Шаровые краны для трубопроводов

Видео с производства кранов шаровых Ду50, Ду100, Ду200

Шаровые краны трубопроводов - это разновидность арматуры, которая пользуется огромным спросом при устройстве трубопроводных сетей разного назначения для химической промышленности. Основное предназначение промышленных шаровых кранов – закрывание/открывание движения рабочей среды и регулирование пропускной способности. Трубопроводный шаровой кран появился ещё в прошлом веке, но первоначальные конструктивные недоработки не позволяли обеспечивать необходимую герметичность шаровым кранам трубопроводов. После ряда усовершенствований популярность промышленного шарового крана стального заметно возросла, и теперь данная арматура широко используется для оснащения систем, транспортирующих различные промышленные среды. В нашем каталоге вы можете заказать такие шаровые краны трубопроводов, а также оформить их доставку по Москве.

Особенности конструкции

В качестве запорного элемента в этой арматуре служит шаровый затвор сферической формы. Различают модели промышленных шаровых кранов с плавающим шаром и выполненные по типу "пробка в опорах". Второй вариант обеспечивает более надёжное перекрытие. В зависимости от диаметра отверстия арматуры по отношению к диаметру трубопровода, шаровой кран для промышленности бывает:

• Полупроходным – когда у арматуры диаметр на несколько миллиметров меньше, нежели у трубы;
• Полнопроходным – когда диаметры запорного изделия и коммуникации одинаковые. В отличие от других разновидностей запорной арматуры, такие краны, находясь в открытом положении, обеспечивают незначительные гидравлические потери при движении транспортируемого потока.

В зависимости от климатических условий эксплуатации, шаровые стальные подразделяются на модели для:

• Умеренного;
• Холодного климата.

По способу монтажа выпускаются изделия под:

• Приварку;
• Фланцевое соединение.

По варианту расположения:

• Подземные;
• Надземные.

В соответствии со способом управления:

• Ручные;
• Пневмоприводные;
• Электроприводные.

Данная арматура может использоваться в широком диапазоне температурных режимов: от -60С до +200С. Давление рабочей среды может варьировать в пределах 1,6-16 МПа.

Кран шаровый стальной отличается простотой в эксплуатации, надёжностью в герметичности и отсутствием застойных явлений. Для закрывания, открывания и регулирования требуется минимум времени. Благодаря своим техническим показателям, такая арматура подходит для работы с вязкими средами, например, нефтью и продуктами нефтепереработки. 

Компания "СтройНефтеГаз" располагает широким ассортиментом шаровых кранов.

Кран шаровой стальной

В промышленности используется кран шаровой стальной трех вариантов исполнения. Материалом корпуса является углеродистая, легированная либо нержавеющая сталь. Арматура при этом имеет в маркировке букву «с», «лс» или «нж», соответственно.

Допускаются абсолютно все способы установки, варианты конструкционного и климатического исполнения.

Область применения

По умолчанию шаровой стальной кран имеет некоторые конструктивные особенности, влияющие на область его применения:

• запорный элемент в форме геометрического тела вращения;
• зеркальная осевая симметричность корпуса и запорного узла;
• перевод шарообразной пробки из одного крайнего положения в другое всего за половину оборота шпинделя;
• наличие полнопроходных, редуцированных и стандартопроходных модификаций;
• возможность смешивания сред трехходовыми шаровыми кранами;
• низкие гидропотери, простая конструкция;
• управление ручное, механическое, дистанционное, автоматическое;
• высокий эксплуатационный ресурс;
• наличие больше ста вариантов конструкции.

Все это позволило использовать стальной кран шаровой в следующих отраслях:

• резервуарная и химическая;
• судовая и пищевая;
• пароводяная и энергетическая;
• нефтегазодобывающая и перерабатывающая.

Нюансы маркировки

Из-за большого количества производителей кранов стальных шаровых в РФ постоянно возникала путаница в их маркировке. Бюро арматуростроения ЦКБА попыталось решить проблему цивилизованным методом в 2007 году, выпустив стандарты ГОСТ 52720 и СТ ЦКБА 036. Согласно этим документам, вся трубопроводная арматура должна иметь одинаковое обозначение:

• две цифры, указывающие на тип арматуры, для шарового крана это 10 или 11;
• буквенная расшифровка материала корпуса, в данном случае «нж» – нержавейка, «лс» – легированная сталь и «с» углеродистая сталь;
• три цифры, первая из которых указывает на привод крана, две другие на модель арматуры;
• буквенное обозначение материала уплотнения седел.

