Шаровые краны, являясь надежной запорной арматурой, имеет различные модификации, типы и виды и выделить что то основное не представляется возможным.
Существуют полнопроходные шаровые краны и суженные шаровые краны. Различие заключается в наличии или отсутствии сужения условного прохода. Также шаровые краны различаются характером движения пробки, и в зависимости от этого подразделяются на шаровые краны с вращением пробки без подъема и с подъемом пробки в основном перед поворотом и следующим за поворотом опусканием.
Форма условного прохода у шаровых кранов тоже бывает разнообразная. Например, она может быть круглой, прямоугольной, трапецеидальной или овальной.
Материал корпуса шаровых кранов может быть самый разный: бронза, латунь, цинк, алюминий, чугун, сталь, титан, пластмасса, керамика, графит и многие другие.
Седла (гнезда) шаровых кранов могут быть металлическими, графитовыми, пластмассовыми и резиновыми. Т.е. материал уплотнительных поверхностей различен.
Конструкция корпуса шаровых кранов бывает с параллельным разъемом, перпендикулярным, а также с наклонным к оси трубопроводной системы. Существует и вариант цельного корпуса, без разъема.
Управление шаровыми кранами может осуществляться как ручное, так и посредством электропривода, либо пневмопривода или гидравлического привода. Ручное управление возможно в шаровых кранах с малым условным диаметром. А вот когда уже требуется управлять КШ большого диаметра, да и к тому же при большом давлении рабочей среды, то тут без использования механизированного привода не обойтись.
Шаровые краны различают проходные, угловые, трехходовые и многоходовые. Это четыре вида шаровых кранов различающихся по направлению потока и числу патрубков.
В газовой и нефтяной областях промышленности кран шаровой фланцевый самый подходящий вариант. Также же существуют и другие типы соединения КШ с трубопроводом. Это может быть муфтовое соединение (хорошо подходит для систем ГВС), приварное и штуцерное.
Главный элемент шаровых кранов - это шар. Он может быть плавающий, применяется для небольших диаметров не более 200мм. И второй вид - это шар в опорах, который помогает снижать затраты на большие мощности приводных механизмов и усилия для поворота шара.
Шаровые краны могут иметь специальное назначение. К примеру, трехходовые шаровые краны для возможности переключить поток рабочей среды в несколько других направлениях, шаровые краны, имеющие обогрев корпуса и шаровые краны, позволяющие контролировать протечки.
Давление шаровых кранов может достигать 16МПа и начинаться с самого минимального. Условный проход варьируется от 10мм до 800мм и более.
Шаровые краны являются одним из самых надежных и проверенных видов запорной арматуры. Они позволяют экономить не только на обслуживании, потому что могут служить без замены несколько десятков лет, но и в плане эксплуатации очень просты. Выбрав шаровой кран известных брендов и профильных заводов-изготовителей, можно не беспокоиться за состояние трубопроводных систем, после установки в них этих шаровых кранов. Тем более, что шаровые краны поставляются со всеми сопутствующими документами и сертификатами.
«На объектах ОАО «Газпром» эксплуатируется, практически, весь перечень существующей сегодня запорно-регулирующей арматуры. Прежде всего - краны. В 50-х, 60-х годах это были знаменитые пробковые краны. А сегодня, в основном, шаровые краны».
Н. Ф. Муталлим-Заде
«Если сравнивать кран с другими типами трубопроводной арматуры, то на эту тему можно говорить очень долго».
Денис Рысенко, генеральный директор ALSO
Имя того изобретателя, кто впервые внедрил в трубопроводную систему шаровый кран, доподлинно не известно. Однако, опираясь на факты первоисточников, шаровый кран, в том виде, в каком он нам привычен, был запатентован в начале второй половины двадцатого столетия в США. Ввиду невысокой герметичности изделию не удалось занять своей строчки на рынке сбыта. Лишь в середине 70-80-х годов, когда фторопласт начал использоваться в качестве уплотнителя, шаровые краны получили достаточно широкое распространение в промышленности. И если взять сегодняшний день, то процесс развития, совершенствования и внедрения шаровых кранов отнюдь не останавливается, позволяя добиваться идеальных результатов для своей области применения.
Область применения шаровых кранов
Шаровые краны - это универсальный тип трубопроводной арматуры. Областью применения шаровых кранов является практически любая рабочая среда, материалом изделия может служить как сталь, так и пластик или латунь, по типу крепления к трубопроводу шаровый кран может быть фланцевый, резьбовым, а также под сварку. Все это, а также богатая номенклатура заводов-изготовителей, позволило им занять лидирующую позицию среди запорно-регулировочной арматуры в следующих сферах применения:
- жилищно-коммунальное хозяйство;
- теплосети и энергетика;
- магистральные газо- и нефтепроводы;
- химическая, нефте-, газоперерабатывающая, пищевая и другие отрасли промышленности;
- системы водоочистки и водоподготовки.
