Кран шаровый – элемент запорной арматуры, незаменимый в инженерных сетях

Запорная арматура

Запорная арматура — наиболее популярная разновидность трубопроводной арматуры. Предназначена она для отсекания потока любой среды в инженерных системах.

Виды запорной арматуры по сфере применения

Изготавливают запорную арматуру из чугуна, стали, меди и даже пластмассы если сами коммуникации пластиковые.

Классифицируют ее по разным признакам. В зависимости от сферы применения её классифицируют следующим образом:

  1. Промышленная. Эти устройства выпускают серийно и применяют в различных сферах. Они есть в водопроводных, отопительных, газопроводных системах, в паропроводах.
  2. Общепромышленная. Используют эту группу изделий в таких условиях, где эксплуатация происходит при высоком давлении, низких или высоких температурных режимах. Такую арматуру устанавливают на трубопроводах, перемещающих агрессивные, токсичные, радиоактивные среды. Это запорные изделия коррозионно-стойкие, фонтанные, криогенные, с обогревом, предназначенные для сыпучей среды.
  3. Специальная. Её конструируют и изготавливают по заданным техническим регламентам, т.е. по спецзаказу.
  4. Судовая. Используют в на судах морских и речных. К ней предъявляют повышенные требования: невосприимчивость к вибрации, определенный вес, повышенная надежность.
  5. Сантехническая. Это самая популярная и обширная группа изделий, которые есть в каждом доме. Устанавливают такую арматуру на самых разных коммуникациях, эксплуатируемых пользователями. Без неё не сможет функционировать сантехника, бытовые приборы. Характерная особенность — небольшие присоединительные диаметры. Управление в основном происходит вручную, исключение — газовые защитные клапаны и регуляторы давления.
  6. Уникальная. Изготавливают в основном для экспериментальных промышленных установок.

Вид арматуры по типу присоединения к системе

Тип присоединения — один из ключевых параметров при проектировании трубопроводной арматуры. Самыми популярными видами являются соединения:

  • фланцевые;
  • резьбовые муфтовые;
  • штуцерные;
  • приварные.

Для существующей трубопроводной магистрали этот вопрос не актуальный, поскольку вариантов нет, их диктует сама система.

Фланцевый тип присоединения

Вся арматура фланцевого типа различается по единственному признаку — форме фланцев. Они бывают круглыми, квадратными, треугольными. Два первых встречаются наиболее часто. Круглые фланцы универсальны, они подходят для любых давлений. Ограничением для применения квадратных фланцев является давление выше 20 атмосфер.

Присоединительные фланцы должны плотно прилегать к ответным фланцам на трубопроводе. Их стягивают болтами или шпильками. Для этого в обоих элементах есть отверстия. Для лучшего прижима крепеж затягивают гайками. Повышают герметичность прокладки, размещенные между фланцами. Это разъемное соединение, поэтому проблем при монтаже и демонтаже не возникает. К достоинствам изделий относят:

  • прочность и надежность;
  • стойкость к высокому давлению;
  • хорошая герметичность.

Главные недостатки такого метода монтажа — возможное ослабление крепежа, внушительные габариты, немалая масса, высокая цена.

Изготавливают фланцы из стали либо чугуна — ковкого или серого. Ковкий чугун лучше, чем серый выдерживает большие температурные перепады и высокое давление. Литые стальные фланцы очень прочные, но на них негативно влияют пластические деформации.

Резьбовое соединение

Применяют этот тип присоединения для трубопроводов с наибольшим диаметром — до ДУ-50 и для давлений до 1,6 МПа. В этом случае резьба присутствует как на трубе, так и на арматуре. Даже если на трубопроводе резьбы нет, ее всегда можно нарезать. С одного конца арматуры этого типа имеется шестигранник для возможности применения разводного ключа для накручивания.

Резьбовые соединения бывают двух исполнений — с внутренней резьбой и внешней. С двух сторон изделия может быть разная резьба — внутренняя с одной и наружная с другой или идентичная с обеих сторон. Стандарты резьбы также встречаются разные.

Усиливают резьбовое соединение путем использования уплотнителей — льняной нити, ленты ФУМ, густых смазок. Такое соединение используют для монтажа самой разной запорной арматуры — клапанов, задвижек, разделителей потоков.

К плюсам резьбовых соединений причисляют отсутствие дополнительных элементов для установки, низкую цену, простоту монтажа и замены. Минус — непригодность для магистралей с высоким давлением.

Соединение штуцерное

Применяют этот тип для присоединения арматуры совсем малых диаметров — до ДУ-5. В этом случае присоединительный конец имеет внешнюю резьбу и прижимается к трубе накидной гайкой. Посредством штуцерного соединения в магистраль внедряют различные измерительные приборы.

Используют его для небольшого перечня специфических труб таких, как лабораторные.

Сварное соединение

Приварное соединение необходимо на тех магистралях, которые пропускают среды, опасные для здоровья. Здесь нужна идеальная герметичность, поскольку даже самые малейшие утечки недопустимы. Главное условие — сварочный шов не должен быть слабее стенки трубы.

Выполняют соединения двумя способами:

  1. Встык, когда сцепление для исключения перекоса деталей дополняют подкладным кольцом.
  2. В раструб. При этом сварочный шов находится на наружной стороне трубы.

Грамотное соединение сваркой является самым надежным, на 100% герметичным. Сварке предшествует подготовка концов трубы. К достоинствам приварного соединения относится низкая стоимость, незначительный вес, небольшие габариты.

Минусы проявляются в том, что использование такого способа соединения невозможно без привлечения квалифицированного персонала. Демонтаж арматуры очень трудоемкий.

Запорная арматура для сливного бочка унитаза

В быту очень часто приходится иметь дело с арматурой для сливного бочка унитаза. Более подробно о ней, её видах, правильной установке и регулировке можно узнать в отдельной статье: сливная арматура для бочка унитаза.

Классификация запорной арматуры по способу регулировки потока

В зависимости от того, как осуществляется управление потоком рабочей среды, запорную арматуру делят на такие типы:

Характеристики кранов

Они бывают шаровыми и пробковыми. Первые применяют в основном в бытовых трубопроводах. Вторые — в магистралях, транспортирующих нефтяные фракции, газ, воду. В первом случае элемент, отсекающий поток — шар, во втором — конус в форме пробки.

Конструкция запорного крана предельно проста. Основные детали — корпус и запирающий элемент. В зависимости от производительности арматура подразделяется на полнопроходную (90 – 100%), неполнопроходную (40 – 50%), стандартную (70 – 80%). Регулировку осуществляют посредством маховика или электропривода. Есть краны с дистанционным управлением.

Главный элемент шарового крана — запор, имеющий вид хромированного шара, вдоль одной его оси имеется отверстие. Расположен он между двумя уплотнительными кольцами (седлами) в центре корпуса. Параметры запора зависят от сечения трубы.

Открытие/закрытие происходит при смещении шарика из стали во время поворота рычага. Когда отверстие ориентировано по продольной линии трубы, осуществляется подача рабочей среды. При перпендикулярном положении отверстия поток перекрыт. В конструкции этой арматуры нет трущихся элементов, из-за чего потери воды незначительны.

Наиболее популярны краны шаровые латунные и стальные из стали углеродистой, нержавеющей и содержащей молибден. Есть шаровые краны пластиковые устойчивые к агрессивной химии. Герметичность у таких изделий низкая, они обладают повышенной чувствительностью к твердым включениям, находящимся в потоке и высокой температуре.

Внедряют их в системы как холодного, так и горячего водоснабжения, но с температурой не выше 65⁰. Краны из нержавейки встраивают в магистрали диаметром выше 50 мм. Предназначены изделия для функционирования в условиях высоких температур и давления. Для применения в быту эти краны слишком дорогие.

Вентили запорные

Это арматура, предназначенная как для перекрытия, так и для регулирования потока. Манипулируют ими посредством маховика или электропривода. Разные экземпляры предназначены для определенного температурного режима. Большие модели чаще всего бывают фланцевыми, а маленькие подсоединяют муфтами.

Вентилями поддерживают нужное давление в магистрали, а также смешивают жидкости в заданном соотношении. Запорный узел регулирует поток следующим образом:

  1. Маховик передает свои вращательные движения шпинделю.
  2. Он начинает перемещаться, совершая движения возвратно-поступательного характера.

Запускается шпиндель вручную, или посредством сервопривода. Самый популярный тип вентиля — проходной. Врезают его в ровные участки магистрали. Главный недостаток этого вида арматуры — немалое гидравлическое противодействие.