Две цифры во втором блоке обозначают ручной привод. Подробная информация – ТУ на выпуск крана, держатель кальки, DN и PN, рабочая температура среды и вид присоединения, содержится в таблице №1 СТ ЦКБА 036.

По факту, производители продолжают использовать собственные классификаторы. Например, один и тот же шаровой кран в Москве в корпусе из углеродистой стали имеет обозначение 10с23п по ГОСТ Р 52720 и ФБ39.410.150 по документации ЗАО «Фобос» из Рыбинска.

Разновидность стальных шаровых кранов

При ограничении по материалу корпуса кран стальной шаровой может иметь не одинаковую конструкцию отдельных элементов и узлов. Например, взрывозащищенное исполнение для холодного климата с возможностью линейной регулировки потока. Даже конструкционный материал сталь имеет три модификации.

Марки сталей

По аналогии с чугунами «вч», «кч» и «ч» шаровой стальной кран может быть изготовлен в корпусе из углеродистой стали «с», нержавейки «нж» и легированной стали «лс».

Углеродистая сталь удовлетворяет основному требованию – скорость коррозии меньше 0,5 мм ежегодно, обладает высокой прочностью, легко варится и обрабатывается механическими способами. Прочность разрыва вдвое больше, чем у бронзы и чугуна.

Легирующими добавками стали придают необходимые свойства – жаропрочность, кислотоустойчивость, водостойкость. Присадки могут снизить ферромагнитные свойства железо-углеродистого сплава, сделав его не восприимчивым к блуждающим и наведенным токам.

Нержавеющая сталь является разновидностью легированного сплава. Используется в заведомо агрессивных средах для повышения эксплуатационного ресурса арматуры и трубопровода в целом.

Конструкция и метод изготовления корпуса

Для шаровых стальных кранов малого диаметра обычно применяются две технологии изготовления корпуса – центробежное литье и вытачивание из трубчатой заготовки. В первом случае корпус цельный, но очень массивный, используется углеродистая сталь марок 15Л – 30Л.

Во втором варианте применяют низколегированные и нержавеющие стали. Корпус получается двухсоставным, одна часть с патрубком вкручивается в другую деталь на резьбе.

Для больших диаметров используются любые технологии:

• центробежное литье;
• штамповка деталей корпуса;
• штампосварной метод;
• вытачивание элементов на станке и фрезерование внутренних поверхностей.

При этом составной корпус может состоять из двух или трех деталей. Двухэлементный корпус соединяется фланцем напрямую. Трехсоставной корпус представляет собой два патрубка с фланцами, шпильки которых стягивают между ними сам корпус с затворным узлом внутри него.

Варианты шаровой пробки

Изначально кран шаровый стальной имел запорный элемент плавающего типа. То есть, шар обладал несколькими степенями свободны относительно шпинделя. Герметичность обеспечивалась давлением рабочей среды, но при увеличении диаметра DN резко возрастало усилие крутящего момента и износ наружной поверхности шара.

Поэтому плавающий шар используется для небольших диаметров 15 – 200 мм. Для более крупной запорной арматуры этого типа разработана конструкция шара в опорах. Что позволяет повысить управляемость за счет снижения крутящего момента, и долговечность запорного узла крана.

Классификация по назначению

В сравнении с прочими видами арматуры стальной шаровый кран является наиболее прогрессивным трубопроводным устройством. По умолчанию он входит в категорию запорной арматуры не прямого действия с запорным элементом сферической формы.

Однако при небольшой доработке конструкции шаровой кран в стальном корпусе можно использовать в различных режимах:

• регулирующий с процентным и линейным изменением расхода;
• отсечной с практически мгновенным перекрытием внутреннего сечения трубопровода за счет поворота шара всего на 90°;
• запорно-регулирующий;
• отсечной с возможностью регулировки;
• смесительный и распределительный (только трехходовые модификации шарового крана).

Арматура пригодна для загрязненных и вязких сред, время срабатывания очень низкое, застойные участки полностью отсутствуют, конструкция предельно простая.

