0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Применение шаровых кранов

Шаровой кран

Шаровой кран ─ трубопроводный кран, запирающий или регулирующий элемент которого имеет сферическую форму. Разновидность шарового крана ─ сегментный шаровой кран с запирающим или регулирующим элементом в форме сегмента шара.

Шар поворачивается вокруг собственной оси, расположенной произвольно относительно направления движения потока рабочей среды.

Краны шаровые начали применять в начале XX столетия. Они ─ результат логического развития традиционных конструкций (конусных и цилиндрических кранов), превратились в многообещающее и перспективное направление развития трубопроводной арматуры.

Преимущества шаровых кранов:

Такие же, как и у других кранов, только более ярко выраженные.

Особенности конструкции шаровых кранов позволяют в еще большей степени проявиться целому ряду преимуществ, свойственных крану как типу трубопроводной арматуры. Это, прежде всего, ─ минимальное гидравлическое сопротивление (еще меньшее, чем у конусных и цилиндрических кранов), низкий крутящий момент, компактность и очень важное для любой трубопроводной арматуры качество ─ высокая герметичность.

Указанная в техническом описании моделей от ведущих производителей герметичность по классу А согласно «ГОСТ 9544-2005. Арматура трубопроводная запорная. Классы и нормы герметичности затворов» означает, что для кранов с номинальным диаметром от DN 3 до DN 200 при номинальном давлении PN до 420, а для кранов с номинальным диаметром от DN 250 до DN 2000 при давлении PN до 200, в течение всего времени выдержки видимые утечки отсутствуют.

Еще одно достоинство шаровых кранов ─ компактность ─ позволяет за счет уменьшения габаритов экономить место, делая возможной их установку в ограниченном пространстве, например, в параллельной системе трубопроводов.

Шаровые краны отличает нечувствительность к перепадам давления а, значит, гидроударобезопасность.

В случае полного открытия полно проходного шарового крана его проходное сечение сопоставимо с диаметром трубопровода, что означает отсутствие изменений в гидравлических параметрах управляемой рабочей среды. Кроме того, в полнопроходном шаровом кране в силу особенностей его конструкции не происходит застаивание твердых частиц, выпадающих из содержащих их жидкостей, а, значит, не образуется осадок.

Применение шаровых кранов

Свойственные шаровым кранам широкий диапазон размеров, легкая встраиваемость в любые технологические линии, наличие различных способов присоединения к трубопроводам и возможность установки разных приводов способствуют расширению сферы их применения. Краны шаровые используют для управления самыми разными по своему составу и свойствам рабочими средами ─ жидкими, газообразными, содержащими твердые частицы. Краны шаровые не только успешно справляются с высокотемпературными рабочими средами, но и способны функционировать в окружающей среде с повышенной или пониженной температурой (например, в криогенной технике для перемещения жидкого азота или кислорода), в т. ч. в режиме непрерывной эксплуатации.

Шаровые краны для воды управляют потоками как обычной «водопроводной» воды, циркулирующей в сетях водоснабжения, так и дистиллированной, термальной (минеральной), морской (соленой). Вода может быть не только чистой, но и содержать твердые, в т. ч. абразивные частицы, ржавчину, известь, лакокрасочные материалы, включая растворители и прочие химические загрязнители; быть перегретой до 200 и более градусов Цельсия и очень холодной, с температурой от минус 30 O C, за счет содержания этиленгликоля или пропиленгликоля.

Шаровые краны используют в трубопроводных системах, перемещающих весь спектр нефтепродуктов: нефтехимическое сырье, смазочные вещества, светлые нефтепродукты, бензин, дизельное топливо, мазут и даже такие вязкие составы как строительный и дорожный битум.

Но водой и нефтепродуктами перечень рабочих сред, потоками которых можно управлять с помощью шаровых кранов, не ограничивается. В него входят также разнообразные продукты химического производства: щелочи, кислоты, растворители (например, ацетон), лаки, краски, сода, изоцианаты, используемые для изготовления пенопластов, резины, ЛКМ и клеев, перекись водорода, метан, этилен, другие вещества.

Устанавливаемые на водо-, нефте-, газо-, продукто- и иных трубопроводах краны шаровые используют во многих отраслях народного хозяйства с разными требованиями к трубопроводной арматуре и разными условиями ее эксплуатации. В химической промышленности, где часто приходится иметь дело с необычайно агрессивными рабочими средами. В горнодобывающей (особенно на производствах, занятых обогащением полезных ископаемых) и металлургической отраслях, для которых свойственны особенно тяжелые условия эксплуатации. На распределительных станциях газопроводов, предприятиях нефтедобычи и нефтепереработки. В требующих особой чистоты, а порой стерильности фармацевтических производствах и предприятиях пищевой промышленности, например, при изготовлении спиртосодержащих напитков. В тепло- и электроэнергетике (ТЭЦ, ГРЭС, ГЭС, котельные, системы водоподготовки и водоочистки) и системе жилищно-коммунального хозяйства (теплосети и сети горячего и холодного водоснабжения и канализации).

