Шаровые краны полнопроходные Ду25: конструкция, применение и технические аспекты выбора

Шаровой кран полнопроходной с условным диаметром Ду25 (номинальный диаметр 25 мм, соответствует 1 дюйму) представляет собой запорную арматуру, в которой запирающий элемент выполнен в форме сферы (шара) с цилиндрическим отверстием. Ключевой признак «полнопроходности» (Full Bore, FB) заключается в том, что диаметр отверстия в шаре практически равен внутреннему диаметру присоединительной резьбы или патрубка крана. Это минимизирует гидравлическое сопротивление, обеспечивая минимальные потери давления и позволяя свободно проходить очистным устройствам (скребкам, шарошкам) в трубопроводных системах.

Конструктивные особенности и материалы исполнения

Конструкция крана Ду25 включает несколько базовых элементов:

• Корпус: Изготавливается из латуни (LS59, CW617N), нержавеющей стали (AISI 304, AISI 316), углеродистой стали (WCB) или легированных пластиков (PP, PVDF). Латунные краны наиболее распространены для инженерных систем общего назначения.
• Шар (затвор): Обычно выполняется из латуни с хромированным или никелированным покрытием для снижения трения и повышения коррозионной стойкости. В моделях для агрессивных сред используется нержавеющая сталь.
• Уплотнительные седла: Располагаются между корпусом и шаром, обеспечивая герметичность в закрытом положении. Материал – тефлон (PTFE), усиленный PTFE с графитом или стекловолокном, реже – другие полимеры (PEEK). От качества седел напрямую зависит ресурс и температурный диапазон крана.
• Шпиндель (шток): Передает усилие от ручки к шару. Конструкция должна обеспечивать герметичный вывод из корпуса. В современных кранах используется система «антивырывного» штока.
• Уплотнение штока: Набор сальниковых колец (обычно из PTFE или графита), предотвращающих утечку среды по месту выхода штока.
• Присоединительная часть: Для Ду25 наиболее типична внутренняя/наружная трубная резьба (G1″, Rp/R1″, NPT 1″). Возможны варианты под приварку, фланцевое или комбинированное присоединение.

Ключевые технические характеристики и параметры выбора

Выбор шарового крана Ду25 требует анализа следующих параметров:

1. Условное давление (PN)

Указывает на максимальное избыточное давление рабочей среды при температуре 20°C, при котором кран может эксплуатироваться длительное время. Для Ду25 распространены значения:

• PN16 (16 бар) – стандарт для большинства систем водоснабжения и отопления.
• PN25 (25 бар) – для систем с повышенным давлением.
• PN40 (40 бар) – для промышленных применений.

С ростом температуры допустимое давление, как правило, снижается. Необходимо сверяться с графиками зависимости давления от температуры для конкретной модели.

2. Температурный диапазон

Зависит от материалов корпуса и уплотнений. Стандартные тефлоновые (PTFE) седла ограничивают диапазон обычно от -20°C до +150°C (+180°C для усиленных модификаций). Специальные исполнения с металлическими седлами работают при более высоких температурах, но с меньшей герметичностью.

3. Пропускная способность (Kvs)

Важнейший параметр для гидравлического расчета. Для полнопроходного крана Ду25 значение Kvs обычно находится в диапазоне 35-50 м³/ч. Это означает, что при перепаде давления на кране в 1 бар через него пройдет указанный объем воды. Для сравнения, стандартный (редуцированный) кран Ду25 имеет Kvs около 10-15 м³/ч.

Сравнительная таблица характеристик шаровых кранов Ду25 из разных материалов

Параметр	Латунь хромированная (PN16)	Нержавеющая сталь AISI 316 (PN40)	Полипропилен (PP-R, PN10)
Рабочая среда	Вода, пар, воздух, нефтепродукты	Агрессивные среды, кислоты, щелочи, пищевые продукты	Химически активные жидкости, питьевая вода
Макс. температура	+150°C (с PTFE)	+200°C (с PTFE)	+95°C (кратко +110°C)
Мин. температура	-20°C	-60°C	0°C
Присоединение	Резьба внутрен/наруж (G1″)	Резьба (G1″, NPT1″), приварка	Под полифузную сварку (для PP-R труб)
Примерное значение Kvs	40 м³/ч	45 м³/ч	38 м³/ч

Области применения в энергетике и смежных отраслях

Полнопроходные краны Ду25 находят применение в системах, где недопустимо снижение давления или требуется возможность прочистки трубопровода:

• Теплоэнергетика и ЖКХ: Обвязка тепловых пунктов, узлов учета тепловой энергии, вводов в здания. Установка до и после счетчиков для их замены или поверки.
• Химическая и нефтегазовая промышленность: Вспомогательные технологические линии, отбор проб, обвязка измерительного оборудования.
• Промышленные трубопроводы: Подключение приборов КИПиА (манометров, расходомеров), дренажные линии, воздушники.
• Системы пожаротушения: В качестве запорной арматуры на ответвлениях спринклерных систем.