Говоря о среде применения шаровых кранов, смело можно перечислить практически все используемые на данный момент в промышленности: вода, пар, сжатый воздух, пищевые компоненты, нефть, природный газ, газожидкостные нефтепродукты, жидкие углеводороды, а также жидкие и газообразные агрессивные среды.
Климатическое исполнение шаровых кранов:
- У1 (от -45 °С до +50 °С);
- УХЛ1 (от -60 °С до +50 °С).
Типы шаровых кранов:
- по исполнению корпуса
- разборные
- цельносварные
- по типу присоединения
- фланцевые
- резьбовые
- под сварку
- по управлению
- ручное
- электроприводное
- пневмоприводное
- пневмогидроприводное
Развитие технологий, ужесточение требований к оснащению предприятий, развитие номенклатуры заводов-изготовителей и, конечно, здоровая конкуренция, привели к подъему шаровых кранов на одну ступень с вентилями и задвижками, до недавнего времени основными лидерами запорно-регулирующей арматуры. А некоторые аспекты позволили даже обойти своих конкурентов.
К примеру, у вентилей, спустя некоторый срок эксплуатации, откладывается накипь и твердые частицы на деталях, подверженных трению. Наиболее заметно данный недостаток проявляется в системах горячего водоснабжения и отопления.
С задвижками все обстоит даже немногим хуже. Это и сравнительно слабая герметичность затвора, и частые выходы из строя, и ограниченная скорость закрытия затвора, и большие массо-габаритные размеры (от 1,5 до 4 масс шарового крана при одном диаметре трубопровода).
Преимущества шаровых кранов
Шаровые краны от вышеперечисленных недостатков избавлены. Более того, среди преимуществ использования шаровых кранов перед другими видами запорно-регулирующей арматуры также можно отметить:
- высокая степень герметичности;
- околонулевые гидравлические потери;
- высокая скорость открытия-закрытия;
- возможность регулирования;
- возможность установки на краны удлинителей штока при подземной установке, а также при установке изделия вне пределов досягаемости к органу управления;
- высокая надежность и ремонтопригодность.
Шаровые краны производятся в достатчоно широком диапазоне номинальных значений: - DN 6-1400 мм, PN до 700 кгс/см 2 .
Шаровые краны - производители
Благодаря колоссальным усилиям в данной отрасли таких западных компаний как BROEN, NAVAL, SSP, HOKE в Европе и США внедрение шаровых кранов получило повсеместное распространение. А на сегодняшний день от лидирующих европейских фирм не отстают и отечественные заводы, которые, несмотря ни на что, работали над подъемом и укреплением собственного производства. К примеру, в СССР в 1990 году с конвейера выходило не более 15 тысяч стальных шаровых кранов, в 1999 в России - свыше 70 тысяч. В 2011 году, по примерным подсчетам, их было изготовлено более 2 миллионов единиц. Среди отечественных арматуростроителей можно выделить завод "ЧелябинскСпецГражданСтрой", выпускающий шаровые краны под торговой маркой LD, а также компанию «НЕМЕН».
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:
Принцип действия шарового крана
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 трубопроводной сети.
Запирающий элемент крана шарового типа, в зависимости от назначения и габаритов запорной арматуры, может герметизироваться в основном двумя способами.
А именно:
- шар на опорах – для кранов большого диаметра;
- 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 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.
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.
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
Как установить шаровый кран
Итак:
- 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.
- 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.
- 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 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.
Все дело в том, что металлический шар внутри крана не обеспечивал плотной и герметичной закупорки. Появление седел из синтетических смол, полностью повторяющих геометрию шара и обеспечивающих максимальное скольжение металлической поверхности внутри, как раз и ликвидировало этот недостаток.
На сегодняшний день шаровые краны - одна из основных запорных арматур в системах водо- и газоснабжения, в отопительных контурах и в трубопроводах, перемещающих различные среды (вода, сжатый воздух, продукты нефтехимической промышленности и т.д.).
Шаровой кран: конструкция и типы
Этот вид запорной арматуры с успехом заменяет старые и знакомые всем задвижки и вентили из чугуна. Шаровой кран лишен практически всех недостатков своих предшественников и весит намного меньше. Он не страдает от отложений накипи и управляется с меньшим усилием, при этом герметичность затвора идеальная, а внешний вид намного эстетичнее. Кроме того, шаровые краны не требуют постоянной ревизии и служат до 50 лет, что не удавалось их предшественникам.Сама конструкция шарового крана состоит из:
- Корпуса (сталь, бронза, латунь, пластик и силюминиевые сплавы).
- Поворачиваемого затвора в виде шара (со шпинделем или без).
- Уплотнителя (фторопласт или другие композиции).
- Рукоятка (ручка или «барашек»/ «балеринка»).
