Краны шаровые разборные

Краны шаровые разборные: конструкция, применение и технические аспекты

Кран шаровой разборный представляет собой тип трубопроводной арматуры, предназначенный для полного перекрытия или регулирования потока рабочей среды. Его ключевая отличительная особенность — возможность многократной разборки и сборки корпуса для проведения технического обслуживания, замены уплотнений или шара без демонтажа арматуры с трубопровода. Это достигается за счет конструкции корпуса, состоящего из двух или более частей, соединенных резьбовыми шпильками или болтами.

Конструктивные особенности и принцип действия

Основными элементами разборного шарового крана являются:

Корпус разборный. Изготавливается из двух (реже трех) частей: основного корпуса и крышки (гайки). Соединение осуществляется фланцевым стыком с прокладкой и стягивается шпильками. Это позволяет получить доступ к внутренней полости.
Шар (затвор). Сферический элемент с сквозным отверстием (проходом). Изготавливается с высокой точностью и чистотой поверхности. Материал — чаще всего нержавеющая сталь с хромированием или напылением для повышения износостойкости.
Шпиндель (шток). Передает крутящий момент от рукоятки или привода к шару. Обеспечивается уплотнение в зоне выхода из корпуса системой сальниковых уплотнений (например, графитовыми кольцами).
Седельные уплотнительные кольца (седла). Располагаются между шаром и корпусом, обеспечивая герметичность в закрытом положении. Материал — фторопласт (PTFE), усиленный PTFE, нейлон, PEEK, что определяет температурный и химический режим эксплуатации.
Уплотнительные элементы. Прокладки между частями корпуса, уплотнения шпинделя.

Принцип работы основан на повороте сферического затвора на 90°. Когда отверстие в шаре соосно трубопроводу — кран открыт, когда перпендикулярно — закрыт. Плавная регулировка потока возможна, но не является основной функцией и приводит к ускоренному износу седел.

Классификация и технические характеристики

Разборные шаровые краны классифицируются по ряду ключевых параметров.

По типу присоединения к трубопроводу:

Муфтовые (резьбовые): с внутренней цилиндрической (NPT, BSP) или метрической резьбой. Наиболее распространены для малых диаметров (DN10-DN50).
Фланцевые: с присоединительными фланцами по ГОСТ, DIN, ANSI. Применяются на трубопроводах средних и больших диаметров (DN50 и выше).
Под приварку: для постоянных и особо ответственных соединений.

По материалу корпуса:

Материал	Область применения	Пределы рабочих температур, °C	Примечания
Латунь	Водоснабжение, сжатый воздух, неагрессивные среды	-20 … +120	Не для агрессивных сред и высоких давлений.
Углеродистая сталь (Ст20, 25Л)	Пар, вода, нефтепродукты, инертные газы	-40 … +200	Требует защиты от коррозии.
Нержавеющая сталь (AISI 304, 316)	Агрессивные среды, пищевая, химическая промышленность	-60 … +200	Коррозионная стойкость, высокая стоимость.

По полнопроходности:

Полнопроходные (Full Bore): Диаметр отверстия в шаре равен внутреннему диаметру трубопровода. Минимальные гидравлические потери.
Стандартнопроходные (Reduced Bore): Диаметр отверстия в шаре на один типоразмер меньше диаметра присоединения. Более компактная и экономичная конструкция.

По рабочему давлению:

Номинальное давление (PN) — избыточное давление, при котором кран может работать длительное время. Стандартные ряды: PN10, PN16, PN25, PN40, PN63, PN100. Для энергетики критично соответствие давлению и температуре среды.

Преимущества и недостатки разборной конструкции

Преимущества:

Ремонтопригодность: Возможность замены изношенных уплотнений, седел или шара на месте эксплуатации.
Долговечность: За счет обслуживания срок службы арматуры многократно увеличивается.
Экономическая эффективность: Отсутствие необходимости полной замены узла, особенно критично для фланцевых кранов больших диаметров и из специальных материалов.
Универсальность: В некоторых случаях возможна замена седел для работы с другой средой.

Недостатки:

Большие габариты и масса: По сравнению с неразборными (сварными) аналогами.
Большее количество точек потенциальной протечки: Разъем корпуса и необходимость контроля затяжки шпилек.
Более высокая начальная стоимость.

Области применения в энергетике и смежных отраслях

В энергетическом комплексе разборные шаровые краны находят применение в системах, где требуется надежное отключение участков для ремонта, с возможностью обслуживания арматуры без вырезки из линии.