Конструкция шарового крана

Различают несколько способов установки шара в корпус шарового крана.

Корпус может представлять собой составную конструкцию из двух (2-составная) или более частей (как правило, 3-составная), соединенных между собой болтами (очень похоже на фланцевое соединение). Преимущества такого технического решения очевидны ─ простота обслуживания и ремонта. Так, трехсоставная конструкция позволяет заменять и затягивать прокладки, проводить техническое обслуживание и ремонтные работы без демонтажа крана.

Но при эксплуатации шаровых кранов с составным корпусом следует учитывать возможность нарушения герметичности и непроизвольного раскрытия разъемов в случае нарушения регламента технического обслуживания.

Возможны конструкции с разъемами в верхней части корпуса либо разъемами, расположенными перпендикулярно или под углом к оси трубопровода. Через них в корпус вставляются шар и уплотнительные кольца. Наконец, еще один вариант ─ заваренный корпус, не имеющий разъемов.

В зависимости от способа фиксации запирающего (регулирующего) элемента, различают две возможные модификации подвижного сопряжения: краны шаровые с плавающей пробкой (с плавающим шаром) и краны шаровые с пробкой в опорах (шаром с фиксированной осью). В первом случае уплотнение запорного органа происходит благодаря самоуплотнению ─ плавающий шар под воздействием давления рабочей среды прижимается к седлу и фиксируется уплотнительными седлами, которые воспринимают нагрузку от перепада давления. Это гарантирует надежное плотное без утечек прилегание шара к седлу, а также «автоматическую» компенсацию износа седла.

Во втором случае ─ пробка фиксируется цапфами в крышке и корпусе крана, вследствие чего нагрузка приходится на подшипники опор. Особенности конструкции не могут не влиять на функциональные свойства шаровых кранов разных исполнений. Краны шаровые с плавающей пробкой используют при более низких давлениях и температурах, а краны шаровые с пробкой в опорах устанавливают на трубопроводах большого (более 500 мм) диаметра.

В конструкции шаровых кранов могут реализовываться различные конструктивные решения, направленные на увеличение их функциональности. Так, в шаровых кранах с V-образным вырезом удается обеспечить сплошной поток с небольшими перепадами давления, что делает возможным их использование для управления пульпами и вязкими жидкостями.

Чтобы снизить повышенные усилия, действующие на седла в шаровых кранах с большим номинальным диаметром и приводящие к преждевременному износу уплотнительных поверхностей, может предусматриваться предшествующий повороту шара автоматический отжим уплотнительного кольца под действием рабочей среды. Еще один способ снизить механические нагрузки на седла ─ подача на них смазки.

Также как и для других видов арматуры для шаровых кранов можно использовать различные типы присоединения к трубопроводу. Наибольшее распространение получили фланцевый, под приварку и муфтовый.

Из чего сделаны шаровые краны

Корпуса шаровых кранов изготавливают из чугуна, углеродистой или нержавеющей стали (поковок, проката и литья), а кранов с небольшим номинальным диаметром ─ еще и из сплавов цветных металлов. Использование шаровых кранов с корпусом из нержавеющей стали актуально не только для управления агрессивными рабочими средами, но и средами, требующими соблюдения высоких стандартов чистоты, например, в пищевой промышленности, а также в функционирующей при очень низких температурах криогенной технике.

Запирающий (регулирующий) элемент шарового крана ─ шар─ изготавливают из стали, латуни, керамики. Для шара очень важно качество обработки поверхности ─ чем оно выше, тем ниже трение и износ седел. Шары из нержавеющей стали отличаются высокой устойчивостью к коррозии. Стремление получить еще более стойкие к износу и коррозии шаровые краны привело к появлению шаров из керамических материалов.

Перечень материалов, из которых изготавливают седла шаровых кранов, включает резину, фторопласт, нейлон, полиэстер, бронзу и другие материалы. Их выбор зависит от условий работы шарового крана и свойств рабочей среды. В кранах, используемых при высоких температурах, на абразивных средах и в условиях пожароопасности устанавливают твердые металлические уплотнения. Их также применяют при больших перепадах давления и высокой скорости рабочей среды. Кроме того, повышенным температурам эффективно противостоят терморасширенный графит и полиамид.

Износостойкостью и способностью обеспечить высокую герметичность отличаются уплотнения из фторопласта, в т. ч. фторопласта с наполнителями из стекла, графита, металлического порошка.

Управление шаровыми кранами

Управление шаровыми кранами может осуществляться посредством ручного (рукоять, маховик, через редуктор) или не полноповоротного механизированного привода ─ пневматического (одностороннего или двухстороннего действия), электрического (в общепромышленном или взрывозащищенном исполнении), гидравлического. Краны с механизированным приводом применяются в трубопроводах с высоким давлением и большим диаметром. Дополнительно они могут снаряжаться ручным дублером. Шаровые краны с пневмоприводом комплектуются электропневматическим распределителем и блоком конечных выключателей.