Прямоточные вентили этого недостатка лишены. Их устанавливают в зонах, где на его выходе нельзя уменьшать расход жидкой среды. Корпуса вентилей бывают чугунными, стальными, бронзовыми, латунными. Первые относятся к общетехнической запорной арматуре, подключаются посредством фланцев и муфт.

В высокотехнологичных процессах, где требования к рабочей среде особо жесткие, используют стальные вентили. Подключение у них фланцевое.

В следующем ролике показан внешний вид различных вентилей, а также их конструктивное устройство.

Вентили из бронзы и латуни нашли применение в водоснабжающих, отопительных системах зданий. Присоединяют их при помощи фланцев, путем приварки или муфтового соединения. Направление перемещения жидкости указано на корпусе. Регулируют поток посредством золотника, находящегося на штоке.

Особенности заслонок

Запорные элементы этого вида монтируют в системы с низким давлением, поскольку они не обеспечивают большую герметичность. Это магистрали канализационные и с химическими жидкостями. Подсоединяют заслонки при помощи фланцев или сварным способом. Запорной деталью является диск, крутящийся вокруг оси. Чаще всего корпус бывает чугунным, а диск — стальным.

Задвижки

Эти запорные узлы представляют собой предельно простую конструкцию, перекрывающую свободное движение среды. Они выдерживают высокую температуру и давление. Применяют их в магистралях, пропускающих неагрессивные составы. Запорным элементом у них является клин, диск или лист. Он осуществляет движения возвратно-поступательные, вертикальные по отношению к оси движущейся лавины.

Делят задвижки на полнопроходные и усеченные. У первых диаметр седла и соответствующий параметр трубопровода одинаковы. Во вторых сечение седла меньше сечения трубы. Устанавливают эту запорную арматуру на магистрали, у которых присоединительный диаметр превышаем 50 мм. Поток в них необходимо перекрывать плавно, чтобы не спровоцировать гидравлический удар.

Преимущества задвижек перед другими видами аналогичных изделий в простоте конструкционного исполнения и обслуживания. Они обладают небольшими габаритами, малым сопротивлением. Производят их из чугуна, стали, цветных металлов. Управляют ими вручную, посредством гидро- или электропривода.

Маркировка запорной арматуры

Ключевые размеры запорной арматуры всех видов соответствуют ГОСТ, поэтому производители обязательно оставляют на корпусах изделий соответствующую маркировку. В ней содержится информация о производителе, материале, ДУ, рабочих размерах. Стандартизация параметров упрощает установку арматуры, а маркировка выбор.

Строительная арматура.

Кроме запорной и трубопроводной арматуры в строительстве часто приходится иметь дело с арматурой в виде стальных или пластиковых стержней.

Очень часто такую арматуру используются для создания силового каркаса внутри бетонных конструкций.

Подробнее об этом виде арматуры можно узнать в отдельной статье: строительная арматура, виды характеристики.

Запортная арматура: применение, виды, стандартизация

Запорная арматура является неотъемлемой частью трубопроводных систем различного назначения. Она необходима для перекрытия потока рабочей среды. Функциональные элементы арматуры дают возможность плавного изменения параметров с фиксацией площади просвета от положения «открыто» до позиции «закрыто» с определенной степенью герметичности.

Применение запорной арматуры

Элементы запорной арматуры используются в инженерных системах общетехнического назначения и для работы в специальных условиях. Допускается монтаж на трубопроводы со следующими типами рабочей среды:

  • водой;
  • паром;
  • газами;
  • нефтью и нефтепродуктами;
  • химическими веществами, в том числе агрессивными (специальное исполнение).

Основными сферами применения являются предприятия жилищно-коммунального комплекса, энергосистемы, химическая, пищевая промышленность, сельское хозяйство, горнодобывающая, металлургическая, другие структуры.

В производстве запорной арматуры используются следующие материалы:

  • углеродистые и коррозионностойкие стали;
  • чугун;
  • титан;
  • цветные сплавы (латунь, бронза).

Виды запорной арматуры

Запорные устройства, перекрывающие поток рабочего вещества в трубе, классифицируются по способу остановки потока.

  • Задвижка. Ее запирающий элемент движется перпендикулярно потоку рабочей среды.
  • Вентиль. Ее запирающий элемент перемещается вдоль движения потока рабочей среды.
  • Шаровый кран. Ее запирающий элемент поворачивается вокруг оси устройства перпендикулярно потоку рабочей среды.

Задвижки

Изделия данного типа используются на технологических линиях и в транспортных трубопроводах промышленного назначения. Задвижка изготавливается в следующих исполнениях:

  • с ручным управлением;
  • с электроприводом в стандартном и взрывоопасном исполнении;
  • с гидроприводом.

На запорной арматуре большого диаметра при ручном управлении устанавливается редуктор с червячной, конической или цилиндрической передачей для уменьшения усилия на маховик. Если шпиндель задвижки расположен горизонтально, электропривод монтируют на опоре, червяк и роликоподшипник густо смазывают маслом.

  • условное давление, Р, МПа (кгс/кв. см): 0,16 (1,6) – 25,0 (250);
  • диаметр условного прохода, D, мм: 50–2000;
  • температура рабочей среды, К (°С): +213 (-60) − +838 (+565).

Классификация задвижек

По конструкции шпинделя запорной арматуры различают задвижки:

  • с невыдвижным (вращаемым) шпинделем. При открытии и закрытии элемент совершает только вращательные движения, резьба контактирует с рабочим потоком;
  • с выдвижным шпинделем. Запорный элемент движется поступательно, гайка и ходовая резьба вынесены из полости задвижки.

По конструкции затвора:

  • клиновые задвижки. Уплотнительные кольца в конструкции расположены под углом. Арматура может иметь цельный упругий или жесткий клин либо двухдисковый составной запирающий элемент;
  • параллельные задвижки (шиберные). Уплотнительные кольца расположены параллельно друг другу. Затвор запорного устройства может выполняться в форме листа или диска либо в виде двух дисков с распорным клином или пружиной. Параллельные задвижки чаще всего отливаются из чугуна, используются в системах транспорта газа и воды. Модели с выдвижным шпинделем монтируются на трубы с диаметром не менее 50 мм.

Особенности задвижек

Арматура имеет простую конструкцию, характеризуется неприхотливостью в эксплуатации, высокой степенью ремонтопригодности. Функционирует в позициях «открыто» и «закрыто». При частой фиксации затвора в промежуточном положении возникает вибрация, что приводит к разрушению задвижки.

Вентили

Вентилем называется устройство, в котором движение запирающего элемента производится посредством ходовой гайки и шпинделя (резьбовой пары). Арматура обладает свойством самоторможения, поэтому запорный орган можно оставлять в любом промежуточном положении.

Основные характеристики вентилей:

  • материал основных деталей − серый чугун марки не ниже СЧ18–36;
  • диаметр условного прохода, D (мм): 15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150, 200;
  • тип присоединения к трубопроводу: фланцевое или муфтовое;
  • материал уплотнений затвора: фторопласт-4, кислотощелочестойкая резина средней твердости;
  • рабочая среда: пар, вода;
  • максимальная температура в трубопроводе, К (°С) − 489 (225).

Классификация вентилей

По конструкции корпуса:

  • проходные. Вентили такого типа монтируются на прямолинейных участках трубопровода, где не допускается уменьшение потока рабочей среды. Проходная арматура имеет большой вес и высокое гидравлическое сопротивление;
  • прямоточные. Патрубки такого запорного вентиля расположены противоположно друг другу. Корпус более компактный, но длинный и тяжелый. Гидравлическое сопротивление ниже, чем у проходных моделей;
  • смесительные трехходовые. Такие запорные вентили могут иметь три или четыре присоединительных патрубка. Устройства используются для соединения нескольких потоков с разными рабочими средами: газообразными и жидкими. Смесительные вентили используют для стабилизации рабочей температуры, процесса разжижения, дозирования реагентов и т. д.;
  • угловые. Запорные вентили этого типа имеют перпендикулярно расположенные присоединительные патрубки, монтируются в местах поворота магистрали.

По типу регулирующего элемента:

  • односедельные. Клапан выполнен в виде иглы с переменным по длине сечением. Запирающий элемент может крепиться к шпинделю или быть с ним одним целым. Клапан монтируется в корпусе посредством резьбы, но не обеспечивает герметичность при закрывании. Вентиль подходит для работы в системах с небольшим потоком газа;
  • двухседельные. Такие вентили разгружают шток по оси при разности давлений на входе и выходе. Слабый подъем регулирующего элемента не обеспечивает достаточную плотность запирания.

