Краны Ду 50

Краны шаровые с условным проходом Ду 50: технические характеристики, стандарты и применение в энергетике

Кран шаровой Ду 50 — это трубопроводная арматура с условным проходом, соответствующим 50 миллиметрам (или 2 дюймам), в которой запорным элементом служит сферическая пробка (шар) со сквозным отверстием. Управление осуществляется поворотом шара на 90 градусов, что обеспечивает быстрое и надежное перекрытие потока рабочей среды. Данный типоразмер является одним из наиболее востребованных в промышленных и энергетических системах среднего масштаба, включая трубопроводы тепло- и водоснабжения, технологические линии, системы пожаротушения и подпитки.

Конструктивные особенности и материалы исполнения

Конструкция крана Ду 50 определяется его типом соединения, рабочим давлением и назначением. Основные компоненты: корпус, шаровой затвор, седла (уплотнительные кольца), шпиндель (шток) и управляющий элемент (рычаг, редуктор, электропривод).

Типы присоединения:

• Муфтовый (резьбовой): Внутренняя цилиндрическая (G) или коническая (R) резьба. Применяется в системах с малыми и средними давлениями (до PN40), часто для монтажа на технологических линиях без необходимости частой разборки.
• Фланцевый: Согласно ГОСТ 33259-2015 (или ISO 7005-2). Фланцы имеют исполнение с уплотнительной поверхностью «шип-паз», «выступ-впадина» или «под прокладку овального сечения». Это основной тип для энергетики, обеспечивающий легкий монтаж/демонтаж и высокую герметичность при давлениях до PN160 и выше.
• Под приварку: Присоединительные патрубки подготовлены под стыковую сварку. Обеспечивает абсолютную герметичность и прочность соединения, исключает необходимость обслуживания фланцевых стыков. Критически важен для ответственных высокотемпературных и высоконапорных систем.

Материалы корпуса и сферы:

Выбор материала определяет коррозионную стойкость, температурный диапазон и стоимость.

• Углеродистая сталь (25Л, 30Л): Для неагрессивных сред (вода, пар, нефтепродукты) при температурах от -40 до +425°C.
• Нержавеющая сталь (12Х18Н9ТЛ, 08Х18Н10): Для агрессивных сред, высоких требований к чистоте среды (пищевая, фармацевтическая промышленность) и криогенных температур.
• Латунь/бронза: Для систем ХВС, ГВС, сжатого воздуха при умеренных параметрах. Отличается хорошей обрабатываемостью и стойкостью к водной коррозии.

Ключевые технические параметры (на примере стальных фланцевых кранов)

Параметр	Значение / Диапазон	Стандарт или примечание
Условный проход (DN)	50 мм	ГОСТ 28338-2016 (ISO 6708)
Условное давление (PN)	16, 25, 40, 63, 100, 160	ГОСТ 26349-84 (ISO 7268)
Рабочее давление	Зависит от материала и температуры, указывается в паспорте	По ГОСТ 356-80
Исполнение по герметичности	Класс А, В, С (ГОСТ 9544-2016)	Класс А (высший) – полная герметичность, нулевая утечка
Температурный диапазон	От -60°C до +300°C (стандартно)	Зависит от материала корпуса и уплотнений
Тип управления	Рычаг, редуктор (кран-букса), электропривод, пневмопривод	Выбор зависит от места установки и требуемой скорости срабатывания
Пропускная способность (Kvs)	~60-80 м³/ч (типовое значение)	Коэффициент пропускной способности при полном открытии

Стандарты и нормативная база

Производство и испытания кранов Ду 50 регламентируются комплексом национальных и международных стандартов:

• ГОСТ Р 55509-2013 (ISO 17292:2004): Краны шаровые для нефтяной, нефтехимической и смежных отраслей промышленности. Основной стандарт, определяющий типы, конструкцию, материалы, технические требования и методы испытаний.
• ГОСТ 9544-2016: Нормы герметичности затворов трубопроводной арматуры. Устанавливает классы герметичности (А, В, С, D) и методики их контроля.
• ГОСТ 33259-2015: Фланцы стальные приварные встык для трубопроводной арматуры. Номинальные давления от PN 2,5 до PN 400.
• ГОСТ 28338-2016: Проходы условные (размеры DN).
• ТР ТС 010/2011, 032/2013: Технические регламенты Таможенного союза «О безопасности машин и оборудования», «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением».

Применение в энергетике и смежных отраслях

В энергетическом комплексе краны Ду 50 выполняют функции запорной, а в полнопроходном исполнении – и регулирующей арматуры.

• Тепловые сети и котельные: Установка на ответвлениях, в узлах управления, на байпасных линиях, в системах подпитки и дренажа. Рабочие среды: перегретая и насыщенная вода, пар. Требуются исполнения на давление PN16-PN40 из углеродистой или легированной стали.
• Системы пожаротушения: В качестве отсекающей арматуры на магистралях водозаполненных и пенных установок. Ключевое требование – высокая надежность и скорость срабатывания, часто с дублирующим приводом.
• Технологические линии ТЭЦ и АЭС: На вспомогательных трубопроводах химически очищенной воды, мазутного хозяйства, сжатого воздуха. Для агрессивных сред выбирается нержавеющая сталь.
• Общепромышленное применение: В системах водоснабжения, вентиляции, пневмотранспорта, на технологических установках в нефтегазовой и химической промышленности.

