Характеристика шаровых кранов

Устройство шарового крана

Внутри запорной арматуры данного типа находится деталь в виде шара, в котором предусмотрено сквозное отверстие. При повороте (в зависимости от положения) он либо запускает, либо останавливает движение рабочей среды в трубопроводе.

Крановое изделие характеризуется простотой и надежностью. Состоит из:

• корпуса (изготавливается из разных материалов);
• шара с отверстием;
• штока;
• ручки для управления шаром (поворот);
• прокладки.

Внутри корпуса находится уплотнительное седло. Оно располагается в расширенной части. Сферическая задвижка прижата к нему. Когда рычажок поворачивается, вращение посредством штока передается на шар. Происходит его поворот. Максимальная величина поворота – до 90 градусов. Если цилиндрическое отверстие совпадает с осью трубы, газообразная (или жидкая) среда беспрепятственно проходит. Когда шар повернут глухими боками, поток перекрывается.

Изучив шаровой кран в разрезе, можно увидеть, что в просвете трубы, когда он открыт, нет никаких элементов. Потоку открыт путь для свободного прохождения по трубопроводу. В закрытом состоянии за счет давления жидкой или газообразной среды происходит прижатие шара к седлу. Благодаря этому обеспечивается надежность перекрытия потока рабочей среды, а также полная герметичность.

Технические характеристики шаровых кранов

Производители запорной арматуры используют углеродистую сталь, чугун, латунь, сплав алюминия и цинка. Крановые изделия из стали коррозионно-жаростойкие, прочные, ремонтопригодные.

Модели из ковкого чугуна также обеспечивают высокую герметичность и надежность. Интегрируются в системы теплоснабжения, газоснабжения, водоснабжения. Единственное условие – температура рабочих сред не более 200 °С. При этом краны из чугуна плохо переносят удары и заморозку воды. Также они немало весят. В быту к ним прибегают редко.

Силуминовая запорная арматура недолговечна, малоустойчива к сильному давлению. Однако низкая цена обеспечивает высокий спрос. Часто такие модели интегрируются в водопроводные системы.

Латунные шаровые краны характеристиками превосходят силуминовые. Их популярность обусловлена долговечностью, износоустойчивостью, экологической чистотой. Но они стоят дороже.

На характеристики крановых изделий влияют не только материалы, которые используются при производстве, но также соблюдение технологии, применяемое при изготовлении оборудование. Чем лучше ведут себя сплавы, тем больше возможностей в части эксплуатации запорной арматуры, произведенной из них.

Чтобы легче подбирать запорную арматуру с учетом конкретных условий использования, были введены следующие обозначения:

• У – ШК для умеренного климата;
• ХЛ – ШК для холодного климата;
• УХЛ – ШК для умеренного и холодного климата.

Немаловажную роль в долговечности запорных изделий играет качество уплотняемых материалов шарового затвора, штока.

Типы шаровых кранов

ШК выпускаются в разных модификациях. Это позволяет подбирать необходимые модели для решения конкретных задач.

По направлению потока и числу патрубков различают:

• Проходные

Самый распространенный тип. Они не меняют направление потока. Широко используются на заводах по переработке нефти и химических предприятиях. Одна из характеристик шарового крана (ГОСТ учитывается при производстве) – один и тот же диаметр для трубопровода и отверстия шара. Такое решение позволило максимизировать поток. Операторы трубопроводов могут мониторить воздействие давления, трения.

• Трехходовые

Имеют два входных патрубка и один выпускной. Такие модели используются при разветвлении магистралей, в том числе для смешивания разных сред.

• Многоходовые

Так же, как и трехходовые ШК, применяются при смешивании или разъединении потоков.

• Угловые

Применяются такие модели на труднодоступных участках трубопровода или в местах изгиба.

По типу конструкции:

• Плавающие

Конструкция подразумевает крепление шара к штоку. Из-за потоков происходит небольшое плавание шара. ШК полностью герметичен. Однако риски износа штока повышены.