По степени герметизации:

  • сальниковые. Они имеют простую конструкцию, невысокую стоимость. Устройство такого вентиля предусматривает возможность смены сальника или донабивки;
  • сильфонные. Предназначаются для работы с опасными (токсическими, взрывоопасными) веществами, когда утечка недопустима. Уплотнение отличается высокой надежностью, но не подлежит ремонту.

Особенности вентилей

Вентиль имеет достаточно простую конструкцию, характеризуется надежностью и удобством в использовании. Недостаток такой запорной арматуры – высокое гидросопротивление, которое приводит к образованию застойных зон.

Шаровые краны

Кран представляет собой изделие, в которой сферический запирающий элемент поворачивается вокруг оси, располагающейся произвольно по отношению к движению рабочего потока. Устройство дает возможность не только полностью перекрывать поток, но и регулировать его движение. Материал изготовления шаровых кранов ГОСТом не регламентирован, его устанавливает изготовитель для каждой конкретной модели. То же самое относится к рабочим средам, параметрам и применимости запорной арматуры. Основной характеристикой изделий является номинальный диаметр (DN). Для шаровых кранов этот показатель составляет от 10 до 500 мм.

Читайте также:  Выбираем смесители для раковины

Конструктивные требования

Шаровые краны должны открываться поворотом шпинделя по часовой стрелке, если в конструкторской документации не указано обратное. Для крайних положений предусмотрены ограничители поворота пробки. Расположение рукоятки должно соответствовать направлению проходного канала шара. В конструкции запорного устройства предусматривают также элемент, обеспечивающий непрерывную электропроводимость. Снятие статического напряжения осуществляется только искусственным путем.

Классификация шаровых кранов

Эту запорную арматуру классифицируют по типу проточной части корпуса, выделяя:

  • полнопроходные краны,
  • краны с зауженным проходом.

По типу присоединения к трубопроводу:

  • муфтовые,
  • фланцевые,
  • цапковые,
  • штуцерно-торцовые,
  • по приварку.

По состоянию крана с приводом:

  • нормально открытые (НО),
  • нормально закрытые (НЗ).

По типу управления:

  • с ручным приводом;
  • с механизированным приводом (гидро-, электро-, пневмоприводом);
  • с механизированным приводом и ручным дублером.

По количеству и типу соединяемых патрубков:

  • проходные;
  • угловые;
  • смесительные (с тремя и более патрубками).

Номенклатура шаровых кранов на некоторых заводах включает изделия для монтажа в грунт. Такие модели имеют высокую вентильную ось, которая вместе с маховиком выводится на поверхность земли.

Область применения шаровых кранов

Арматура данного типа широко используется в системах питьевого водоснабжения, отопления, в пожарных гидрантах, пневмосистемах, трубопроводах, транспортирующих масла, пищевые растворы, нефтепродукты, химически агрессивные вещества и т. д. Простая конструкция и легкое использование позволяют устанавливать их не только на промышленных объектах, но и в жилых домах.

Особенности запорных кранов

Шаровые краны неприхотливы в эксплуатации, имеют компактные размеры и малый вес, не требуют технического обслуживания. Для перекрывания потока не приходится долго вращать ручку шарового крана – достаточно повернуть ее на 90°.

В отличие от регулирующих моделей шаровые краны предназначены для перекрывания потока рабочей жидкости, то есть имеют два основных положения: «открыто» и «закрыто». Возможно плавное изменение скорости движения среды, но оставлять пробку в промежуточном положении нежелательно. Под давлением жидкости стачивается острая кромка крана и нарушается герметичность.

Стандартизация запорной арматуры

Основные параметры всех типов запорной арматуры регламентированы ГОСТом, поэтому при изготовлении на корпусы устройств наносят соответствующую маркировку. Цифровое и/или буквенное обозначение может содержать информацию о заводе изготовителе, материале изделия, диаметре условного прохода, допустимых рабочих параметрах и т. д. Маркировка ускоряет процесс выбора, а стандартизация размеров упрощает монтаж.

Шаровой кран: вся правда о запорной арматуре

Настало время раскрыть всю правду о сантехнических изделиях, которые стали неотъемлемой частью нашего быта и проводниками удобств. Комфортная жизнь современного человека во многом зависит от сантехнической арматуры. Наша гигиена связана с доступом к холодной и горячей воде, мы уже не представляем своей жизни без газоснабжения и отопления. А ведь все эти коммуникации и есть сантехническая арматура и ее звенья.

Что мы о них знаем? Случись с ними поломка или авария – наш комфорт нарушается, жизнедеятельность затрудняется, работа замирает, а мы стараемся быстрее все наладить, порой не задумываясь, а почему вдруг сантехника «взбунтовалась», в чем проблема.

На основе многолетнего опыта производства инженерной сантехники, постоянных наблюдений и лабораторных испытаний компания PROFACTOR Armaturen GmbH решила поделиться некоторыми секретами, которые помогут потребителям в выборе сантехнических товаров. Самостоятельно ориентироваться в обилии сантехники, представленной на рынке, довольно сложно.

Прилавки специализированных магазинов, ларьков и рынков пестрят латунными и никелированными изделиями с клеймами известных брендов, красочными упаковками, этикетками, бирками со знаком качества. Однако значительная часть этих товаров – подделка. Производители подделок соревнуются между собой и идут на разные ухищрения, чтобы привлечь внимание потребителей. Главный их козырь – низкая цена изделия, которое выдается за оригинал.

Все дело в шаре

На рынке запорной арматуры шаровой кран занимает особое место, у него практически не осталось конкурентов. В некоторых случаях он незаменим, например в бытовых условиях, на производственных предприятиях, трубопроводах и крупных промышленных объектах. Спрос на это устройство в Европе, России и других странах очень высок. У шаровых кранов длительный срок службы, они надежны, и затраты на их приобретение оправдываются. При правильной эксплуатации поломки крана исключаются. Его не требуется обслуживать, разбирать и прочищать, заменять детали.

Однако все эти преимущества относятся только к оригинальным шаровым кранам, произведенным по строгим техническим нормативам, например по немецким стандартам качества DIN. В случае подделки изделия, использования в его изготовлении некачественных материалов и сплавов все достоинства товара аннулируются. Такой самозванец долго не служит, и в любой момент может стать причиной аварийной ситуации.

Экономя на изготовлении шарового крана, недобросовестные производители применяют в запорном элементе не латунь или нержавейку, а обычную сталь, подверженную коррозии. Марки нержавеющей стали AISI 201, 304, 316, конечно, дороги для использования в подделках. Из этих «пищевых нержавеек» изготавливают шаровые краны, которые получаются дороже, чем изделия из латуни.

Опознать поддельный стальной шар в латунном изделии можно простым и эффективным способом. Достаточно поднести к латунному крану обычный магнит, и если он быстро и с силой притянется к корпусу изделия, то значит, в нем находится стальной шарик. Сама латунь тоже может вызывать легкое притяжение только сильного магнита, так как имеет в своем составе небольшое количество железа, но оно минимально. А вот стальной шар внутри латунного изделия притянет к себе даже слабый магнит моментально!

Если нет под рукой магнита, можно идентифицировать стальной шарик в латунном кране другим способом. Достаточно просунуть в корпус крана палец и нащупать внутреннюю поверхность шара. Если эта поверхность абсолютно гладкая и скользкая, значит шар в полном порядке, он изготовлен из латуни, правильно отполирован и хромирован. Если же палец нащупал внутри шара шероховатости и бороздки, можете не сомневаться – у вас в руках подделка. Подобные дефекты всегда остаются на обычной стали. К тому же шар из стали будет не зеркальным, а матовым.

Латунные сплавы – почувствуйте разницу

Некачественный шар в кране – это еще полбеды. Настоящей проблемой может стать приобретение изделия, целиком изготовленного из нетрадиционного сплава, выдаваемого за латунь. Увы, таких псевдо-латунных изделий очень много, они ежегодно поступают на европейский и российский рынки из стран Восточной Азии. Причем по внешнему виду, оформлению, упаковке и ярлыкам «левые» изделия практически неотличимы от оригинальной европейской продукции. Лишь опытный глаз может обнаружить подвох, но массовый потребитель, естественно, принимает все за чистую монету.

Надо признать, что восточноазиатские фирмы набили руку на подделке европейских сантехнических изделий, но, копируя внешние формы и клейма, они не заморачиваются с качеством используемых материалов. Их так называемые латунные сплавы кардинальным образом отличаются от нормативов и стандартов, которыми руководствуются производители в странах Европы более 100 лет.
Большую часть новшеств в сантехнике разработали и внедрили именно в Европе. Каждый год над усовершенствованием сантехнических изделий трудятся европейские инженеры и специалисты в экспериментальных лабораториях, научно-исследовательских центрах и институтах.