Монтаж, эксплуатация и обслуживание

Монтаж крана Ду25 осуществляется на прямолинейном участке трубопровода, исключая изгибающие нагрузки. Резьбовое соединение уплотняется льном с пастой, фум-лентой или анаэробным герметиком, избегая их попадания в проточную часть крана. При затяжке используется ключ на корпус крана, а не на рукоятку. Перед вводом в эксплуатацию обязательна промывка системы для удаления окалины и мусора, которые могут повредить уплотнительные поверхности шара и седел.

Эксплуатация предполагает периодическое (1-2 раза в год) открытие/закрытие крана для предотвращения «прикипания» шара. Техническое обслуживание, как правило, не требуется, так как большинство кранов являются неразборными (моноблочными). При потере герметичности узел подлежит замене.

Стандарты и нормативная база

Производство и испытания шаровых кранов регламентируются рядом стандартов:

• ГОСТ 28343-89 (ИСО 7121-86): Краны шаровые для трубопроводов. Общие технические условия.
• ГОСТ 21345-2005: Краны шаровые, конусные и цилиндрические. Нормы герметичности затворов.
• ISO 17292: Металлические шаровые краны для нефтяной, нефтехимической и смежных отраслей промышленности.
• ISO 7121: Стальные шаровые краны для общего применения.
• API 608: Металлические шаровые краны: фланцевые, резьбовые и приварные.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем полнопроходной кран Ду25 принципиально отличается от стандартного (редуцированного)?

Геометрией проходного отверстия в шаре. У полнопроходного (Full Bore) его диаметр примерно равен внутреннему диаметру трубы Ду25. У стандартного (Reduced Bore, RB) отверстие меньше, что создает дополнительное местное сопротивление, увеличивает потери напора и делает невозможной прочистку трубопровода скребками.

Можно ли использовать латунный кран Ду25 PN16 на паре?

С осторожностью и с учетом температуры. При давлении насыщенного пара 6-8 бар его температура составляет 158-170°C, что находится на верхней границе или превышает допустимый предел для стандартных тефлоновых седел (+150°C). Для пара рекомендуется применять краны с указанием в паспорте допустимости работы на паре и, как правило, с графитовыми уплотнениями.

Как правильно ориентировать кран при монтаже?

Шаровые краны, за редким исключением специальных моделей, являются двунаправленными и могут устанавливаться в любом положении. Однако рекомендуется избегать положения маховиком вниз, где возможно скопление грязи и затруднен доступ для управления. Для систем с высокими температурами предпочтительна установка шпинделем вертикально или под углом, но не горизонтально вниз.

Что означает маркировка «под приварку» для крана Ду25 из нержавеющей стали?

Это означает, что кран имеет патрубки с подготовленными торцами (скошенными кромками) для стыковой сварки (Butt Weld) с трубой того же наружного диаметра и толщины стенки. Такое соединение обеспечивает максимальную прочность, герметичность и минимизирует застойные зоны, что критично для высокочистых и ответственных трубопроводов.

Почему кран Ду25 начал подтекать по штоку после нескольких циклов работы?

Наиболее вероятная причина – износ или деформация сальникового уплотнения штока. В некоторых конструкциях предусмотрена возможность подтяжки сальниковой гайки (на 1/4-1/2 оборота) для компенсации износа. Делать это необходимо при закрытом положении крана и в соответствии с инструкцией производителя. Сильная затяжка может привести к заклиниванию штока.

Какой ресурс у шарового крана Ду25?

Ресурс до потери герметичности (класс А по ГОСТ 21345-2005) для качественного крана составляет несколько тысяч циклов (обычно 8000-15000). На практике срок службы определяется агрессивностью среды, температурой, частотой срабатывания и наличием механических примесей. При правильной эксплуатации в системах водоснабжения кран может служить 15-20 лет и более.