Краны шаровые ДУ(DN) 32 мм / РУ(PN) 40 кгс/см2

Шаровые краны ДУ 32 мм на давление РУ 40 кгс/см²: полный технический обзор для профессионалов

Шаровой кран с условным проходом (ДУ, DN) 32 мм и условным давлением (РУ, PN) 40 кгс/см² (что соответствует PN40 по современной классификации) представляет собой высоконапорную запорную арматуру, предназначенную для работы в ответственных технологических линиях. Данный типоразмер является ключевым на участках разветвления магистралей, вводах в оборудование, узлах учета и регулирования. Его применение обусловлено требованием обеспечить надежное и герметичное перекрытие потока рабочей среды при высоких давлениях и широком диапазоне температур.

Конструктивные особенности и материалы исполнения

Конструкция шарового крана ДУ 32 PN40 базируется на полнопроходном или стандартнопроходном шаровом затворе, управляемом рукояткой, редуктором или приводом. Основные компоненты включают корпус, плавающий или установленный на опорах шар, шток, седельные уплотнения и уплотнительные узлы штока.

• Корпус: Изготавливается методом горячей штамповки или литья. Основные материалы:
  • Углеродистая сталь (ст. 20, 25Л) – для воды, пара, нефтепродуктов, инертных газов при температурах до +425°С.
  • Нержавеющая сталь (12Х18Н10Т, 08Х18Н10, AISI 304/316) – для агрессивных сред, пищевой промышленности, высокотемпературных процессов.
  • Латунь ЛС59-1 – для систем водоснабжения, отопления, сжатого воздуха при умеренных параметрах.
• Шар: Обычно изготавливается из нержавеющей стали с хромированным или никелированным покрытием для снижения трения и повышения коррозионной стойкости.
• Уплотнения: Критически важный элемент, определяющий ресурс и область применения.
  • Фторопласт (PTFE) – стандартный материал, химически стойкий, температурный диапазон от -50 до +200°С.
  • Углеродонаполненный PTFE – повышенная износостойкость и антифрикционные свойства.
  • Терморасширенный графит (для высоких температур) – для сред с температурой до +600°С в стальных кранах.
  • Полимеры PEEK, Nylon – для специальных применений.
• Тип присоединения: Для ДУ 32 PN40 наиболее распространены:
  • Фланцевое присоединение (ГОСТ 33259, ГОСТ 12815) – основное для стальных конструкций, обеспечивает разъемное соединение высокой прочности.
  • Резьбовое присоединение (внутренняя/наружная резьба, NPT, BSP) – характерно для латунных и компактных стальных кранов.
  • Приварка (встык) – для неразъемных соединений на особо ответственных участках.

Ключевые технические характеристики и параметры выбора

Выбор крана ДУ 32 PN40 требует анализа полного комплекса рабочих параметров системы.

Таблица 1. Основные технические параметры шаровых кранов ДУ 32 PN40

Параметр	Значение / Описание	Примечание
Условный проход (DN)	32 мм	Внутренний диаметр условный, фактический проход может быть равен (полнопроходной) или меньше (стандартный).
Условное давление (PN)	40 кгс/см² (4,0 МПа, ~40 бар)	Максимальное избыточное рабочее давление среды с температурой +20°С.
Рабочее давление	Зависит от температуры среды	С ростом температуры допустимое давление падает (см. таблицу 2).
Температурный диапазон	От -60°С до +425°С (зависит от материалов)	Определяется материалами корпуса и уплотнений.
Коэффициент пропускной способности (Kvs)	Приблизительно 40-50 м³/ч для полнопроходного исполнения	Критический параметр для гидравлического расчета.
Класс герметичности по ГОСТ 9544	Класс А (нулевая утечка)	Для затвора. По штоку – обычно класс Б.
Управление	Рычаг, редуктор, пневмо-/электропривод	Выбор зависит от частоты использования и требований к автоматизации.

Таблица 2. Зависимость рабочего давления от температуры среды (пример для стального крана с PTFE-уплотнениями)

Температура рабочей среды, °C	Максимальное рабочее давление, бар
-50 до +100	40.0
+120	37.5
+140	35.0
+160	32.0
+180	28.0
+200	24.0

Области применения в энергетике и промышленности

Краны данного типоразмера и давления находят применение в системах, где сочетаются относительно высокое давление и средний расход среды.

• Теплоэнергетика: Вспомогательные линии питательной воды, дренажные линии, обвязка теплообменного оборудования, системы подпитки тепловых сетей с рабочим давлением до 40 бар.
• Нефтегазовая отрасль: Технологические линии сбора и подготовки продукции, обвязка резервуаров, линии импульсные и отбора проб на давлениях до PN40.
• Химическая промышленность: Трубопроводы с химически нейтральными или умеренно агрессивными средами (при условии корректного подбора материалов корпуса и уплотнений).
• Промышленные трубопроводы: Распределительные узлы сжатого воздуха и других технических газов высокого давления, водоподготовка.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Правильный монтаж – залог долговечной и безопасной работы арматуры.