Один из них – Немецкий институт по стандартизации, или DIN (Deutsches Institut fur Normung e.V), был основан в Германии в начале ХХ века. В 1917 году DIN назывался Комитетом по стандартизации немецкой промышленности и изначально занимался нормативами для инженерной сантехники. Именно здесь были испытаны и внедрены стандарты DIN для латунных сплавов марок CW614N и CW617N, используемых в изготовлении сантехнической продукции.

Все немецкие производители, включая компанию PROFACTOR Armaturen GmbH, изготавливают корпусы шаровых кранов из латуни марки CuZn40Pb2 (CW617N). Как видно по маркировке, в этом сплаве свинец (Pb) составляет не более 2%, цинк (Zn) – 40%, а медь (Cu) – 58%. Такой сплав подходит для любого типа обработки и прессования. Что касается марки CuZn39Pb3 (CW614N), то она используется для производства шаров и штоков – внутренних элементов устройства – и не годится для изготовления изделий сложных форм.

Все марки латуни, утвержденные DIN, не менялись десятки лет, пока не попали в руки восточноазиатских производителей. Они создали собственные псевдолатунные сплавы и промаркировали их. Ничего общего эти аналоги с немецкими стандартами качества не имеют.

У каждой восточноазиатской фирмы или крупного производителя могут быть «фирменные» марки латуни. Какими техническими параметрами и формулами эти металлурги руководствуются, создавая собственный сплав, неизвестно. Они могут указывать в своих технических паспортах какие угодно компоненты и пропорции сплава, но в действительности их марка латуни остается металлом неизвестного происхождения.

Однако дело не только в марках латуни, но и в способах изготовления шаровых кранов. Европейская и восточноазиатская производственные технологии сильно отличаются друг от друга. Производство европейской запорной арматуры четко выверено по нормативам DIN. Заготовки разогреваются в специальных индукционных печах, где температура отрегулирована до 1 °С, а весь процесс происходит в автоматическом режиме. Это позволяет жестко контролировать качество продукции и не отступать от стандартов DIN.

Восточноевропейские производители чаще всего прибегают к кустарным способам изготовления шаровых кранов, используя, например, вместо индукционных печей газовые горелки. Чтобы добиться нужной температуры ковки металла, кустари вручную разогревают болванки обычной горелкой, определяя температуру на глаз по цвету нагретой заготовки, а потом помещают ее под пресс, формируя корпус изделия. В таких условиях температурный режим соблюдается весьма относительно, болванки чаще всего оказываются плохо подготовленными к ковке, и поэтому при прессовании в них возникают микротрещины, не заметные невооруженным глазом. Такие изделия выходят из производства со скрытыми дефектами, которые впоследствии проявляют себя и в ходе эксплуатации разрушают кустарный шаровой кран, выводя его из строя.

Испытания на прочность

Приобретая шаровой кран из металла неизвестного происхождения, покупатель добровольно становится участником эксперимента и в бытовых условиях испытывает изделие на прочность. Такие испытания порой приводят к аварийным ситуациям. Зафиксированы случаи, когда корпусы кустарных кранов не выдерживали обычного давления в трубопроводе и рассыпались. В лучшем случае кран из псевдолатуни может дать трещину, что позволяет вовремя перекрыть стояк, но если изделие разлетится, когда хозяев нет дома, то косметическим ремонтом уже не отделаться.
Изготовленные из латуни марки CW617N шаровые краны не разлетаются и не трескаются, так как испытанный в лабораторных условиях сплав имеет уникальные свойства – он прочен и пластичен. Эти качества подтверждены в ходе аксональных и торсионных испытаний, а также проверки латунных шаровых кранов ТМ PROFACTOR на разрыв.

Обычно краны испытывают на специальных стендах под высоким давлением, чтобы проверить надежность и прочность сальников из тефлона. Именно они могут первыми выйти из строя при возникновении сильного давления или от износа при длительной эксплуатации. Однако испытанные на стенде шаровые краны ТМ PROFACTOR показывали высокую стойкость полимерных сальников, они не давали течь даже при давлении 120 бар, тогда как в бытовых условиях давление в водопроводе составляет 3-5 бар.

Пластиковый сальник – слабое звено

Сальники из тефлона вполне надежны, только если их не подделывают. Если же седельное уплотнение шара и уплотнение штока изготовили не из тефлона, а из полиэтиленового аналога, то такой сальник автоматически становится слабым звеном. В целях экономии недобросовестные производители заменяют тефлоновые уплотнители в шаровых кранах на пластиковые, которые, естественно, дешевле, но при этом более хрупкие и нестойкие. Такая незаметная подмена значительно снижает надежность и эффективность устройства, поэтому оно может быстро выйти из строя.
Специалисты PROFACTOR Armaturen GmbH наблюдали случаи, когда пластиковые уплотнители в шаровых кранах, прибывших от восточноазиатских поставщиков, не выдерживали даже бытовых перегрузок. Они быстро выходили из строя, когда температура воды доходила до +80 °С.

Итак, стальные шары вместо латунных или из нержавейки, корпусы из псевдолатуни, уплотнительные детали из пластика – все это значительно удешевляет производство шаровых кранов. Технические внедрения восточно-азиатских умельцев, конечно, экономят средства покупателей, но значительно повышают риски эксплуатации устройств, которые в любой момент могут дать трещину, развалиться или разлететься. И тогда сэкономленных средств будет явно недостаточно, чтобы исправить последствия серьезной аварии.

Так стоит ли тогда гнаться за дешевизной и поддерживать недобросовестных производителей? Порой стереотипы нуждаются в пересмотре, и низкая цена изделия не должна определять выбор сантехнической арматуры.

Краны в трубопроводной арматуре

Отличительная особенность одного из типов трубопроводной арматуры ─ кранов ─ имеющий форму тела вращения (цилиндра, конуса, шара) или хотя бы ее части запирающий (регулирующий) элемент, поворачивающийся вокруг собственной оси, произвольно расположенной по отношению к направлению потока рабочей среды. Ходом крана является угол поворота запирающего (регулирующего) элемента.

В качестве примера крана, в котором запирающий (регулирующий) элемент выполнен в виде части тела вращения, можно привести сегментный шаровой кран, в котором управление потоком рабочей среды осуществляется посредством перемещения сегмента шара.

Когда кран находится в положении «открыто», ось отверстия в запирающем элементе совпадает с осью трубопровода, и через него свободно протекает поток рабочей среды. Стоит повернуть запирающий элемент на 90 O , и оно сменится положением «закрыто». То, что два антипода, два противоположных «полюса», каковыми являются «открыто» и «закрыто», разделяют всего каких-то 90 градусов, является фактором, обуславливающим компактность конструкции крана. Компактность ─ безусловное преимущество, свойственное как кранам, так и другому представителю трубопроводной арматуры поворотной конструкции ─ дисковым затворам.

Поворот запирающего (регулирующего) элемента крана может предварять его возвратно-поступательное движение. Пример ─ конусный кран с подъемом пробки, в котором перед открытием или закрытием пробка поднимается на некоторую высоту. Такая комбинация движений помогает уменьшить крутящий момент, необходимый для управления потоком рабочей среды и снизить износ уплотнительных поверхностей.

Кран пробковый ─ это…

В зависимости от формы запирающего (регулирующего) элемента различают конусный кран и кран цилиндрический. Обе разновидности кранов объединяет определение «пробковый» (кран пробковый). Но согласно ныне действующему нормативному документу, «ГОСТ 24856-2014. Арматура трубопроводная. Термины и определения» называть так ни цилиндрический, ни конусный краны не рекомендуется. По большому счету, к пробковым кранам можно было бы отнести появившийся позже конусного и цилиндрического шаровой кран ─ т. е. трубопроводный кран, запирающий или регулирующий элемент которого имеет сферическую форму. Тем более что в том же ГОСТ 24856-2014 используются такие термины как «шаровой кран с плавающей пробкой» и «шаровой кран с пробкой в опорах». Да и сам термин «пробка» этим документом признан и определяется как «запирающий элемент, имеющий форму тела вращения или его части, поворачивающийся вокруг собственной оси и имеющий отверстие определенного профиля, расположенное перпендикулярно оси вращения и предназначенное для прохода рабочей среды».

Форма этих отверстий дает повод говорить о прямоугольных и ромбовидных кранах: у первых они прямоугольные, у вторых ─ в виде ромба.