При расчете привода шаровых кранов учитывают следующие факторы: скорость и вязкость рабочей среды, коэффициент трения материалов уплотнения, воздействие температуры.

Учитывая, что для шаровых кранов очень важно, чтобы за цикл совершался поворот ровно на 90 O , на них могут монтировать регулируемые путевые выключатели, обеспечивающие точность положений «открыто» и «закрыто», а чтобы предотвратить риск случайного вмешательства шарового крана в работу трубопроводной системы─ механические фиксаторы органов управления крана в крайних положениях.

Первой областью применения появившихся перед началом Второй Мировой войны шаровых кранов были топливные системы авиационной техники. Но очень быстро ими заинтересовались в других отраслях промышленности, и уже в 50-е годы XX столетия началась масштабная экспансия шаровых кранов в самые разные направления технологий. Процесс этот продолжается и сегодня.

За прошедшие десятилетия в развитии шаровых кранов сделан огромный шаг вперед: резко увеличились объемы их производства, созданы новые конструкции, в которых нашли свое место разнообразные инновации и оригинальные технические решения. Шаровые краны с полным основанием можно считать одним из флагманов современной трубопроводной арматуры.

Шаровый (шаровой) кран: требования ГОСТ, разновидности и применение

Шаровый кран, выпускаемый согласно ГОСТ 9702-87, 28343-89, 28908 – 91, 21345-2005 – тип запорной и регулирующей арматуры с затвором (пробкой) в форме сферы (шара), через сквозное круглое отверстие в которой проходит рабочая жидкость. Изобретенные более столетия назад шаровые краны обрели популярность с появлением синтезируемого каучука и фторопласта, использование которых обеспечило плотность перекрытия циркуляции рабочей среды.

Шаровые краны используются практически в каждом трубопроводе бытового и промышленного назначения

Классификация шаровых кранов

По соответствию диаметра отверстия в затворе (подвижном элементе) внутреннему диаметру трубы, на которую устанавливается устройство, запорные устройства относят к:

Полнопроходным. У полнопроходного шарового крана, устанавливаемого на трубу, диаметр отверстия в затворе шара совпадает с внутренним диаметром трубопровода. Высокая надежность полнопроходных шаровых кранов проявляется в уровне потерь циркулирующей жидкости при открытом его положении. Он ничтожно мал и практически равен потерям при прохождении жидкости через трубу, длина которой равна длине корпуса полнопроходного шарового крана. Такой уровень гидравлических потерь в несколько раз ниже, чем у прочих типов запорной арматуры. Это обстоятельство способствовало тому, что полнопроходной шаровый кран востребован как основное запорное устройство на линейной части мощных магистральных трубопроводов.

Редуцированным или стандартнопроходным. У редуцированного шарового крана, устанавливаемого на трубу, диаметр отверстия в затворе шара уступает ее внутреннему диаметру. Разница подбирается в один типоразмер. Стандартнопроходные (редуцированные) запорные устройства находят применение в трубопроводных системах, для которых частичная потеря напора при открытом положении крана не становится критичной.

По типу присоединения устройства относят к:

  1. Фланцевым. Фланцевые запорные устройства устанавливают там, где запрещено применять сварку. Они находят также применение на трубопроводах, где предусматривается возможность частичной разборки и последующей сборки.
  2. Под приварку. Шаровые краны с соединением под приварку устанавливают, чтобы добиться особенной прочности соединения и обеспечить полную герметичность перекрытия потока циркулирующей жидкости. Такое соединение принято применять на труднодоступном и/или особо ответственном участке трубопровода.
  3. Муфтовым. Краны шаровые муфтовые ГОСТ 28908 – 91 оснащены внутренней конической или цилиндрической резьбой. Основной сферой их применения является коммунальное хозяйство.
  4. Комбинированным. Запорные устройства с комбинированным присоединением не имеют четко выраженной основной сферы применения. Их устанавливают на участках различных трубопроводных систем.

Полнопроходной кран — наиболее востребованный тип запорной арматуры

Среди устройств специального назначения выделяют:

  1. Трехходовые. С их помощью перераспределяют потоки рабочей среды.
  2. Оснащенные обогревом корпуса.
  3. С контролем протечек.