• С шаром в опорах

В таких моделях пробка устанавливается и поворачивается в опорах. У нее есть осевой выступ (цапфа) в нижней части. Он входит в специальное углубление, а седла под действием давления прижимаются к ее сферической поверхности. Особенность таких ШК в том, что благодаря особой конструкции существенно снижаются усилия, необходимые для управления запорной арматурой.По способу крепления к трубе ШК делят на:

• Фланцевые

Характеристики у фланцевого шарового крана на высоте. Операция монтажа подразумевает присоединение по центральному ребру или фланцу. Конструкция с таким ШК обеспечивает легкий доступ. Однако риск утечки возрастает.

• Приварные

Приварными могут быть ШК разных размеров и видов, так как речь идет о способе крепления. Такой способ крепления считается надежным. Минусы – невозможность легкого демонтажа, разборки или замены. Часто такую запорную арматуру устанавливают на трубопроводах, проходящих под водой или землей.

• Комбинированные

Так называют крановые изделия, которые подсоединены к трубопроводу с двух сторон двумя разными способами. Например, с одной – резьбой-сваркой, а с другой – резьбой-фланцем.

• Муфтовые

Способ присоединения к трубопроводным путям – внутренняя резьба. Плюсы – компактность, простота монтажа и демонтажа, ремонтопригодность. Минусы – образование протечек в местах соединения, если установка выполнена некачественно.

Маркировка шаровых кранов

Все запорные изделия маркируются путем нанесения на корпус отлитых знаков. Один из них – стрелка, которая информирует о направлении движения рабочей среды. Еще указывается номинальный диаметр шарового крана.

Что можно узнать, изучив буквенные и числовые обозначения, а также значки на корпусе запорной арматуры:

• Товарный знак изготовителя.
• Характеристики кранового изделия. К примеру, КШ.Т.Х –  кран шаровый, предназначен для теплоснабжения, хладостойкий (температура рабочей среды от -60°С).
• DN с цифрами — проходное сечение, диаметр.
• PN и цифра — допустимое давление.
• Материал корпуса.
• Тип соединения.
• Серийный номер.
• Предельные температуры работы.

Виды управления шаровыми кранами

Поскольку производители выпускают шаровые краны разных размеров и видов, такая запорная арматура легко подбирается с учетом специфики трубопроводной системы (нефтяные, газовые и др.).

При выборе подходящей модели учитывается способ управления ШК. Например, для крупных трубопроводных систем разновидности с ручными вентилями не подходят. Да и добираться до запорной арматуры иногда крайне сложно. В связи с этим производители выпускают продукцию с разными способами управления:

• Ручным. Подразумевает наличие ручки или маховика в качестве управляющего элемента. Условный проход (Ду) - от 15 мм.
• Редукторным. Подразумевает наличие ручного редуктора в качестве управляющего элемента. Ду – от 50 мм. Благодаря редуктору возрастает прикладываемая сила. Это позволяет закрывать вручную вентили больших диаметров и выполнять плавную регулировку подачи рабочей среды.
• Электроприводным. Подразумевает наличие электромеханического привода в качестве управляющего элемента. Ду – от 50 до 300 мм. Электрический привод монтируется на трубопроводные пути с большим сечением. Позволяет регулировать проходящие потоки на расстоянии.
• Гидравлическим. Подразумевает управление затвором системы на жидкости (масло, вода).
• Пневматическим. Подразумевает управление затвором системы на сжатом воздухе.

Области применения

Производители предлагают ШК различных видов и размеров. Модели характеризуются простотой монтажа в любые технологические линии, что способствует расширению сфер применения. Такая запорная арматура может интегрироваться в системы с жидкими и газообразными рабочими средами. У рабочей среды может быть как высокая, так и низкая температура. Кроме того, ШК способны функционировать в климатических условиях с повышенными и пониженными температурами.

Благодаря отменным характеристикам шаровых кранов для воды и других сред удается легко управлять потоками. Это может быть водопроводная вода, дистиллированная, минеральная, морская. При этом не обязательно, чтобы жидкости были чистыми. Хорошая работа отмечена при содержании в них твердых и абразивных частиц, ржавчины, извести, растворителей, химических загрязнителей.