Типы шаровых кранов
По целевому назначению бывают запорные и регулирующие шаровые краны, а по конструкции двух-, трех- и четырехходовые.По способу установки изделия подразделяются:
Фланцевые . Используются, как правило, для подвалов в качестве задвижек на магистралях (теплопроводы и водоснабжение). Имею только два положения: «закрыто/открыто». Они бывают только «полнопроходными».
Муфтовые . Наиболее распространенный тип. Широко используется в ЖКХ, различных системах отопления, водоснабжения и т.д. Монтаж легкий, благодаря резьбовым соединениям.
Приварные . Используются для установки на трубопроводах, где не предусматривается возможность их замены и предназначены только для закрытия/открытия потока перемещаемой среды (вода, нефть, сжиженный газ, кислоты и щелочи). Как правило, это труднодоступные участки трубопроводов, где возможность замены ограничена.
Штуцерные . Используются в основном в нефтехимической промышленности и могут демонтироваться и устанавливаться снова многократно. Главное преимущество - идеальная герметичность и устойчивость к агрессивным средам.
По соотношению пропускной способности, шаровые краны подразделяются на полнопроходные (95-100%), среднепроходные (40-50%) и стандартные (65-80%). Управление осуществляется вручную или пневмо-/электроприводом (магистрали и крупные трубопроводы).
В особых случаях применяются подземные шаровые краны - изделия с удлиненным штоком для управления (до 4 м) и со специальной защитой от коррозии (антикоррозийное напыление). Они могут быть установлены в грунт, колодцы и т.д.
Шаровая пробка
- Высоколегированная нержавеющая сталь с полировкой. Идеальный вариант.
- Бронза с хромо-никелевым покрытием. Недостатком является отслаивание покрытия с течением времени и, соответственно, ухудшение свойств всей задвижки. Кран начинает «подтекать».
- Бронза. Неплохой вариант, но с течением времени металл окисляется и «проедается». В результате приходит в негодность.
- Нержавеющая высоколегированная сталь. Основное применение - магистрали с диаметром выше 50 мм. Выдерживают все: высокое давление и температуру, агрессивные среды и заморозку. К недостаткам можно отнести достаточно высокую цену, что не позволяет широко использовать их в быту. Но для настоящего хозяина, не желающего иметь проблемы в будущем, это наилучший выбор.
- Латунь/бронза. Наиболее распространенный вид материала для бытовых и домостроительных целей. Корпус может изготавливаться ковкой или литьем. Более прочным является кованое изделие, а также при выборе отдавайте предпочтение более толстой стенке корпуса. Использовать этот материал можно при температуре потока до 150°С. Затем следует разрушение материала.
- Силюминий и его сплавы. Легкий, но непрочный материал. Производителем подобной продукции, как правило, являются китайские фирмы и использовать подобные изделия следует с осторожностью.
- Пластик (полиэтилен или полипропилен). Не самый лучший материал, но экономичный. Недостатком этого вида является слабая герметичность при закрытии рабочего потока и чувствительность к примесям в потоке. Это особенно применимо к российским водопроводам. Ведь они не отличаются чистотой переносимого потока воды и пластик быстро изнашивается. Применять изделия из пластика можно только в трубопроводах с температурой потока до 65°С. Выше этой температуры материал расширяется и изделия деформируются. Практика показала, что даже на холодной воде, с течением времени пластик саморазрушается.
- Фторопласт. Наилучший вариант. Материал не боится кислот, температуры (до 200°С), не высыхает и не трескается со временем и не дает осаждаться накипи. Фторопластовое седло служит идеальной поверхностью для скольжения металлической поверхности шара, повторяя его геометрию и герметизируя перекрытие при закрытии крана полностью. Кроме того, фторопласт носит неофициальное звание «король диэлектриков», что подтверждается его исключительной устойчивостью к блуждающим токам.
- Синтетический каучук. Со временем подвержен растрескиванию и боится температуры. Желательно применять только на холодном водоснабжении.
- Рычаг. Металлическая, как правило, стальная, ручка специально изогнутой формы позволяет без труда провернуть кран, стоявший на трубопроводе достаточно давно. Изгиб на рычаге специально просчитан для равномерного распределения усилия при управлении краном. Наилучшая форма для шарового крана.
- «Барашек» или «балеринка» - форма ручки в виде небольшого винта. Используется там, где из-за недостатка пространства невозможно установить кран с рычагом. Недостатком этой модели является трудность повернуть «барашек» после длительного периода нахождения шарового крана в одном положении. Во избежание этого рекомендуется проворачивать кран этого типа раз в три месяца. Для «рычага» этого практически не требуется.
В заключении остается добавить, что выбирать предпочтительнее продукцию солидных фирм-производителей, давно и положительно зарекомендовавших себя на рынке запорной арматуры.