Особенности конструкции

Конструкция устройства состоит из:

  • корпуса;
  • седел;
  • затвора (шаровой пробки). Именно в устройстве запорных органов кроются основные различия в исполнении устройств. Конструкция с плавающим шаром устанавливается на трубах с диаметром до 200 мм. Пробка, не имеющая жесткой связи со шпинделем, перемещается и прижимается давлением рабочей среды к уплотнительному кольцу, создавая при больших диаметрах чрезмерную нагрузку на него, затрудняя работу устройства. Конструкция с шаром в опорах снабжена цапфой (осевым выступом) в нижней части, входящей в особое углубление, седла прижимаются под давлением к поверхности пробки. Конструкция более сложная и дорогая, но позволяющая применять значительно меньшие усилия, управляя краном, как вручную, так и с использованием привода;
  • рукоятки (для ручного управления);
  • шпинделя, передающего усилие от рукоятки к затвору.

Корпус кранов может быть пластиковым или металлическим, наиболее долговечные изделия изготавливаются из стали

Основание устройства исполняют из чугуна, стали, бронзы или латуни. Затворную пробку – из стали (хромированной стали) или латуни. Седла – из тефлона или фторопласта. Полипропиленовые конструкции имеют минимальные резьбовые соединения. Их можно устанавливать, устраивая разводку в квартире, частном доме. Срок службы металлических устройств – пять лет, силуминовых (пренебрежительно оцениваемых многими специалистами) – до двух лет.

Цвета рукояток (рычагов) указывают на характер рабочей среды:

  • красный – для горячей воды, систем отопления;
  • синий – для холодного водоснабжения;
  • желтый и черный – для газопроводов.

Краны шаровые латунные муфтовые

Выполняются из кованой латуни, рекомендуются для установки на трубопроводах малого диаметра. При появлении протечек, достаточно подтянуть гайку, прижав тефлоновое сальниковое уплотнение. Эксплуатационный ресурс рассчитан на двадцать тысяч циклов открытия-закрытия.

Латунное устройство отличается такими эксплуатационными качествами:

  • долговечностью и надежностью, отсутствием необходимости в смазке, техническом, обслуживании, ремонте;
  • герметичностью, исключающей утечки;
  • возможностью установки в любом положении;
  • повышенной травматической безопасностью рукоятки;
  • пригодностью к работе при рабочем давлении до 1,6 Мпа и температуре до +150º С.

Муфтовые краны устанавливаются на трубы малого диаметра, в основном, в бытовых условиях

Краны шаровые стальные

Устройство состоит из цельной сферного тела и цилиндрических патрубков. Конструкция сферы, выполненная из высококачественной стали, лишена болтовых разъемов. Этим исключается утечка под давлением рабочей среды.

Стальной шаровой кран характеризуется:

  • перекрытием потока рабочей жидкости с высокой скоростью;
  • простотой установки и управления;
  • отсутствием потребности в специальном техническом обслуживании, замене деталей;
  • устойчивостью к высокой температуре рабочей среды;
  • экономичностью. Принято считать, что именно эти устройства представляются оптимальным выбором, если исходить из пресловутого соотношения стоимости и качества приобретаемого продукта.

На что обратить внимание при приобретении и установке шарового крана

При подборе запорной арматуры рекомендуется предварительно составить четкое представление о таких параметрах, связанных с ее последующей эксплуатацией:

  • сечении труб в трубопроводной системе;
  • возможности возникновения гидравлических ударов, которые будут воздействовать на шаровый кран;
  • типе и агрессивности рабочей среды, с которой придется контактировать затворной пробке (шару);
  • качестве корпуса крана, которое обеспечит беспроблемность работы.

Краны отечественных производителей маркируются согласно ГОСТам

Отечественные производители (как и прочие, работающие на постсоветском пространстве) маркируют запорную арматуру согласно ГОСТам. Продукция зарубежных компаний снабжена стандартным метрическим обозначением, соответствующего условному диаметру трубы.

Металлические изделия заметно тяжелее пластиковых, разницу несложно определить, просто подержав устройство в руке. Блестящее затворное устройство – признак качества, блеск обретается вследствие дорогостоящего опыления латуни никелем или хромом.

Самостоятельно шаровый кран устанавливается при помощи следующих способов:

  1. Фланцевого. При фланцевой установке плоские кольца с отверстиями для болтов накладываются по обе стороны крана на болты. Затягиванием болтов достигается стыковка и последующая фиксация.
  2. Резьбового. Запорное устройство устанавливается по нанесенной резьбе.
  3. Сварного. Запорная арматура приваривается к определенному участку трубопровода. Надежность соединения несомненна, но осложняется проведение ремонта или демонтажа.

Приступая к установке шарового крана

Первым шагом на пути установки устройства является выбор места, где оно будет устанавливаться. В стесненных условиях важно правильно определиться с длиной ручки запорного устройства, можно ли будет нормально поворачивать длинную или короткую ручку на том месте, где намечается установить кран. На вертикальном трубопроводе местоположение ручки не имеет значения. На горизонтальном трубопроводе ручка шарового крана обязательно должна размещаться вверху, допустимое отклонение от вертикали не может превышать 45º.