Теплоэнергетика: Вспомогательные линии подпитки, дренажные линии, системы химводоподготовки (на среды с температурой, допустимой для уплотнительных полимеров).
Нефтегазовая отрасль: Технологические линии низкого и среднего давления, топливный газ, смазочные системы.
Промышленные объекты: Системы сжатого воздуха, водоснабжения, охлаждения.
Важно: Для магистральных паропроводов с высокими параметрами (температура >200°C) применяются, как правило, шаровые краны с металлическими седлами или иные типы арматуры (задвижки, вентили).

Критерии выбора и монтаж

При подборе крана шарового разборного для энергетического объекта необходимо учитывать:

Рабочую среду: Вода, пар, газ, нефтепродукт, химический реагент. Определяет материал корпуса, шара и тип седельных уплотнений.
Давление (PN) и температуру: Выбор по номинальным параметрам с запасом. Учитывать температуру не только среды, но и окружающей среды.
Диаметр условного прохода (DN): Соответствие диаметру трубопровода.
Тип управления: Ручной (рычаг, бабочка), механизированный (электропривод, пневмопривод) для дистанционного управления.
Климатическое исполнение: Для установки на открытом воздухе необходимы краны в соответствующем исполнении.

Требования к монтажу:

Монтаж производить в закрытом состоянии.
Запрещается использовать арматуру в качестве опоры для трубопровода или применять ключи на приводную часть для затяжки.
При фланцевом соединении использовать прокладки, соответствующие среде, равномерно затягивать болты крест-накрест.
Обеспечить свободный доступ к крану для управления и возможного обслуживания.
Перед вводом в эксплуатацию — обязательная опрессовка в соответствии с нормативными документами.

Обслуживание и ремонт

Плановое обслуживание разборного крана включает:

Визуальный контроль на предмет внешних протечек.
Проверку легкости хода рукоятки (привода).
Подтяжку сальникового уплотнения (если предусмотрено конструкцией).

При потере герметичности выполняется ремонт:

Сброс давления в трубопроводе, отключение участка.
Отсоединение привода.
Равномерное откручивание шпилек разъемного соединения.
Извлечение шара и седел, диагностика, замена изношенных компонентов ремкомплектом.
Очистка внутренних полостей, нанесение смазки (если рекомендовано производителем).
Сборка в обратной последовательности с равномерной затяжкой шпилек динамометрическим ключом.
Контрольная опрессовка.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем разборной кран принципиально отличается от неразборного (сварного)?

Разборной кран имеет фланцевое соединение по оси шара, стянутое шпильками, что позволяет вскрыть корпус. Неразборной кран имеет цельносварной или цельнолитой корпус, ремонту в условиях эксплуатации не подлежит, только замена узла.

Можно ли использовать шаровой разборный кран для регулирования расхода?

Производители, как правило, не рекомендуют использовать шаровые краны для точного регулирования. Длительная работа в промежуточном положении приводит к кавитационному износу и эрозии поверхности шара и седел, особенно на жидкостях. Для регулировки применяются специальные регулирующие клапаны.

Как правильно выбрать материал седла для работы с горячей водой (110-130°C)?

Для таких температур стандартный фторопласт (PTFE) может терять стабильность. Следует выбирать краны с седлами из усиленного PTFE (с наполнителем — стекловолокно, графит) или термостойкого полимера PEEK (полиэфирэфиркетон), который сохраняет свойства до 250°C.

Как часто требуется обслуживание разборного шарового крана?

Периодичность определяется регламентом предприятия, но не реже 1 раза в год необходимо проводить внешний осмотр и проверку работы. Техническое обслуживание с разборкой выполняется по мере необходимости (при появлении протечек, затрудненном ходе) или планово, согласно наработке (например, после 2000 циклов).

Допустимо ли устанавливать шаровой кран на вертикальный трубопровод при любом положении привода?

Нет, положение регламентируется. Предпочтительно расположение шпинделя вертикально вверх или горизонтально. Расположение шпинделя вертикально вниз не рекомендуется, так как в полости над шаром может скапливаться грязь, что усложняет обслуживание и может привести к заклиниванию.

Что означает маркировка на кране, например, «DN50 PN16»?

DN50 — условный проход, примерно соответствующий внутреннему диаметру трубопровода в миллиметрах (в данном случае около 50 мм). PN16 — номинальное давление 16 бар (1,6 МПа) при температуре рабочей среды 20°C. С ростом температуры допустимое давление падает, что необходимо учитывать.

Заключение

Краны шаровые разборные являются надежным и ремонтопригодным решением для систем трубопроводной арматуры в энергетике и промышленности. Их правильный выбор, основанный на анализе рабочих параметров среды, материалов и типа присоединения, а также соблюдение правил монтажа и обслуживания, обеспечивают длительный и безотказный срок службы. Преимущество возможности восстановления герметичности без замены всего изделия делает данный тип арматуры экономически целесообразным для ответственных участков, где простои на полную замену недопустимы.

Краны шаровые разборные