Слово «пробка» наверняка родом из глубокой древности, как и сам кран. По крайней мере, на территории Древнего Рима найдены прямые прототипы современных кранов с бронзовым корпусом и цилиндрической пробкой. Сегодня краны и особенно краны шаровые, получившие повсеместное распространение благодаря надежности, герметичности и функциональности, ─ одно из важнейших направлений научно-технического прогресса в трубопроводной арматуре.

Читайте также:  Особенности дверей Сударь

О преимуществах и особенностях конструкции конусных, цилиндрических и шаровых кранов

Общими преимуществами всех кранов, как представителей одного из типов трубопроводной арматуры, являются:

● малая строительная высота и строительная длина;

● небольшое гидравлическое сопротивление;

● отсутствие противодавления рабочей среды;

И, конечно, уже упоминавшаяся выше компактность, которая означает не только небольшие габаритные размеры и массу, но и удобство монтажа, и минимум места, занимаемого кранами в трубопроводных системах.

В конусных кранах пробка (она же ─ запирающий элемент) в виде усеченного конуса плотно примыкает к конусообразной поверхности корпуса. Наличие смазки между поверхностями корпуса и пробки не только повышает герметичность, но и уменьшает усилие, необходимое для поворота подвижного элемента затвора. Второе особенно актуально, поскольку большое усилие, требуемое для поворота запорного элемента, ─ не самая сильная сторона конусных кранов.

Проектируя конусный кран, необходимо найти техническое решение, наилучшим образом отвечающее двум, если и не взаимоисключающим, то уж точно трудно сочетаемым требованиям, ─ обеспечив плотный контакт между коническими поверхностями, получить нужную герметичность и одновременно с этим плавный и не требующий приложения значительных усилий поворот запорного (регулирующего) элемента.

Регулировать герметичность можно, меняя конусность пробки. Но чем меньше конусность, тем выше опасность заклинивания запирающего элемента в корпусе. Вероятность заклинивания усугубляется отложениями, со временем накапливающимися в микротрещинах металла. Значительные усилия, необходимые для того, чтобы «сдернуть» застывшую на месте заклинившую пробку, могут приводить к появлению задиров на уплотнительной поверхности.

Кран цилиндрический по герметичности уступает конусному крану, зато пробка цилиндрической формы может легко совершать не только вращательное движение, но и поступательное. При уплотнении металл по металлу необходима более тщательная, чем при использовании мягких уплотнений, обработка поверхностей.

Между уплотнительными цилиндрическими поверхностями обеспечивается минимальный зазор (тогда страдает герметичность) или небольшой натяг (это требует дополнительных усилий для поворота пробки). При отсутствии поджима удельные давления на уплотнительных поверхностях минимальны. Использование цилиндрических кранов для управления потоком высокотемпературных рабочих сред ограничено, поскольку под тепловым воздействием из-за разных свойств материалов, из которых изготовлены запирающий элемент и корпус, они могут изменять свои размеры не синхронно, что приведет к заклиниванию или ухудшению герметичности.

Наиболее совершенная конструкция кранов, обеспечивающая их наилучшие эксплуатационные параметры, ─ краны шаровые. Известная с первой половины прошлого XX столетия, она постоянно совершенствуется. И если сначала не всегда получалось обеспечить надежное перекрытие потока рабочей среды в положении «закрыто», то сегодня этот недостаток полностью устранен. Дополнительный импульс развитию шаровых кранов придало внедрение в производство трубопроводной арматуры современных материалов ─ фторопласта, синтетического каучука и совершенствование технологий металлургии и металлообработки.

Краны

– запорные и распределительные

По функциональному назначению трубопроводные краны разделяют на запорные (двухходовые) и распределительные (трех- и многоходовые). Поскольку падение давления в кране невелико, выполнять их многоходовыми достаточно просто.

В зависимости от количества рабочих положений (регулирующего) элемента трубопроводные краны бывают трехходовыми и многоходовыми. Правда последние нашли преимущественное применение в лабораторной арматуре. Трехходовой кран применяется в гидравлических и пневматических системах. Например, в системах отопления для регулирования теплоотдачи отопительных приборов.

– полнопроходные и с зауженным проходом

По типу проточной части корпуса крана различают краны полнопроходные и с зауженным проходом. Определение «полнопроходной» не означает стопроцентного совпадения эффективного диаметра крана и диаметров отверстий патрубков. Чтобы иметь «статус» полнопроходного, крану номинальным диаметром до DN 350 включительно достаточно иметь эффективный диаметр, составляющий 95% от диаметра патрубков, а при больших значения DN и того меньше ─ 92%. Эффективный диаметр крана с зауженным проходом принимают с учетом требований потребителей, и исходя из значений, рекомендуемых в нормативных документах «ГОСТ 28343-89. Краны шаровые стальные фланцевые. Технические требования» и «ГОСТ 21345-2005. Краны шаровые, конусные и цилиндрические на номинальное давление не более PN 250. Общие технические условия».

– со смазкой и без смазки

В зависимости от наличия или отсутствия смазки краны разделяют на краны без смазки и краны со смазкой-уплотнителем.

Краны без смазки ─ более простая конструкция, широко используемая в химической и нефтяной промышленности, где смазка неприемлема. В этом случае снижения величины усилия трения между поверхностями пробки и корпуса добиваются конструктивными способами: подпружиненная пробка, подтягиваемый сальник, пластики, обладающие само смазывающими свойствами, например, фторопласт.

В системах подачи и отвода воды и газопроводах используют эксцентриковые краны, обладающие способностью изменять упругость пробки, что обеспечивает герметичное закрытие без использования уплотнительной смазки.

Первые конусные краны со смазкой появились сравнительно недавно ─ в начале XX века. Устраняющая не герметичность между запирающим (регулирующим) элементом и корпусом и защищающая уплотнительные поверхности от коррозии смазка-уплотнитель вводится при периодическом обслуживании.

– сальниковые и натяжные

Способ прижатия запорного (регулирующего) элемента к корпусу позволяет разделить краны на сальниковые и натяжные. В первых используют сальниковые уплотнения, т. е. уплотнения, «по определению» принудительно создающие напряжения, в результате которых пробка прижимается к корпусу, что обеспечивает требуемую герметичность.

В натяжном кране пробка прижимается к уплотнительной поверхности корпуса с помощью навинчиваемой на резьбовой хвостовик гайки. Т. е. пробка соединена со стержнем, проходящим через отверстие в корпусе; надетая на стержень упругая пружина способствует плотному контакту пробки и корпуса.

– по типу присоединения

По типу присоединения к трубопроводу краны бывают фланцевые, под приварку, муфтовые, цапковые, штуцерно-торцовые.

Привод и разновидности кранов по виду действия

Для кранов используются следующие типы управления:

● комбинированный привод ─ механизированный привод и ручной дублер.

Поскольку для того, чтобы открыть или закрыть кран, достаточно всего лишь одного поворота пробки на 90 O , при ручном управлении можно обойтись рукояткой или гаечным ключом, а не использовать маховик. Учитывая достаточно большие усилия, необходимые для поворота пробки в конусных кранах, даже их небольшие модели снаряжают редуктором.

Требования к крутящим моментам в цилиндрических и конусных кранах во многом зависят от того, работают они со смазкой или без.

Запорные краны «по умолчанию» закрываются поворотом шпинделя в направлении по часовой стрелке. Исключения специально оговариваются в инструкции по эксплуатации.

Конструкции крана в крайних положениях должны предусматривать наличие ограничителей поворота пробки. Для кранов, применяемых на взрывоопасных, газообразных, легковоспламеняющихся, токсичных средах ─ это требование безусловное. В других случаях по согласованию с потребителями ограничители для конусных кранов хода не обязательны.

По виду действия краны с механизированным приводом разделяют на нормально закрытые (НЗ) и нормально открытые (НО). В какую категорию попадет кран зависит от того, в каком положении он окажется при прекращении поступления энергии на привод. Если специальным устройством (чаще всего пружиной) будет обеспечено его закрытие, ─ это нормально закрытый кран. Нормально открытый кран снабжен пружиной (или другим устройством), обеспечивающей его открытие в случае отсутствия энергии в приводе.

Материалы для изготовления трубопроводных кранов

Перечень материалов, используемых для изготовления трубопроводных кранов, принципиально не отличается от применяемых для другой трубопроводной арматуры. Это чугун (серый, ковкий, с шаровидным графитом), сталь (углеродистая и легированная), сплавы цветных металлов и в ряде случаев ─ неметаллические материалы.

Использование цветных металлов оправдано тем, что они позволяют обеспечить высокое качество обработки поверхности корпуса и пробки, меньше подвержены коррозии.

Для коррозионных и низкотемпературных сред больше подойдут корпуса и пробки, изготовленные из нержавеющей стали.