• Подготовка: Перед монтажом необходимо проверить кран на отсутствие внешних повреждений, убедиться в чистоте внутренней полости и легкости хода рукоятки. Фланцевые поверхности трубопровода должны быть очищены от окалины и загрязнений.
• Установка: Кран должен устанавливаться в таком положении, чтобы ось штока находилась в вертикальной или горизонтальной плоскости, но не под углом. Допускается любое пространственное положение, кроме направления штоком вниз (для предотвращения скопления примесей в полости штока). Нагрузки от трубопровода (изгибающие, крутящие моменты) не должны передаваться на корпус крана.
• Обслуживание: Шаровые краны, как правило, неремонтопригодны в полевых условиях (неразборная конструкция). Техобслуживание заключается в периодической проверке герметичности, смазке резьбовых пар привода (если предусмотрено) и контролю состояния внешних покрытий. Приводные краны требуют проверки настроек концевых выключателей и момента срабатывания.
• Хранение: Кран должен храниться в закрытом положении, в сухом помещении, с защитными заглушками на присоединительных патрубках.

Сравнение с другими типами запорной арматуры

Для условий ДУ 32 PN40, помимо шарового крана, могут рассматриваться задвижки и вентили.

• Против задвижек: Шаровой кран имеет существенно меньшую строительную длину и массу, более высокую скорость срабатывания (1/4 оборота), лучшую герметичность в изношенном состоянии. Задвижка может иметь меньшее гидравлическое сопротивление в полностью открытом состоянии, но для ДУ 32 это не критично.
• Против вентилей (запорных клапанов): Шаровой кран обладает более высокой цикловой стойкостью и надежностью запорного узла, полнопроходностью. Вентиль часто дешевле, но имеет большее гидравлическое сопротивление и, как правило, ремонтопригоден. Вентиль предпочтительнее для сред с высокой вязкостью или содержанием абразивных частиц.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается ДУ от DN?

ДУ (Диаметр Условный) – советское и российское обозначение (ГОСТ 28338-89). DN (Diameter Nominal) – международное обозначение по ISO 6708 и европейским стандартам. Для практических целей числовые значения равны: ДУ 32 = DN 32.

Что означает PN40 в современных единицах?

PN40 исторически означает номинальное давление 40 кгс/см². В системе СИ это соответствует 4,0 МПа (Мегапаскаль) или приблизительно 40 бар. В технической документации следует ориентироваться на указание давления в МПа.

Можно ли использовать кран ДУ 32 PN40 для пара?

Да, но с обязательным учетом температурной деградации допустимого давления (см. Таблицу 2) и выбором соответствующего материала корпуса (углеродистая или нержавеющая сталь). Для насыщенного пара с температурой до +200°С рабочее давление будет ограничено примерно 24 бар. Для латунных кранов применение пара, как правило, недопустимо.

Какой тип управления выбрать: рычаг или редуктор?

Рычажное управление применяется при ручном, нечастом использовании и относительно небольших моментах на штоке. Многооборотный редуктор (червячный) необходим для кранов больших диаметров, высокого давления, а также для облегчения управления и точной фиксации промежуточных положений. Для ДУ 32 PN40 рычажного управления обычно достаточно, но редуктор повышает удобство и точность.

Что такое «полнопроходной» (Full Bore) кран и нужен ли он для ДУ 32?

Полнопроходной кран имеет диаметр отверстия в шаре, равный внутреннему диаметру присоединительного патрубка (и трубопровода). Это минимизирует гидравлические потери. Стандартнопроходной (Reduced Bore) кран имеет отверстие на один типоразмер меньше. Для ДУ 32 PN40 в большинстве случаев, особенно на основных технологических линиях, рекомендуется полнопроходное исполнение для снижения потерь давления и предотвращения засорения.

Как проверить герметичность крана после монтажа?

Герметичность запорного органа и уплотнения штока проверяется в ходе обязательных гидравлических (пневматических) испытаний трубопровода в соответствии с ПБ 03-576-03 (Россия) или другими применимыми нормами. Испытательное давление обычно в 1,25-1,5 раза выше рабочего. Визуальный осмотр и контроль падения давления в изолированном участке с установленным краном позволяют выявить негерметичность.

Каков средний срок службы шарового крана ДУ 32 PN40?

Срок службы определяется условиями эксплуатации: свойствами среды, температурой, цикличностью работы. При работе на воде нейтральной температуры с редкими переключениями ресурс может превышать 10 000 циклов или 15-20 лет. В агрессивных или высокотемпературных средах ресурс сокращается и определяется стойкостью уплотнительных материалов.