вид  
22 Января 2020г, Среда€ — ,  $ — загрузить приложение Armtorg.News для Андроидзагрузить приложение Armtorg.News для iphone



Эволюция арматуры. Из истории трубопроводной арматуры



Эволюция арматуры. Из истории трубопроводной арматуры

 

Сегодня без арматуры трудно, вернее, невозможно представить мир. Затруднительно назвать другие виды изделий машиностроения, которые были бы так же, как арматура, необходимы абсолютно всем, без которых никто из нас не мог бы обходиться в повседневной жизни – дома, на работе, на отдыхе и т. п. Арматура вездесуща. Она присутствует в интерьерах квартир и офисов, в инженерных системах жилых домов и общественных зданий. Ею оснащены заводы и электростанции, химические комбинаты и угольные шахты. Она составляет важную часть оборудования надводных судов и подводных лодок, ядерных реакторов и космических аппаратов.

Магистральные и технологические трубопроводы опоясали земной шар, пересекли границы между странами, пролегли по дну морей и океанов. И все они не могут обходиться без множества различных устройств, объединяемых общим названием – арматура. Номенклатура арматуры разнообразна: от простого водопроводного крана до весьма сложной защитной арматуры. Она насчитывает десятки тысяч типоразмеров и модификаций. Спектр применения арматуры охватывает широкий диапазон условных проходов, давлений, температур, большое разнообразие сред. Проектирование, изготовление, монтаж арматуры и управление ею стало профессиями для многих тысяч людей. И несмотря на то, что арматура по определению – это устройства вспомогательные, без неё немыслима современная цивилизованная жизнь человечества.

Арматура используется всеми без исключения отраслями, которые должны обеспечивать нормальную жизнь и функционирование экономики страны. Это не преувеличение. Вот перечень отраслей – постоянных потребителей арматуры:

  • Машиностроение и сельское хозяйство.
  • Энергетика, металлургия, химическая промышленность.
  • Добыча и транспорт нефти и газа.
  • Нефтехимия и нефтепереработка.
  • Пищевая промышленность.
  • Микробиология.
  • Гражданское и промышленное строительство.
  • Авиация, космонавтика, военно-промышленный комплекс.
  • Объекты культурного и социально-бытового назначения.

 Как видно, трудно назвать такую отрасль экономики, которая могла бы обходиться без арматуры. Объясняется это тем, что без трубопроводов (а стало быть, и без арматуры) нельзя представить себе современные системы транспортных и технологических коммуникаций, а также коммунально-бытовое хозяйство.

Из этого следует, что роль арматуростроения в развитии экономики страны, в росте её экономического потенциала – эта роль в перспективе будет получать всё большее значение. 

История говорит о том, что изобретения и сооружение  различных новых трубопроводных систем и промышленных установок неизменно сопровождалось созданием необходимой для их эксплуатации трубопроводной арматуры.

История арматуры - весьма древняя. Упоминания о появлении первой арматуры в истории, к сожалению, не сохранилось. Но уже древние цивилизации Египта и некоторых других стран серьезно занимались гидростроительством. Так, сохранившиеся документы рассказывают нам о том, что в Вавилонии еще в третьем тысячелетии до новой эры было развитое земледельческое хозяйство, целиком основанное на орошении. Были проведены новые каналы, оросительная система объединилась в общегосударственном масштабе. По данным раскопок археологов столица царства город Вавилон был перерезан каналами и имел сложную систему гидротехнических сооружений, которая позволяла в целях обороны затопить окрестности города за крепостными стенами.

Разумеется, все это требовало создания различных устройств, которые мы бы теперь назвали примитивной запорной и обратной арматурой.

Известный персидский ученый, мыслитель и поэт Омар Хайам в своей книге «Науруз-наме» (XI в.) упоминает, что один из древних царей великой Иранской державы «провел в сады и здания текущую воду». Нам, сегодняшним арматурщикам невозможно представить себе, чтобы потоки этой «текущей воды» перекрывались и регулировались без специальных устройств – арматуры.

Разработчиками и строителями сравнительно сложных водяных систем недаром признаны древние римляне. Не было преувеличением известное утверждение поэта, что «в наши дни вошел водопровод, сработанный ещё рабами Рима». В самом деле, централизованные самотёчные системы водоснабжения с трубопроводами строились уже при рабовладельческом строе. 

Древний Рим имел двенадцать крупных водопроводов, подающих воду в индивидуальные жилища. Эти системы оснащались цилиндрическими или коническими пробковыми кранами и даже обратными клапанами. В специальной литературе (Г. Пирсон.  Проектирование клапанов и фитингов.  Лондон, 1953 г.) описан найденный археологами бронзовый кран, изготовленный более 2 500 лет назад. Затвор этого крана оказался во многом сходным с конструкциями кранов, применяемых сегодня. Найденный древнеримский кран оказался работоспособным, т. к. окислившиеся наружные поверхности воспрепятствовали проникновению воздуха и влаги на уплотнительные поверхности крана, что и обеспечило его редкостную долговечность.