В «стандартных» случаях можно использовать относительно недорогой чугун. Для повышения стойкости к коррозии его покрывают полимерными материалами, например, слоем тефлона толщиной несколько мм.

При больших перепадах давления и значительных скоростях потока рабочих сред применяют металлические уплотнения. На кранах, регулирующих потоки с малыми перепадами давления, используют мягкие уплотнения из полимерных материалов.

Трубопроводный кран, пожалуй, самый узнаваемый тип трубопроводной арматуры. Представление о нем имеют люди, от техники совсем далекие, поскольку даже им хорошо известно, что такое вода из-под крана. А с вопросом, какой лучше купить кран или кран-смеситель, сталкивался каждый владелец недвижимости, многие из которых словосочетание «дисковый затвор» даже не слышали. Но кран ─ это не только санитарно-техническая арматура, по своему представительству в которой он и известен большинству.

Трубопроводный кран, появившийся еще во времена античности, сегодня используется в самых разных направлениях технологий. И потенциал своего развития точно не исчерпал, наглядное свидетельство чему шаровой кран, которому посвящена отдельная статья.

Типы шаровых кранов, виды, конструкция, сфера применения

Запорная арматура эксплуатируется в сетях отопления, подачи холодной и горячей воды, газоснабжения для перекрытия потока жидкостей и газов. При этом в зависимости от условий использования, транспортируемого рабочего тела и габаритных размеров трубопроводов, используются различные типы шаровых кранов.

Для рядового потребителя, самостоятельно занимающегося монтажом различного вида бытовых систем, на рынке представлена масса разновидностей шаровых кранов. Для того, чтобы выбрать подходящую модель, следует знать отличительные особенности шаровой запорной арматуры, область ее применения, технические характеристики устройств, расшифровку буквенных и цифровых символов на корпусе.

Рис. 1 Шаровая арматура в обвязке отопительных приборов и оборудования

Назначение и принцип работы

Шаровые краны предназначены для перекрытия потока транспортируемой жидкой или газообразной среды в трубопроводных линиях. В отличие от винтовой арматуры, задвижек и запорных вентилей, которые перекрывают поток рабочего тела постепенно, шаровый кран рассчитан на быстрое закрывание проходного канала поворотом управляющей ручки на угол 90 градусов.

Запорным элементом шаровой арматуры является металлическая сфера со сквозной цилиндрической прорезью, равной ширине или чуть меньше проходного канала. При повороте ручки вдоль направления трубопровода (открывании) подсоединенный к ней через шпиндель шар также поворачивается, его внутренний канал совпадает с проходным трубопровода, и рабочая среда беспрепятственно транспортируется по магистрали. Когда ручку перемещают в положение, перпендикулярное трубопроводу, сфера поворачивается сплошной стороной, закрывая канальный проход.

Чтобы обеспечить герметичность примыкания жесткого металлического шара к цилиндрической седельной поверхности канала, в места контакта помещают герметизирующие прокладки из эластичных полимерных материалов.

Рис. 2 Запорная шаровая арматура в трубопроводе горячего и холодного водоснабжения

Сфера применения в бытовом хозяйстве

Владелец квартиры в многоэтажке, собственник индивидуального дома, сталкивается с шаровыми кранами в следующих видах коммуникаций:

  • Краны шаровые отвечают за перекрытие общей линии подачи холодной и горячей воды в квартирах, их устанавливают рядом с водными счетчиками около канализационных стояков.
  • При помощи шаровых кранов осуществляют отключение и подачу холодной воды на смеситель, унитаз, располагая их на трубах перед гибкой подводкой.
  • Также краны ставят для отключения и подачи воды на стиральные машины, посудомоечную технику.
  • В любой газоподающей магистрали перед плитой или другим газопотребляющим прибором устанавливают запорную газовую арматуру.
  • В системах отопления краны играют важную роль, с их помощью сливают и заливают теплоноситель, перекрывают поток жидкости перед водонагревательным оборудованием и котлами, теплообменными радиаторами, циркуляционным насосом, расширительным баком и другими узлами для того, чтобы можно было провести их ремонт, обслуживание или замену без слива рабочей среды.
  • В системах индивидуального водоснабжения посредством кранов перекрывают подачу воды во внутридомовую магистраль, отсекают от трубопровода различное оборудование, подают воду для полива растений.

Рис. 3 Основные детали и физические характеристики типового крана

Конструктивное устройство

Краны, применяемые в разных сферах, имеют некоторые отличительные особенности, но любой из них включает в себя следующие основные узлы:

Корпус. Служит для удержания в нем запорной сферы и стыковки с трубами, выполняется из различного типа металлов, основные из которых – сталь, чугун, нержавейка, латунь, или полимерных материалов – полиэтилена низкого давления (ПНД), полипропилена (ПП), поливинилхлорида (ПВХ).

Входной и выходной патрубки крана для врезки в трубопроводную магистраль оснащают резьбой, фланцами или имеют гладкую цилиндрическую поверхность для приваривания к металлическим трубопроводам, впаивания в полимерные трубы. Многие разновидности современных кранов имеют на корпусе специальные фитинги для компрессионного подсоединения или запрессовки в полимерный трубопровод из сшитого РЕХ или полиэтилена низкого давления ПНД, металлопластика PEX-AL-PEX.

Латунные модели кранов, устанавливаемые на оборудование и трубы в зоне обзора жилых помещений, нередко делают с хромированным покрытием, повышающим внешний эстетичный вид изделий.

Рис. 4 Разновидности шаровых затворов: с прорезью и цапфами

Запорная сфера. Затворный шар выполняют из металла, его материалом в основном служит латунь, реже нержавеющая сталь и медь. Для получения гладкой поверхности сферу обрабатывают полированием и покрывают плотным слоем хрома.

Стандартный шар имеет цилиндрический проходной канал, в верхней точке для его удержания и проворачивания находится прорезь и в некоторых конструкциях присутствует нижний выступ (цанга). В прорезанную канавку входит шток, который отвечает за поворот сферы, выступающая цанга размещается во впадине нижней части корпуса и фиксирует шар в неподвижном положении, облегчая его проворачивание.

Приводной механизм. Шар вращают при помощи штока (шпинделя), который входит в верхнюю часть прорези его корпуса. Рядовому обывателю известны шаровые краны, в которых шток перемещают при помощи ручки. В промышленной отрасли и коммунальном хозяйстве для приведения штока в действие используют различные типы приводов, чаще всего ставят электрический, также известны гидравлические и пневматические приводные механизмы.

Ручка. Ручку крана производят из стали с антикоррозионным порошковым напылением, алюминия, пластиков, ее две основные разновидности – однорычажная консольная и в форме бабочки. В моделях, где от запорной арматуры требуется компактность, делают маленькую ручку в виде бабочки с одним крылом. Некоторые производители оснащают свои изделия фиксаторами, препятствующими непредусмотренному повороту ручки от случайного прикосновения.

Рис. 5 Материалы изготовления стандартного крана

Уплотнители. Уплотнительные прокладки устанавливают на седельные гнезда в крановом корпусе, с которыми соприкасается сфера, и на шток, вращающийся в выступающем корпусном патрубке.

Материалами прокладок кранов являются:

  • Тефлон (PTFE). Тефлоном называют термоустойчивый белый фторопласт с мыльной на ощупь поверхностью, благодаря высокой химической стойкости, плотности и низкому коэффициенту трения его используют в трубопроводной и запорно-регулирующей арматуре при температурах рабочей среды от -70 до +270 °С.
  • Этиленопропилендиеновый каучук (EPDM). Эластомер синтетического происхождения отличается высокой устойчивостью к химически агрессивным веществам и маслам, эффективно работает в температурном интервале от -50 до +150 °С.
  • Акрилонитрилбутадиеновый каучук (NBR). Эластомер с высокой стойкостью к истиранию и химической устойчивостью к широкому ряду жидких и газообразных углеводородов, полученных путем нефтепереработки. Рабочий температурный диапазон NBR от -20 до +90 °С, материал часто используют в нефте-, масло- и газопроводной арматуре.
  • Синтетический фторированный каучук (СФК, Viton). Материал является лидером среди всех эластомеров по химической стойкости, не боится воздействия минеральных кислот, углеводородных реагентов, агрессивных растворителей. Диапазон эксплуатационных температур СФК составляет от -40 до +200 °С, материал не подвержен истиранию и чаще используются в агрессивных высокотемпературные средах, где не выдерживают уплотнители натурального происхождения из каучуков.