Способ монтажа шарового крана зависит от материала труб, из которых собирается трубопровод

Шаг второй – подбирается кран с определенными параметрами. В домашних условиях выбор обычно останавливается на муфтовом шаровом кране с резьбовыми соединениями. Запорное устройство с фланцами понадобится при диаметре трубопровода, превышающем 40 мм.

Третий шаг – уточнение диаметра труб, на которые будет устанавливаться устройство, и видов резьбы на концах труб по месту установки.

Шаг четвертый – уточнение направления течения жидкости в трубопроводе и требуемого вида резьбы на кране в зависимости от этого фактора. Это уточнение может и не понадобиться, так как большинство запорных устройств может устанавливаться любой стороной, независимо от направления потока. Но некоторые модели шаровых кранов имеют стрелку – указание требуемого направления течения жидкости. Их можно устанавливать только определенным образом, обусловленным конструктивными особенностями устройства.

Установка металлических и пластиковых шаровых кранов

При установке металлического устройства резьбовое соединение уплотняется, например, ФУМ-лентой. Кран при уплотненном соединении навинчивается не до упора, а так, чтобы обеспечить удобное пользование ручкой. По завершении установки следует сразу же убедится в отсутствии протечки.

Устанавливая пластиковый трубопровод, следует подбирать все элементы (фитинги, трубы, запорное устройство) в исполнении одного производителя. Установка потребует наличия полифуза – специального паяльника для полимерных конструкций в виде плоского нагревательного элемента. Для пайки полипропиленовых изделий требуется разогреть полифуз до 260º С. Кран и труба вставляются в насадки по сторонам полифуза и нагреваются одновременно, не более 6-10 секунд. Размягчившиеся элементы снимаются с насадок и незамедлительно состыковываются. Остывание завершает процесс пайки.

Установка шаровых кранов своими руками

Заводя тему о качестве трубопроводной сети, следует напомнить, что должно быть уделено внимание не только трубам, но также трубопроводной и соединительной арматуре. Более подробно остановимся на запорной арматуре, которая сегодня применяется практически повсеместно, в большинстве трубопроводных сетей, которые предназначены для распределения и транспортировки газообразных и жидких сред. Арматура запорного типа позволяет открыть, закрыть и перенаправить поток проходящей по трубопроводу рабочей среды.

За многие годы запорная арматура значительно преобразилась, пройдя путь от обычных вентилей и заканчивая шаровыми кранами. Установка шаровых кранов сегодня является наиболее популярной в сфере трубопроводной запорной арматуры.

Область применения шаровых кранов

Сфера применения кранов шарового типа достаточно широка:

  • Они могут успешно использоваться в системах водоснабжения, газоснабжения и отопления и на бытовом, и на производственном уровне.
  • Установка крана шарового типа стала широко применяться возле основания стояков питьевой, пожарной, хозяйственной и других систем, а также в ответвлениях от основного трубопровода.

Шаровые краны в системе трубопроводов

Принцип действия шарового крана

Шаровой кран в разрезе

Предназначены шаровые краны для полного перекрытия рабочего потока и не применимы для его регулирования.

Замена шарового крана не понадобится много лет, если использовать его по назначению и по правилам, изложенным в инструкции.

Принцип работы крана шарового типа основан на перекрытии рабочего потока посредством запирающего элемента, которым служит шар со сквозным цилиндрическим отверстием.

Во время поворота шара вокруг своей оси, которая перпендикулярна неподвижному корпусу крана, происходит перекрытие или открытие доступа рабочему потоку.

Касательно формы отверстия, она бывает не всегда круглой (прямоугольная, овальная, трапециевидная). Размер (диаметр) отверстия запирающего элемента тоже бывает разным в зависимости от области применения крана и характеристики используемого вида труб трубопроводной сети.

Запирающий элемент крана шарового типа, в зависимости от назначения и габаритов запорной арматуры, может герметизироваться в основном двумя способами.

  1. шар на опорах – для кранов большого диаметра;
  2. плавающий шар – для небольших кранов.

Иногда также применимы краны с дополнительными кольцами уплотнения.

Закрытие и открытие шаровых кранов производится поворотом рукоятки на 90°.

Классификация шаровых кранов

По способу крепления шаровые краны подразделяются следующим образом:

  • Кран шаровой муфтовый – чаще всего применяется для оборудования газопроводных, водопроводных и отопительных систем общественных и жилых зданий.

Они малогабаритны, практичны и удобны. Муфтовые шаровые краны целесообразно применять для монтирования в трубах, у которых диаметральное сечение не превышает45 мм. Для труб с большими габаритами лучше использовать фланцевые шаровые краны.

  • Кран шаровой фланцевый – применим в трубах, диаметр которых составляет более 45 мм. Применение при монтаже прокладок уплотнения обеспечивает высокую прочность и герметичность соединения трубы с шаровым краном.