Шаровой трехходовой стальной кран

В отдельную категорию смесительной и распределительной арматуры вынесен трехходовой шаровой кран в стальном корпусе. В отличие от стандартных двухходовых модификаций сферическая пробка имеет L-образную или Т-образную конфигурацию отверстия.

Корпус, соответственно, имеет три рабочих патрубка, позволяя объединять потока рабочей среды, или разводить их по разным трубам из одной магистрали.

Способ присоединения к трубопроводу

В зависимости от назначения трубопровода и конкретных задач, решаемых установкой арматуры, шаровый кран в стальном корпусе может присоединяться к трубам несколькими способами:

• сваркой – самый надежный вариант, но ремонтопригодность очень низкая, используется в труднодоступных и ответственных местах, патрубки имеют специальную разделку под приварку;
• резьбой – на краях патрубков нарезана внутренняя или наружная резьба (муфта, штуцер, соответственно);
• фланцами – высокая ремонтопригодность арматуры, высокая стоимость изделий.

Для стальных кранов актуальны все способы присоединения. Разделка патрубков под приварку выполняется либо по ГОСТ, либо по индивидуальному заданию заказчика.

Посадочные поверхности и способы герметизации соединения регламентируются стандартами ГОСТ. Некоторые из них универсальные, другие комплектуются ответными фланцами в обязательном порядке, например, исполнение шип/паз.

Тип привода

Для стального шарового крана предусмотрена классификация по типу привода:

• ручное управление – рычаг для малых условных диаметров DN 15 – 200 мм;
• механический привод – редуктор с конической, цилиндрической или червячной передачей, поршневой привод (гидроцилиндр, пневмоцилиндр), электромотор или соленоид электромагнитного типа;
• автоматический привод – автономного действия с датчиками.

Поршневые приводы могут управляться самой рабочей средой или иметь внешние источники жидкости/газа. Что способно значительно снизить бюджет эксплуатации и обслуживания запорной арматуры.

Варианты материального, климатического и иного исполнения

Изначально кран стальной шаровой выполнен в корпусе из углеродистой, легированной или нержавеющей стали. Конструкционный материал патрубков должен соответствовать материалу корпуса или труб, к которым присоединяется арматура.

Шаровая пробка обычно изготовлена из углеродистой стали, покрыта износостойким материалом методом напыления или наплавления. Кольца седел чаще всего полимерные из фторопласта, реже из нержавеющей стали.

По типу климатического исполнения стальной шаровой кран бывает ХЛ (для холодных регионов), УХЛ (умеренно-холодных климатических зон), У (умеренного пояса) и Т (тропического климата).

В документации производителя так же содержится информация о вариантах промышленного исполнения крана. Например, «Д» указывает на взрывозащищенный корпус для тропиков, «В» – то же самое, но для умеренного климата. Интеллектуальное управление маркируется буквами «И», «Е» и «Ц», как дискретное, сетевое и цифровое, соответственно.

Проходное сечение

По размеру внутреннего (условного) диаметра относительно такого же параметра трубопровода шаровой кран из стали может быть трех типов:

• полнопроходным – сечение внутренней полости одинаковое;
• стандартнопроходным – диаметр крана меньше на один типоразмер;
• редукционным – условный диаметр на несколько типоразмеров меньше, чем в трубопроводе.

В первом случае гидропотери внутри арматуры отсутствуют, но шаровый кран обходится дороже заказчику. Во втором варианте снижается бюджет реализации трубопровода, гидропотери незначительные.

Редукционные шаровые краны заужены либо в затворном узле, либо в патрубках. Это позволяет снизить крутящий момент на шпинделе, увеличить скорость потока, уменьшить подачу.

Вид установки

Допускается монтаж стального шарового крана надземным и подземным способом. В последнем случае корпус обрабатывается защитным лакокрасочным покрытием для установки внутри колодца. Или несколькими слоями полимерного материала при монтаже бесколодезным способом.

Краны с ручным управлением допускается устанавливать в любом пространственном положении, в том числе, и рычагом вниз. При использовании поршневых и электрических, редукторных и электромагнитных приводов необходимо придерживаться инструкции производителя.

При таком многообразии вариантов исполнения и целевого назначения стальных шаровых кранов рекомендуем воспользоваться в Москве бесплатными консультациями наших экспертов.