Средневековье для арматуростроения явилось длительным периодом застоя. Здесь только стоит упомянуть, что самотечные водопроводы появились в 11-12 веках на Руси, а в 12-13 веках и в Западной Европе. И только в эпоху Возрождения Леонардо да Винчи разработал проекты каналов, ирригационных и других больших гидравлических систем, в состав которых входила и арматура. С развитием промышленного производства и ростом городов началось широкое распространение централизованного водоснабжения. Так, например, в 1799 г. началось строительство Мытищинского водопровода в Москве (пущен в эксплуатацию в 1805г.). В 1861 г. построен водопровод в Петербурге. Всего в дореволюционной России централизованное водоснабжение имелось в 219 городах (около пятой части от общего их числа). Естественно, все это потребовало усовершенствования имеющейся и создания новых видов арматуры, а также обеспечения ее производства в необходимых количествах.

Революция в технике, начавшись с изобретения в конце семнадцатого века первого промышленного парового двигателя, потребовала и создания арматуры, которая должна была удерживать и регулировать давление пара. Арматура приобретала важное самостоятельное значение.

Этот момент является принципиальным в дальнейшей истории арматуростроения. Как мы увидим из примеров, приведенных ниже, каждый из этапов развития техники и создания на её основе новых отраслей промышленности неизбежно сопровождался созданием новых видов арматуры и организацией её производства.

По мере совершенствования паровых двигателей совершенствовалась и арматура. С середины девятнадцатого века в мире появились новые крупные потребители арматуры - системы водоснабжения, производство текстиля и целлюлозы, химическая, фармацевтическая, пищевая промышленности. Соответственно строились заводы, изготавливающие арматуру для этих отраслей. Позднее появилась нефтяная промышленность и соответственно – потребность в арматуре для систем доставки нефти и газа от мест добычи до потребителя, отвечающей более жестким условиям и требованиям этой отрасли.

Первый в мире нефтепровод диаметром 60 миллиметров, длиной около 9 километров был сооружен в шестидесятых годах девятнадцатого века. В настоящее время проложены сотни тысяч километров магистральных трубопроводов с диаметрами труб до 1 400 миллиметров. При этом рабочее давление транспортируемых сред достигают сотен атмосфер. Неотъемлемой частью любых трубопроводов является арматура, стоимость которой доходит до 10 процентов от капитальных вложений и эксплуатационных затрат.

Первыми видами в производстве арматуры были запорные клапаны, задвижки, обратные клапаны. В двадцатых годах прошлого века появились краны, управлявшиеся вручную поворотом на 90 градусов. Арматура такого типа находит широкое применение в химической и газовой отраслях промышленности.

Вторая мировая война потребовала создания и производства специальной, в том числе вибростойкой арматуры для установки на судах военно-морского флота.

Послевоенные годы для нашей страны были временем восстановления и развития экономики. Большие капитальные вложения направлялись на создание новых производственных мощностей в таких отраслях промышленности, как химическая, газовая, нефтяная и нефтепереработка и других. Для отечественного арматуростроения это были годы разработки и освоения в производстве широкой номенклатуры арматуры для новых промышленных объектов.

Разработка и реализация программ космических исследований и ядерной энергетики, оснащение вооруженных сил страны новейшей техникой потребовали разработки большой номенклатуры специальной (в том числе сильфонной) арматуры, отвечающей самым современным требованиям, и организации её устойчивого серийного производства.

Требовалось существенное наращивание объемов опытно-конструкторских работ. В 1945 году создано Центральное конструкторское бюро арматуростроения (ЦКБА) в Ленинграде, в 1952 году в Москве – конструкторское бюро по проектированию промышленной арматуры (КБППА – в настоящее время МосЦКБА).

В связи с развитием сети Московских ТЭЦ разработана новая запорная, регулирующая и предохранительная арматура для систем газоочистки.

Для вентиляционных систем объектов гражданской обороны были разработаны специальные герметические клапаны.

Для оснащения строящихся магистральных газопроводов Ставрополь-Москва, Краснодарский край-Ленинград и других разработаны и освоены в производстве конусные краны для трубопроводов диаметрами до 700 миллиметров, а также шаровые краны с диаметрами 1 000 миллиметров на давление 64 атмосферы.

Для химических комбинатов, сооружаемых в Невиномысске и Стерлитамаке разработана большая гамма арматуры для низких температур.

Разработана и освоена арматура для производства искусственного волокна, синтетического каучука, арматура из нержавеющих сталей для химических производств, поворотные дисковые затворы для трубопроводов больших диаметров и др.

Новые задачи во многом решались на основе новых для арматуры материалов. В дополнение к традиционным материалам – бронзе, чугуну, углеродистой стали – появились новые сплавы типа титана и нержавеющих сталей. Были использованы новые синтетические материалы типа тефлонов (фторопластов), которые по своим свойствам подходили практически для любых видов и типов арматуры и обеспечивали улучшенную герметичность её затворов и соединений.

На этой основе была создана и внедрена в производство новая арматура – шаровые краны и поворотные затворы. Применение таких изделий на системах магистральных и технологических трубопроводов вызвало необходимость оснащения их электрическими, гидравлическими или пневматическими приводами для дистанционного и автоматического управления.

В результате – серьезное расширение номенклатуры приводных устройств для арматуры и организация их выпуска на многих заводах России.