Критерии выбора крана Ду 50 для энергетического объекта

Выбор осуществляется на основе технического задания и проекта, с учетом следующих факторов:

1. Рабочая среда: Состав, температура, давление, агрессивность, наличие абразивных частиц.
2. Условное давление (PN): Должно быть не ниже максимального рабочего давления в системе с учетом возможных гидроударов.
3. Тип присоединения: Определяется схемой трубопровода и требованиями к обслуживанию (фланец, сварка, резьба).
4. Конструктивное исполнение:
   • Полнопроходный (Full Bore): Диаметр отверстия в шаре равен DN трубы. Минимальные гидравлические потери.
   • Неполнопроходный (Reduced Bore): Диаметр отверстия меньше DN трубы. Более компактный и экономичный, но создает дополнительное сопротивление потоку.
   • Плавающий шар vs Шар в опорах: В кранах малых диаметров (включая Ду 50) часто используется плавающая конструкция, где шар под давлением среды прижимается к седлу. В более ответственных применениях предпочтительна конструкция с шаром на опорах, обеспечивающая меньший крутящий момент и более точное управление.
5. Материал уплотнений: Фторопласт (PTFE), терморасширенный графит, PTFE с армированием, полиамид. Определяет температурный диапазон и стойкость к среде.
6. Тип привода: Ручной (рычаг, редуктор) для легкодоступных мест, электрический или пневматический для автоматизированных систем или труднодоступной установки.
7. Соответствие стандартам и наличие разрешительной документации: Сертификаты соответствия ТР ТС, сертификаты на материалы, паспорт изделия.

Монтаж, эксплуатация и обслуживание

Правильный монтаж — залог долговечной работы арматуры. Перед установкой необходимо провести ревизию внутренней полости крана на отсутствие посторонних предметов и защитной смазки (если среда не допускает ее присутствия).

• Монтаж: Кран устанавливается в любом положении, однако предпочтительно расположение шпинделем вертикально или под углом. Запрещается использовать арматуру для выправления несоосности трубопровода. При фланцевом соединении необходимо равномерно затягивать болты крест-накрест, используя динамометрический ключ для соблюдения момента затяжки, указанного в паспорте.
• Эксплуатация: Рабочее положение — «открыто» или «закрыто». Не рекомендуется использовать шаровой кран в качестве регулирующего, особенно в частично открытом положении при высоких перепадах давления — это приводит к кавитационному износу седла и шара.
• Обслуживание: Требует периодической проверки на герметичность в закрытом положении, смазки шпинделя (если предусмотрена конструкцией) и проверки легкости хода. Ремонт, как правило, заключается в замене комплекта уплотнительных седел и сальниковых уплотнений.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кран Ду 50 PN16 от PN40?

Основное отличие — в толщине стенок корпуса, конструкции фланцев и прочности деталей, что определяет максимально допустимое рабочее давление. Кран PN40 рассчитан на работу при более высоком давлении (до 4.0 МПа при температуре до 120°C для воды), чем PN16 (до 1.6 МПа). Использование крана с меньшим PN, чем требуется по условиям системы, недопустимо по соображениям безопасности.

Можно ли использовать стальной кран Ду 50 для пара?

Да, но необходимо выбирать специализированное исполнение, рассчитанное на соответствующие параметры пара (температура и давление). В паспорте изделия должна быть указана рабочая диаграмма или таблица с допустимыми давлениями в зависимости от температуры. Уплотнения должны быть из термостойких материалов (например, графит).

Что означает «полнопроходный» и как это влияет на выбор?

Полнопроходный (Full Bore, FB) кран имеет внутренний диаметр прохода, практически равный внутреннему диаметру трубопровода Ду 50. Это минимизирует гидравлическое сопротивление и позволяет проводить очистку трубопровода скребком или иным способом. Неполнопроходный (Reduced Bore, RB) кран имеет меньший проход, что увеличивает потери давления и скорость потока на участке. Выбор зависит от требований гидравлического расчета системы: если потери критичны или необходим сквозной проход инструмента — выбирается FB.

Какой тип управления выбрать: рычаг или редуктор?

Рычажное управление обеспечивает быстрое открытие/закрытие (1/4 оборота) и применяется при легком ходе крана и доступности места. Редуктор (кран-букса) позволяет уменьшить усилие на маховике, что важно для кранов больших диаметров или работающих под высоким давлением, где требуется значительный крутящий момент. Также редуктор предохраняет от резкого, ударного закрытия.

Требуется ли техобслуживание шарового крана?

Современные краны, особенно не обслуживаемые (с неразборным корпусом), часто позиционируются как не требующие обслуживания. Однако для обеспечения длительного ресурса в ответственных системах рекомендуется проводить периодический внешний осмотр, проверку герметичности, смазку открытых узлов шпинделя (если конструкция позволяет) и очистку от загрязнений. Приводная часть (редуктор, электропривод) обслуживается согласно инструкциям производителя.

Как правильно хранить и подготавливать к монтажу неиспользованный кран?

Кран должен храниться в закрытом положении, в оригинальной упаковке, в сухом помещении. Перед монтажом необходимо снять заглушки с присоединительных патрубков, убедиться в чистоте проточной части и отсутствии повреждений. Защитную смазку с внутренних поверхностей и шара, как правило, удалять не требуется, если она совместима с рабочей средой (в противном случае — очистить согласно паспорту).

Что важнее при выборе: цена или стандарт?

Для энергетики и промышленности приоритетом всегда должно быть соответствие техническим требованиям проекта и стандартам безопасности (ГОСТ, ТР ТС). Выбор более дешевой арматуры неизвестного происхождения, не имеющей полноценной технической документации и сертификатов, сопряжен с рисками аварий, простоев и нарушений законодательства. Цена должна быть критерием выбора среди поставщиков, гарантированно предлагающих продукцию требуемого качества.