Фланцевые шаровые краны обладают высокой прочностью и приспособлены к большим нагрузкам. Они, в свою очередь, делятся на разборные, состоящие из 2-х частей, и неразборные – с литым корпусом. Краны шаровые фланцевые отлично подходят для тех трубопроводов, рабочая среда которых – газ или нефть.

Кран штуцерный шаровой

  • Кран шаровой штуцерный – широко применим в пищевой, химической и прочих областях промышленности. Шаровые краны подобного типа удобны в эксплуатации благодаря возможности многократного демонтажа.
  • Шаровой кран приварной – в отличие от прочих видов шаровых кранов устанавливается в закрытых местах, не предусматривающих демонтаж крана.

Приварной шаровой кран устанавливают с помощью сварки, поэтому монтаж шаровых кранов подобного типа должен выполняться исключительно специалистами. Чаще всего приварной шаровой кран используют в строительстве.

  • Шаровой кран комбинированный – кран, конструкция которого подразумевает несколько методов его крепления к трубам.

Классификация шаровых кранов по числу патрубков:

  • проходные шаровые краны;
  • угловые шаровые краны;
  • трех – и многоходовые шаровые краны.

Последние применяются для смешения и перенаправления рабочих сред.

Отдельно стоит выделить шаровой кран для подземной установки.

Отличие крана такого типа состоит в том, что он обладает высокой вентильной осью, что позволяет применять шаровой кран в подземных трубопроводах. При этом ось с рукояткой крана выступают над поверхностью земли и дают возможность перекрытия и включения потока в подземном трубопроводе.

Кран шаровый для подземной установки

Преимущества шаровых кранов

Шаровые краны очень компактны и при этом весьма практичны, к тому же привлекательны с эстетической точки зрения. Ими удобно пользоваться, моментально перекрыть доступ рабочего потока можно легким поворотом рукоятки на 90°, что особенно актуально при небольших внезапных авариях, наподобие утечки газа или протечки водопроводной трубы.

Помимо прочего, шаровые краны обладают высокой износостойкостью и производятся из материалов, не подверженных коррозии. Они хорошо переносят взаимодействие с агрессивными средами.

Ремонт шаровых кранов проводится легко, к тому же они вполне доступны по стоимости, в сравнении с аналогами данного назначения. Благодаря всем этим преимуществам шаровые краны стали лидерами на рынке запорной арматуры.

Монтаж шарового крана

Правильно установленные шаровые краны

Как установить шаровый кран

  1. Перед установкой крана необходимо определить место его установки, руководствуясь удобством его эксплуатации на этом месте и отсутствием помех другим приборам. При выборе крана следует выяснить диаметр трубы и шаг резьбы, к которой будет подсоединен кран.
  2. Шаровой кран может обладать фланцами различного типа – с внутренней и внешней резьбой. Перед монтажом следует определить тип подходящего крана для конкретного случая – с двумя внешними, двумя внутренними, одной внутренней и одной наружной резьбами.

Если предполагается установка кранов к батареи или водонагревателю, то для такого случая подойдет кран с внутренней и внешней резьбой.

Помимо этого, на кране имеется стрелка, указывающая направление движения воды. Данное условие нужно соблюдать.

  1. Прикрутив кран на место, нужно проверить еще раз на момент отсутствия помех повороту рукоятки. При соединении крана с закрытой резьбой на фланце к трубе, у которой открытая резьба, наматывать ФУМ-ленту нужно по часовой стрелке (глядя на отверстие трубы).

Намотать следует такой слой ленты, чтоб накручивание крана было тугим. Далее необходимо пустить воду и проверить течет кран ли в месте соединения с трубой или нет.

Если подобного не наблюдается, тогда установка шарового крана осуществлена правильно.

Диаметр отверстия шара шарового крана, как правило, соизмерим с внутренним диаметром трубопровода, на который устанавливают кран. В таком случае кран называют полнопроходным.

При проходе рабочего потока сквозь полностью открытый кран гидравлические потери весьма малы, они примерно такие же, как при движении среды через участок трубы, равный по длине корпусу шарового крана. Это в разы меньше в сравнении с другими типами запорной арматуры.

Данное преимущество сделало шаровой кран основным запорным устройством, применимым на линейных частях магистральных газопроводов.

Шаровой кран

Редкий трубопровод обходится сегодня без шаровых кранов. Изобретены они были еще в середине прошлого века, но первые модели признания не получили из-за плохой герметичности. Новые уплотняющие материалы дали второй шанс конструкции с шарообразным затвором.

В последнее десятилетие продажа шаровых кранов переживает бум. Так же, как и патентование все новых и новых модификаций для разных условий. Изготовители подделок тоже оживились, так что купить добротный шаровой кран становится все сложнее.