Рис. 6 Разновидности корпусов кранов на примере линейки продукции от Valtec

Читайте также:  Особенности системы отопления. Проектирование


Возможно будет интересно: Кран шаровый 11б27п1 – конструкция, характеристики, цена

Типы шаровых кранов

Запорная арматура для бытового применения отличается довольно разнообразной линейкой устройств, на смену традиционным изделиям из металлов в связи с широким применением полимерных трубопроводов приходят пластиковые виды шаровых кранов. Наполнение отечественного рынка товаром в основном производится за счет поступлений запорной арматуры от российских (бренды Valtec, Зубр), китайских (торговые марки RM, TIM, AquaHit) и итальянских (фирмы Bugatti, Royal Thermo, FIV, Itap, Gecon, Remer) производителей.

Следует отметить, что средний срок службы российской и китайской запорной арматуры составляет 10 лет, в то время как более дорогие изделия итальянского производства способны функционировать не менее 30 лет.

По геометрии корпуса

Шаровые краны применяют на неравнозначных участках трубопроводной магистрали. Кран может использоваться как проходной с одинаковым или разным размером внутренней или наружной резьбы, нередко его ставят на отвод трубопроводной магистрали для слива или наполнения ее водой. Если кран применяют для полива, один из его концов оснащают штуцером с елочкой для закрепления гибкого шланга на хомуты или проволоку, для грубой очистки от песка в корпус некоторых моделей помещают встроенный фильтр.

Существуют разновидности, рассчитанные на изменение направления потока, они имеют три входа (трехходовые). Другие удобно ставить в трубопровод, изменяющий свое угловое положение – их корпус оснащен расположенными под углом присоединительными патрубками (угловые виды).

Рис. 7 Устройство, узлы и маркировка трехходового крана Bugatti

По размерным параметрам

Маркировка на крановом корпусе в виде литер DN показывает диаметр канального прохода в миллиметрах и реже в дюймах, общепринятыми считаются следующие номинальные размеры: 1⁄2 (15 мм), 3⁄4 (20 мм), 1 (25 мм), 1 1⁄4 (32 мм), 1 1⁄2 (40 мм), 2 (50 мм) дюйма. Следует отметить, что для бытовой запорной арматуры в системах холодной и горячей водоподачи, отопления, наивысшим размером считают сечение 32 мм. Практически все краны с канальными проходами до 50 мм оснащены резьбовыми патрубками, при 50 мм и выше арматуру оснащают дисковыми тарелками для фланцевого соединения.

По рабочему давлению

Номинальное давление (литеры PN с цифрой) – это второй показатель, который проставляют на корпусе всех кранов для воды. Цифровое обозначение показывает, какой напор выдерживает арматура в течение своего эксплуатационного срока при температуре окружающей среды в 20° С. Цифровое значение Pn указывают в атмосферах (барах), соответствующих 0,1 мПа, стандартные показатели 10, 16, 25, 40, реже встречается импортные модели (Bugatti) с более высокими напорными характеристиками в 50 и 64 бара.

Типу проходного канала

Шаровые краны выпускают двух видов – с редуцированным проходным каналом, на один типоразмер (1/4 дюйма) меньше сечения трубопровода, и полнопроходными. При выборе запорной арматуры стараются учитывать этот фактор, монтируя полнопроходные приборы в разрез трубопроводной магистрали, где они оказывают наименьшее гидравлическое сопротивление потоку. Модели с редуцированным канальным проходом лучше устанавливать на отводные ветви для слива или наполнения труб жидкостью – тогда их диаметр не окажет никакого влияния на производительность системы.

Рис. 8 Крупногабаритные промышленные краны с резьбой и фланцами

Методу подсоединения к трубам

Выше было отмечено, что в подавляющем большинстве случаев металлические шаровые краны для трубопроводных магистралей диаметром до 50 мм изготавливают под резьбовое соединение. Модели больших размеров от 50 мм чаще делают с фланцами. Промышленные разновидности из черных металлов выпускают под приварку, бытовые разновидности для установки в полимерные трубопроводы оснащают патрубками для спаивания (полипропилен РР), приклеивания (поливинилхлорид PVC), компрессионного или пресс соединения соответственно к трубам из полиэтилена низкого давления (ПНД) или металлопласта (PEX-AL-PEX).

Конструкции корпуса

Краны бывают с цельнометаллическими или разборными корпусами, последний вариант сборки выгоднее в том отношении, что прибор можно разобрать и поменять в нем износившиеся седельные кольца или поврежденную запорную сферу. При эксплуатации запорной шаровой арматуры рекомендуется регулярно (раз в месяц) поворачивать ручку во избежание выхода ее из строя из-за отложения на деталях известкового налета. Разборная конструкция хороша тем, что ее можно отремонтировать или прочистить при невозможности привести прибор в рабочее состояние после длительного простоя.

Рис. 9 Виды с компрессионными и пресс-фитингами для металлопластиковых труб

Форме и материалу ручки

Все виды шаровых кранов укомплектованы ручками различной формы, это сделано не случайно и определяет сферу использования приборов.

  • Консольные однорычажные модели стремятся монтировать в местах без непосредственного доступа людей или в ограниченном пространстве. В этом случае ручку нельзя случайно сдвинуть, а благодаря длинному рычагу ее удобно поворачивать в труднодоступном месте пальцем одной руки.
  • Арматуру с ручкой бабочка монтируют в точках, где возможно ее случайное касание, так как для ее проворачивания придется приложить большее усилие, чем для консольной модели, вероятность ее случайного открывания значительно снижается.
  • Ручка типа бабочка с одной маленькой пластиной используется для подачи воды в стиральные машины, ее также сложно повернуть случайным касанием, а небольшие габаритные размеры и одинаковое с краном хромовое напыление повышают декоративность изделия.

Ручки бытовых кранов изготавливают из стали или алюминия с порошковым напылением красного, черного или желтого цветов, полимерных материалов.

Рис. 10 Краны с полипропиленовыми патрубками под пайку

Устройству запорного элемента

Запорную металлическую сферу изготавливают двух видов (рис. 4):

  • С плавающей сферой. Шар имеет прямоугольную прорезь для штока в верхней части, она направлена по потоку при закрытом канале. В результате давления на поверхность шар сдвигается по прорези вдоль штока и с усилием прижимается к седельному кольцу, обеспечивая надежное и герметичное уплотнение. Плавающие шары устанавливают в арматуру относительно небольших габаритных размеров.
  • Со сферой на опорах. В конструкции этого типа шар через сквозное отверстие вверху фиксируется на шпинделе, а снизу имеет выступающую цапфу, которая располагается в корпусном углублении.

При запорной работе сфера находится в неподвижном положении, а герметизация проходного канала обеспечивается за счет прижимания седельных колец к ее поверхности. Конструкция отличается более легким ходом и используется в крупногабаритных изделиях, нередко нижнюю цапфу для облегчения проворачивания устанавливают на подшипники.

Рис. 11 Разновидности из полипропилена ПП и полиэтилена низкого давления ПНД

Материалу корпуса

Основной материал, из которого делают корпуса бытовых кранов – латунь, нередко она имеет оцинкованное или хромовое покрытие при использовании арматуры на видных местах (подачи воды в стиральную машину от смесителя). Существует очень дешевые модели китайских приборов, изготовленные из силумина – сплава алюминия с кремнием, однако виду хрупкости и низкой прочности материала срок их службы может исчисляться часами.

В последнее время выросло число кранов, изготавливаемых из полимерных материалов – поливинилхлорида (ПВХ), полиэтилена низкого давления (ПНД), полипропилена (ПП).

Типу привода

В быту используют краны с ручным приводом, однако в торговой сети можно обнаружить устройства, оснащенные электроприводом. В промышленности и коммунальном хозяйстве могут устанавливать шаровую запорную арматуру с гидравлическим или пневматическим управлением.

Виду рабочей среды

Бывают две основные разновидности бытовых шаровых кранов – для подачи холодной, горячей воды или газа, последние имеют ручку желтого цвета. Конструктивно приборы мало чем отличаются друг от друга, основное различие состоит в использовании разных материалов для седельных и штоковых уплотнений.

Рис. 12 Модели с электроприводом


Выпускаемый в настоящее время широкий ассортимент шаровых кранов позволяет эффективно использовать их в бытовых металлических и полимерных трубопроводах. Основными поставщиками продукции на рынок являются китайские и итальянские производители, при выборе следует учитывать не только стоимость, но и срок службы итальянских приборов в 30 лет, превышающий аналогичный показатель у конкурентов в 3 раза.

Шаровый вентиль или кран — технические характеристики

Вентиль шаровый (или шаровый кран) является надёжным запорным устройством ручного типа. Оно широко применяется в устройстве водопроводных, отопительных, газовых системах, в нефтегазовой индустрии. Благодаря своей надёжной и удобной конструкции шаровые вентили с успехом заменили цилиндрические и конические краны, клиновые задвижки.

