быстрый монтаж. Недостатки: не для высокого давления.
• Межфланцевые (вафельные). Зажим между фланцами. Преимущества: компактно. Недостатки: ограничены DN.

Установка, шпинделем вверх на горизонтальных трубах. 

Достоинства и недостатки задвижек

Достоинства:

• Простая конструкция, низкая стоимость производства и обслуживания.
• Минимальное гидросопротивление (0,08–0,2) в открытом положении, что снижает энергозатраты.
• Полнопроходность, диаметр прохода равен трубе, нет сужений.
• Универсальность, для широкого диапазона давлений (до 25 МПа), температур (-200...+565°C) и сред.
• Долговечность, срок службы 10–30 лет при правильной эксплуатации.
• Возможность двунаправленного потока.
• Легкость автоматизации с приводами.

Недостатки:

• Большая строительная высота (особенно с выдвижным шпинделем), требует пространства.
• Долгое открытие/закрытие (много оборотов маховика).
• Износ уплотнений при регулировке потока.
• Высокий вес, усложняет монтаж.
• Низкая стойкость к коррозии и хрупкость (для чугуна).
• Застревание затвора в загрязненных средах.
• Высокий крутящий момент для больших DN.

Как выбрать

Выбор задвижки зависит от параметров системы:

• Определите рабочую среду. Для воды — чугун, для агрессивных — нержавеющая сталь, для абразивов — шиберные с EPDM.
• Номинальное давление (PN) и температура. Выберите по ГОСТам, с запасом 1,5 раза.
• Диаметр (DN). Должен совпадать с трубой; для больших — редуктор или привод.
• Тип затвора. Клиновый для высокого PN, шиберный для вязких.
• Привод. Ручной для малых, электрический для автоматизации.
• Монтаж. Фланцевый для удобства, приварной для герметичности.
• Герметичность. Класс A для критических систем.
• Материалы уплотнений. EPDM для воды, витон для химии.
• Бюджет и производитель. Учитывайте сертификаты, отзывы.
• Дополнительно. Индикаторы положения, антикоррозийное покрытие.

Рассчитайте гидравлику, для DN >50 мм предпочтительны задвижки, а не клапаны. Консультируйтесь с поставщиками по совместимости. 

Поставщики и производители

В России более 50 производителей и поставщиков задвижек, сосредоточенных в промышленных регионах (Москва, Пенза, Челябинск). Они предлагают продукцию по ГОСТам, с экспортом в СНГ. Ключевые:

• ПАО "Аскольд" (Арсеньев, Приморский край). Производит задвижки высокого/низкого давления для нефтегаза и судостроения. Ассортимент: клиновые, шиберные DN 50–500 мм.
• Арммаш (Москва). Задвижки из чугуна и стали, фланцевые и приварные. Поставки для водоснабжения.
• МосТрубСталь (Москва). Поставщик стальных задвижек, включая импортные аналоги.
• Пензенский арматурный завод (ПАЗ, Пенза). Клиновые задвижки для нефти, PN до 16 МПа.
• Пензтяжпромарматура (ПТПА, Пенза). Крупный производитель для магистральных трубопроводов, экспорт в 20 стран.
• Колокшанский агрегатный завод (Владимирская обл.. Задвижки для энергетики.
• HIDROTEN (Москва). Импорт и производство шиберных задвижек.
• АЗА (Барнаул). Чугунные задвижки для ЖКХ.
• Алсо (Челябинск). Стальные задвижки с электроприводом.
• АМАКС (Москва). Поставщик широкого ассортимента.
• БАЗ (Бологое). Задвижки для химии.
• ВМЗ (Воронеж). Для водопроводов.
• Волжский завод Деталь (Казань). Кованые задвижки.
• Газгидроснаб (Москва). Задвижки DN 300–2000 мм для газа.
• АО ДС Контролз (Москва). Регулирующие задвижки.
• БалтикПро (СПб). Задвижки, вентиля.
• БалтПромАрматура (СПб). Полный цикл производства.
• ООО "ПромРемКомплект" (Тула). Поставщик кранов и задвижек.
• ЧЗТПА (Челябинск). Шаровые краны и задвижки.
• Геннадий Дьячков (Екатеринбург). Производство ЗМС.
• ООО РЕМСТАНКОМАШ (Екатеринбург). Ремонт и производство.
• ООО ТАРГИН МЕХАНОСЕРВИС (Башкирия). Для нефти.
• УЗПА (Ульяновск). Задвижки для трубопроводов.

В 2025 году рынок растет за счет импортозамещения. Поставщики предлагают сертификаты, доставку и монтаж.

Заключение

Задвижки остаются незаменимым элементом трубопроводных систем благодаря надежности и универсальности. Правильный выбор и эксплуатация обеспечивают долгосрочную работу, минимизируя риски. В России развитая промышленность позволяет удовлетворять спрос на качественную арматуру.

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Монтаж задвижек на трубопроводе