Ошибки при выборе обходятся дорого. В лучшем случае изделие распадается в руках сразу при монтаже. Но иногда в погоне за сиюминутной экономией берут арматуру, не учитывая давление в системе, а потом расплачиваются за затопление жилья. Или ставят под угрозу жизнь и здоровье, не обращая внимание на специализацию крана для водо- и газопровода. Поэтому перед покупкой стоит получить представление о назначении и устройстве шаровых кранов, а также о рекомендациях по выбору. В этом вам поможет наша статья — обзор шаровых кранов.

Кран шаровой VALTEC COMPACT

Кран шаровой для воды VALTEC BASE

Кран шаровой для воды VALTEC PERFECT- усиленные

Бытовые шаровые краны и вентили

Шаровые краны для газа

Что такое шаровой кран

ГОСТ определяет шаровые краны как вид запорной и регулирующей арматуры. От других типов арматуры их отличает главная деталь — запирающий элемент в виде отшлифованного и отполированного шара. Шар этот не цельный, а с вырезом, через который и течет рабочая среда.

Частый вопрос: можно ли использовать шаровой кран вместо вентиля, то есть для плавного регулирования потока? В большинстве случаев ответ будет отрицательным. Просто потому, что запорные модификации кранов более распространены. Для такой арматуры допускаются два состояния: полностью открыто и полностью закрыто. Не совершайте распространенной ошибки, оставляя запорный кран в промежуточном состоянии. Иначе он быстро придет в негодность.

Если нужна плавная регулировка, то придется купить более дорогие модели с замысловатыми вырезами и специальными пластинами внутри шара. Они хорошо справляются с тонкой настройкой, балансировкой потока. Но в быту редко нужна сверхвысокая точность и широкий диапазон регулирования, поэтому для этих целей чаще покупают привычные вентили.

Области применения

Первые запатентованные шаровые краны использовались в топливной системе самолетов. Сейчас сложно найти сферы, где бы они не нашли применения.

Без такой арматуры не обходятся ни пневмогидросистемы ракет, ни подключения к трубам в санузле. Они стали необходимостью в системах отопления, водоснабжения и вентиляции общественных и жилых зданий. Их предпочитают вместо вентилей и задвижек при замене радиаторов подключении бойлеров, установке расходомеров. Внушительных габаритов конструкции с червячными передачами применяют в нефтяной, газовой и химической промышленности. Разработаны специальные инженерные решения для того, чтобы механизм не разрушался при транспортировке агрессивных сред, масел и пищевых жидкостей, канализации стоков.

Какие у шарового крана сильные стороны и ограничения

Популярность шаровых кранов обусловлена следующими преимуществами:

  1. Небольшими размерами (у бытовых моделей), эстетичностью. Их можно монтировать любой стороной в ограниченном пространстве (рукоятка в форме бабочки предпочтительнее, если важна компактность арматуры).
  2. Надежностью и герметичностью конструкции с минимумом деталей, где возможно появление протечки.
  3. Минимальными гидравлическими потерями. В месте установки не образуется застой рабочей среды, завихрения; потери энергии за счет увеличения силы трения здесь значительно меньше (по сравнению с другими видами запорной и регулирующей арматуры).

К недостаткам шарового крана относят возможность гидравлических ударов при резких открываниях и закрываниях, температурные ограничения (уплотнители из полимеров могут разрушиться при температурах выше 100 0 С). Частая причина поломок кранов бытового назначения — грязная вода с твердыми частицами. Песок, окалина, солевые отложения приводят к протечкам. Избежать этого поможет периодическое открывание и закрывание устройства (раз в 1-2 месяца). Системы с некачественной водой рекомендуется оснастить фильтрами.

Большинство проблем вызваны не «слабостями» самого крана, а ошибками потребителей. Среди наиболее частых: покупка контрафактного устройства, несоблюдение правил эксплуатации и монтажа.

Особенности конструкции

Детали конструкции шаровых кранов варьируют в зависимости от сферы их применения. Например, на трубах с диаметром более 30 см ставятся модели с редукторами, а краны для высокоточной регулировки оснащаются измерительными приборами. Устройства с количеством патрубков больше 2-х, с T-образными или L-образными портами, позволяют смешивать и перенаправлять потоки. Но в быту чаще используют кран с двумя отводами (рис.1).

Рассмотрим принципиальное устройство такого шарового крана.

Главный элемент крана — хорошо отшлифованный шар: сферический затвор/затворная пробка с цилиндрическим сквозным отверстием.

Диаметр отверстия совпадает с диаметром трубы либо чуть меньше. В зависимости от этого параметра краны делятся на полнопроходные и неполнопроходные/редуцированные. Первые дороже (иногда почти вдвое) и используются, когда важно минимизировать гидравлические потери. У вторых пропускная способность ниже на 20-50% (в зависимости от модификации). Это замедляет ток среды, повышает риск эрозии, снижает долговечность. Зато они дешевле и компактнее, поэтому их чаще всего выбирают для домашнего использования.

У кранов с функцией регулирования форм шара и отверстия более сложная конструкция (рис 3).