Основное назначение этих устройств – регулировать или полностью перекрывать движение газовых или жидких сред с созданием полной герметичности. Такие краны незаменимы в работе с агрессивными средами.

Конструктивные особенности и принцип работы шаровых устройств

Шаровым называют кран (вентиль) с затвором со сферической поверхностью.

Основные элементы конструкции шаровых кранов:

  • Корпус крана может изготавливаться цельным (с помощью сварки) или разборным. Первый тип устройств ремонту не подлежит. Разборные шаровые вентили ремонтно-пригодные, но имеют более сложную конструкцию, больший вес и стоимость, по сравнению с цельносварными изделиями.
  • Шар крана изготавливают в фиксированном или плавающем исполнении. Диаметр его проходного отверстия может быть равным или меньшим номинального диаметра крана.
  • Подвижный шпиндель, с помощью которого поворачивается запирающая деталь.
  • Съемная ручка.
  • Уплотнение между полированным шаром и корпусом обеспечивается торцевыми кольцами из фторопласта.

Истирание фторопластовых колец на порядок ниже, чем у резиновых уплотнителей. Поэтому протечки газа и жидкостей при установке шаровых кранов практически исключаются.

Конструкция шарового крана простая и надёжная. Расположенный в корпусе крана стальной шаровый затвор имеет сквозное отверстие по оси протока. Жёсткое крепление шара и штока образует ось вращения, расположенную перпендикулярно оси протока. Кран открывается при совпадении оси потока и оси отверстия в шаре.

Если шток повернуть на 90 0 , оси станут перпендикулярно друг к другу и шар перекроет поток.

Области применения шарового вентиля

Шаровый вентиль или шаровый кран имеет широкую сферу применения. Он используется в системах транспортировки жидкостей и газа на бытовом и промышленном уровне. Основные характеристики шаровых кранов, определяющие области их применения, регламентируются ГОСТ 9702.

Вентиль шаровый в качестве запорно-регулирующей арматуры может применяться в системах с диапазоном диметров 10-300 мм, при рабочих давлениях, не превышающих 2500 кг/см 2 . Температура передаваемых сред находится в пределах от -200 0 С до +450 0 С.

Благодаря высокой герметичности и минимальным гидравлическим потерям при полностью открытом кране шаровые вентили используются в газовом хозяйстве, а также для транспортировки пара и сжиженных углеводородов, находящихся в различных фазах. Вентиль шаровый газовый одинаково хорошо работает как во внутридомовых газовых сетях низкого давления, так и в системах газовых потоков высокого давления.

Самой эффективной модификацией для работы с газовыми средами являются равнопроходные краны российского или импортного изготовления, рассчитанные на работу с трубами, имеющими номинальный диаметр от 50 мм, и оснащённые автоматами аварийного закрытия.

Разновидности шаровых кранов

Существует несколько классификационных признаков, по которым разделяют шаровые краны.

По конструктивному исполнению вентиль запорный шаровый может иметь следующие разновидности:

Смесительные краны применяют для смешивания двух жидкостей, например, двух потоков воды, имеющих различную температуру. Существуют специальные виды вентилей, предназначенные для работы в нестандартных условиях – нетипичных рабочих средах или очень высоких температурах.

По функциональному назначению шаровые вентили разделяют на: запорные, запорно-регулирующие и устройства специального назначения.

Например, шаровый вентиль-американка способен решить одну из наболевших сантехнических проблем монтажа оборудования, поскольку эффективно заменяет традиционный сгон, состоящий из резьбы, муфты с контргайкой и обратной резьбы.

Шаровый кран — американка

В зависимости от пропускной способности шаровые краны бывают полнопроходными, неполнопроходными, стандартными.

Пропускная способность устройства равна отношению площади сечения отверстия запорного шара к площади сечения трубы, на которую кран устанавливается:

  • у полнопроходных вентилей это соотношение равно 0,9-1,0,
  • у стандартных – 0,7-0,8,
  • у неполнопроходных – 0,4-0,5.

Последний вид шаровых вентилей устанавливается на трубопроводах, где не требуется большой расход передаваемой среды.

Материалы, используемые для производства запорной арматуры

Для производства корпусов шаровых кранов используют сталь, нержавеющую сталь, латунь, бронзу, чугун.

Наиболее широкое распространение среди муфтовой запорной арматуры получили латунные краны. Они имеют невысокую стоимость, длительный эксплуатационный период, не нуждаются в техническом обслуживании.

Недостатком латунных кранов является склонность некоторых видов латуней к избирательному обесцинкованию. Ведущие производители сантехнического оборудования для производства запорно-регулировочной аппаратуры применяют латуни, стойкие к обесцинкованию.

Латунные и бронзовые шаровые краны применяют при температурах передаваемых сред до +200 0 С для трубопроводов с номинальным диаметром менее 50 мм.

Стальные шаровые вентили практичны, надёжны. Их производят в муфтовом, фланцевом, сварном исполнении. Применяют во внутренних и наружных системах водоснабжения и отопления. В инженерных системах заданий стальные шаровые краны практически вытеснили из инженерных систем чугунные задвижки. Для наиболее ответственных систем используют шаровые вентили, изготовленные из коррозионноустойчивых нержавеющих сталей.

В последнее время получают широкое распространение полиэтиленовые и полипропиленовые шаровые краны. Шаровый вентиль пластиковый не имеет в своём составе металлических частей, поэтому имеет небольшую массу, надёжен и прост при эксплуатации, обладает высокой прочностью и устойчивостью к механическим воздействиям.

Эти устройства являются экономически выгодным вариантом для многих видов трубопроводов. Полиэтиленовые краны соединяют с трубой пайкой встык или с применением муфт с закладными нагревателями. Полипропиленовые шаровые вентили монтируют с помощью муфтовой сварки.

Способы крепления изделий к трубопроводу

Для крепления запорно-регулирующих вентилей применяют:

Вентиль шаровый фланцевый применяют, как правило, для трубопроводов диаметром более 50 мм, хотя выпускают и изделия меньшего диаметра. Он рекомендован для установки в тепловых сетях и котельных. Фланцевые соединения удобны, прежде всего тем, что их легко демонтировать и заменить потерявший герметичность кран без проведения сварочных работ.

Приварные шаровые краны стоят дешевле фланцевых, являются менее металлоёмкими, применяются, чаще всего, в трубопроводах диаметром более 50 мм. Рекомендованы для применения в тепловых сетях и котельных для бесканальной прокладки. При необходимости ремонта необходимы сварочные работы.

Вентиль муфтовый шаровый применяется, как правило, для трубопроводов диаметром условного прохода менее 65 мм. Применяется, чаще всего, для внутренних систем водопровода и отопления.

В тепловых сетях это устройство обычно не применяется, но при согласовании может использоваться при соблюдении следующих условий: диаметр крана должен быть менее 100 мм, температура – ниже 115 0 С, давление – менее 1,6 МПа.

Маркировка шаровых кранов

По требованию ГОСТ Р 52760 маркировка устройств запорно-регулирующей сантехнической арматуры должна быть нанесена на корпус или фирменную табличку, прочно зафиксированную на изделии.

Маркировка шарового крана должна включать:

  • условный проход (условный диаметр) – DN;
  • величину номинального давления – PN;
  • материал, из которого изготовлен корпус;
  • стрелку, которая указывает направление транспортируемой среды;
  • максимальную рабочую температуру или диапазон допустимых для работы температур;
  • величину рабочего или расчётного давления;
  • дату изготовления изделия.

Номинальным диаметром называют внутренний диаметр соединяемых труб, за исключением пластиковых, у которых номинальным является наружный диаметр. Номинальным называют постоянное избыточное давление транспортируемой среды, при котором трубы и их соединительные элементы могут работать в течение всего эксплуатационного периода при температуре воды или газа, равной 20 0 С.

ГОСТ 4666 регламентирует отличительную окраску запорно-регулирующей арматуры. Чугунные устройства имеют чёрную окраску, из углеродистой стали – серую, из нержавеющей стали – голубую или синюю.

Самой качественной запорно-регулирующей арматурой признана продукция, произведенная итальянскими компаниями. Вентили итальянского производства изготавливаются горячим прессованием, что обеспечивает однородность материала, а, следовательно, его надёжность. Широкой популярностью пользуется изделие росийско-датского производства – danfoss вентиль шаровый.

Богатый ассортимент запорно-регулирующей арматуры позволяет выбрать устройства, наиболее подходящие для конкретных эксплуатационных условий.

Ссылка на основную публикацию