Запорная шаровая арматура применяется в трубопроводных системах, по которым перемещаются разные нефтепродукты:

• нефтехимическое сырье;
• смазочные жидкости;
• светлые нефтепродукты;
• бензин;
• дизельное топливо;
• мазут;
• строительный и дорожный битум.

Перечень рабочих сред не ограничивается указанными. Это также могут быть:

• щелочи;
• кислоты;
• растворители;
• лаки;
• краски;
• перекись водорода;
• метан и др.

Применение разных материалов при производстве шаровых кранов позволяет использовать их в различных отраслях народного хозяйства:

• химической промышленности;
• горнодобывающей и металлургической отраслях;
• на распределительных станциях газопроводов;
• предприятиях нефтедобычи и нефтепереработки;
• предприятиях пищевой промышленности;
• в тепло- и электроэнергетике (ТЭЦ, ГРЭС, ГЭС, котельные, системы водоподготовки и водоочистки) системе ЖКХ.

Преимущества и недостатки шаровых кранов

Популярность ШК обусловлена множеством плюсов:

• небольшие размеры и вес (у шаровых кранов для бытового применения);
• эстетичность, компактность (могут устанавливаться в ограниченном пространстве);
• надежность, герметичность, минимум элементов (мало мест для появления протечки);
• минимальные гидравлические потери (в местах монтажа не образуется застоев, завихрений);
• минимальные потери энергии (сила трения внутри минимальна);
• простая конструкция;
• малый ход открытия;
• отсутствие потерь давления;
• простая установка;
• длительный срок службы (до 20 лет).

Есть у запорной шаровой арматуры и минусы:

• гидравлические удары, если происходит резкое открывание и закрывание;
• температурные ограничения (находящиеся внутри полимерные уплотнители разрушаются, если температура поднимается выше 1000 градусов Цельсия;
• частые поломки (касается бытовых моделей) из-за грязной воды, солевых отложений, окалины, песка;
• отсутствие тонкой настройки мощности потока.

Большинства проблем можно избежать, если соблюдать определенные правила. Главное не приобретать контрафакт, а также правильно выполнять монтаж.

Какую запорную арматуру выбрать

При выборе шаровых кранов технические характеристики и ГОСТ играют важную роль. Поэтому важно изучить:

• Диаметр/условный проход

Параметры обычно указываются на корпусе ШК. Наиболее распространённые диаметры от 15 до 50 мм.

• Тип присоединения

Для использования в быту подходят муфтовые. Если в приоритете быстрая установка, лучше взять модификацию с накидной гайкой. В народе такой способ соединения получил название «американка».

• Максимальное рабочее давление

Параметр также указан на корпусе. Для домашних водопроводных систем подходят ШК с давлением до 16 атмосфер. Для отопительных систем подходят модели с давлением до 40 атмосфер.

• Материал корпуса, толщина стенок

Непромышленные системы обычно оснащаются латунными шаровыми кранами. При производстве качественных моделей применяется горячепрессованная латунь CW617N. Чтобы определить, из чего сделан ШК, достаточно магнита. К латунной запорной арматуре он не притянется.

Из недорогих решений можно выбрать шаровые изделия из силумина, алюминия (с кремнием в составе). Они весят меньше латунных, однако характеризуются хрупкостью. У недорогих моделей стенки очень тонкие.

• Качество поверхности затвора, сборки

Разборка шарового крана в магазине невозможна, но осмотр поверхности можно провести. Отполированное покрытие без царапин и тефлоновые детали могут свидетельствовать о приемлемом качестве. При повороте ручки шар должен полностью перекрывать проход. Кроме того, ручка не должна болтаться.

• Срок изготовления

У залежавшейся запорной арматуры уплотнительные элементы теряют первоначальные характеристики. Важно уточнить у продавца гарантийный срок, а также дату выпуска.

• Торговая марка

Продукция российских компаний пользуется высоким спросом у промышленных предприятий. Применяется в нефтяной и газодобывающей отрасли. Она соответствует ГОСТам и международным стандартам. Это позволяет отечественным производителям успешно конкурировать с иностранными компаниями.

Запорные изделия предлагают также немецкие, испанские и итальянские бренды. Важно при покупке запорной арматуры убедиться в том, чтобы продукция оригинальная.