Рис. 3. Затворная пробка регулирующего шарового крана.

Материал шара — сталь или латунь с антикоррозийным напылением (никель, хром).

Есть в продаже и модели из полипропилена для установки на пластиковые трубопроводы. Учитывайте, что они менее прочные, чем металлические, и не годятся для транспортировки горячих сред (выше 60 0 С).

В большинстве кранов ставятся фторопластовые уплотнительные элементы. Этот материал рассчитан на эксплуатацию в диапазоне температур от -10 0 С до +150 0 С. Для более сложных температурных условий чаще выбирают конструкции с жесткими уплотнениями из металла. Но они характеризуются меньшей герметичностью.

Шпиндель — деталь, которая передает усилие от рукоятки к шару. В современных моделях при сборке его устанавливают изнутри корпуса: это снижает риск выбивания при скачках давления.

Управлять положением затвора можно рукояткой (в форме рычага, бабочки или колеса), которая сверху удерживается самоблокирующейся гайкой.

Кстати, по цвету рукоятки можно быстро определить назначение крана (рис. 4). Если цвет желтый — это арматура для газопровода. Другими цветами обычно маркируют краны для систем отопления и водоснабжения.

Когда требуется дистанционное управление, выбираются варианты с пневмо- и электроприводами (рис. 5).

Корпус крана изготавливают из стали, латуни, чугуна или пластика. Для промышленного использования чаще заказывают модели в стальном корпусе, а для бытовых систем — латунные.

В зависимости от способа соединения с трубопроводной линией краны подразделяются на муфтовые, фланцевые и приварные (рис 6).

Муфтовое соединение характерно для систем с диаметром трубы до 45 мм. Если нужно поставить запорную арматуру на домашний радиатор, то разумным решением будет муфтовый кран с наружной или внутренней резьбой.

Фланцевые соединения выдерживают большие нагрузки. Такие краны ставятся на системы с трубой более 50 мм в диаметре.

Для крепления приварного крана потребуется сварочный аппарат. Это соединение считается самым прочным и применяется в промышленных трубопроводах с большим диаметром.

Какие шаровые краны выбрать

Основные критерии выбора шарового крана:

  1. Диаметр/условный проход (Ду или DN). Эта характеристика указывается на корпусе изделия. Диаметр наиболее популярных в России кранов — от 15 до 50 мм.
  2. Тип присоединения. Если оборудуется домашняя система, то обычно берут модели с муфтовым соединением. Для быстрого монтажа удобна модификация с накидной гайкой («американка»).
  3. Максимальное рабочее давление (PN). Этот параметр тоже наносится на корпус. Для систем водоснабжения дома чаще покупают краны, рассчитанные на давление до 16 атмосфер (16PN). В системы отопления рекомендуют ставить краны «с запасом» по рабочему давлению (например, 40PN). Материал корпуса крана в системах с горячим теплоносителем (от 1000С) быстрее разрушается (особенно, если куплено недорогое латунное устройство без защитного покрытия).
  4. Материал корпуса, толщина стенок. Для большинства систем непромышленного типа подойдут краны с латунным корпусом. Наиболее надежные делаются из горячепрессованной латуни CW617N. Определить материал (латунь или железо) поможет магнит: он не должен притягиваться. Бюджетное решение — недорогие шаровые краны из силумина, сплава алюминия с кремнием. Такие изделия легче латунных аналогов. Материал полюбился кустарным китайским производителям, поскольку не требует дорогостоящего оборудования для обработки. Несмотря на низкие цены на шаровые краны из силумина, приобретать их не рекомендуется из-за хрупкости материала. В недорогих изделиях экономят и на материале корпуса: стенки у них значительно тоньше.
  5. Качество поверхности затвора и сборки. Разбирать кран прямо в магазине проблематично, но можно провести визуальный осмотр поверхности сферы. Она должна быть отполированной, без царапин. Уплотнительные детали должны быть тефлоновые, а не резиновые. Поворачивая ручку, убедитесь, что шар полностью перекрывает проход. Ручка должна сидеть плотно, без люфта.
  6. Срок изготовления. Если кран лежал на складе более 5 лет, то велика вероятность, что уплотнительные элементы изменили свои характеристики. Поэтому смотрите не только на срок гарантии, но и на дату изготовления.
  7. Торговая марка. В промышленности хорошо зарекомендовали себя краны российского производства (например, АДЛ, БАЗ). Продукция для отраслей нефте- и газодобычи, соответствующая ГОСТ и международным сертификатам, успешно конкурирует с западными марками. Более дорогие, но добротные краны выпускаются под германскими, испанскими и итальянскими брендами. Главное, чтобы под краном с маркировкой VALTEC, BUGATTI или DANFOSS не скрывалась подделка.

Покупать шаровой кран лучше не на рынке, а в специализированном магазине, предоставляющем гарантию качества.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector