Краны Ду(DN) 20 мм РУ(PN) 16 КГС/СМ2

Краны шаровые полнопроходные Ду(DN) 20 мм РУ(PN) 16 КГС/СМ²: технические характеристики, стандарты и область применения

Кран шаровый с условным диаметром прохода 20 мм и условным давлением 16 кгс/см² (1,6 МПа) является одним из наиболее распространенных типов запорной арматуры в системах тепло-, водоснабжения, технологических трубопроводах и энергетических установках. Данная арматура предназначена для полного перекрытия потока рабочей среды. Термины «Ду» (Диаметр условный) и «Ру» (Рабочее давление условное), хотя и являются устаревшими обозначениями согласно современным стандартам (ГОСТ 28338-2016, ГОСТ 356-80), до сих пор активно используются в профессиональной среде, особенно при работе с оборудованием советского и постсоветского периода. Современные аналоги — DN (Nominal Diameter) и PN (Nominal Pressure).

Расшифровка основных параметров

Ду (DN) 20 мм: Условный проход, приблизительно соответствующий внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода. Фактический внутренний диаметр проточной части крана (особенно полнопроходного, Full Bore) также составляет 20 мм или близок к нему, что минимизирует гидравлические потери. Существуют также редуцированные (стандартнопроходные) краны, где проход сужен, что важно учитывать при проектировании.

Ру (PN) 16 кгс/см²: Условное давление, при котором кран может работать при температуре рабочей среды 20°C в течение расчетного срока службы. В единицах СИ это соответствует 1,6 МПа (Мегапаскаль). Важно различать PN (номинальное давление) и Рр (рабочее давление). Рабочее давление при повышенных температурах (например, для горячей воды или пара) должно быть снижено согласно диаграмме или таблице зависимости давления от температуры, предоставляемой производителем.

Конструктивные особенности и материалы

Конструкция шарового крана DN 20 включает следующие ключевые элементы:

• Корпус: Изготавливается из латуни (LS59-1, CW617N), нержавеющей стали (AISI 304, AISI 316), углеродистой стали (25Л, WCB) или ковкого чугуна. Для инженерных систем ЖКХ наиболее распространена латунь.
• Шар (затвор): Сферический, с цилиндрическим или коническим сквозным отверстием. Материал — нержавеющая сталь с хромированием или полировкой для снижения трения и повышения коррозионной стойкости.
• Уплотнения (седла): Кольца, обеспечивающие герметичность в закрытом положении. Материал — фторопласт (PTFE), тефлон с наполнителями (углерод, стекловолокно), реже — другие полимеры (PEEK). От качества и термостойкости уплотнений напрямую зависит ресурс крана.
• Шпиндель (шток): Передает усилие от ручки к шару. Обеспечивается уплотнительными кольцами для предотвращения утечки по штоку. Конструкция часто включает предохранительный элемент против вырывания штока под давлением.
• Присоединительная резьба: Для кранов DN 20 типична наружная резьба (гайка-сгон) или внутренняя резьба на обоих концах. Тип резьбы — трубная цилиндрическая (G), дюймовая (BSPP) или коническая (R). Чаще всего встречается резьба G ¾» (реже ½»), что соответствует DN 20.

Классификация и стандарты

Краны DN 20 PN 16 классифицируются по нескольким признакам:

• По типу присоединения: Резьбовые (муфтовые), фланцевые (редко для данного диаметра), комбинированные (с резьбой и под приварку).
• По проходу: Полнопроходные (Full Port, DN прохода равен DN трубопровода) и стандартнопроходные (Reduced Port, проход меньше, обычно на один типоразмер).
• По конструкции корпуса: Цельносварные (неразборные), разборные (с разъемным соединением частей корпуса — фланцевым или резьбовым).
• По типу управления: Ручные (рычаг, «бабочка»), с редуктором, с электроприводом.

Основные регулирующие стандарты:

• ГОСТ 28338-2016 (Проходы условные DN)
• ГОСТ 356-80 (Давления условные, пробные и рабочие)
• ГОСТ 21345-2005 (Краны шаровые. Общие технические условия)
• ГОСТ 9544-2015 (Нормы герметичности затворов)
• ISO 7121:2016 (Flanged steel ball valves)
• ISO 17292:2015 (Metal ball valves for petroleum, petrochemical and allied industries)

Таблица соответствия давлений и допустимых температур для PN 16

Температура рабочей среды, °C	Максимальное рабочее давление (для типовых уплотнений PTFE), МПа	Максимальное рабочее давление, кгс/см² (приблизительно)
-20 до +120	1.6	16
+120 до +150	1.4	14
+150 до +200	1.2	12

Примечание: Данные носят справочный характер. Точные значения необходимо уточнять в паспорте конкретного изделия, так как они зависят от материала корпуса и уплотнений.

Область применения и выбор материала корпуса

• Латунные краны (PN 16, до +150°C): Системы холодного и горячего водоснабжения, отопления в жилых и административных зданиях, сжатый воздух низкого давления. Не применяются для агрессивных сред и пара.
• Краны из нержавеющей стали AISI 304/316 (PN 16, до +200°C и выше): Пищевая, химическая промышленность, магистрали с высокоочищенной водой, пар низкого давления, агрессивные среды (с AISI 316).
• Стальные и чугунные краны (PN 16): Промышленные трубопроводы общего назначения, технологические линии, где не требуется коррозионная стойкость нержавеющей стали.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Монтаж резьбового крана DN 20 осуществляется с использованием уплотнительных материалов (лента ФУМ, нить, паста). Критически важно не превышать момент затяжки во избежание срыва резьбы или деформации корпуса. При установке необходимо обеспечить прямолинейность участка трубопровода без перекосов. Кран должен быть доступен для управления. Эксплуатация подразумевает периодическое (1-2 раза в год) проворачивание шара для предотвращения «прикипания». Техническое обслуживание, как правило, не предусмотрено для неразборных моделей — при выходе из строя кран подлежит замене.

Контроль качества и приемка

При приемке партии кранов проверяется: соответствие маркировки (DN, PN, материал, направление потока, товарный знак), комплектность (наличие заглушек, паспорта), внешний вид (отсутствие литейных раковин, трещин). Обязательным является проведение приемо-сдаточных испытаний на герметичность, которые включают испытание корпуса давлением (обычно 1.5*PN = 24 кгс/см²) и герметичность затвора (давление, как правило, равное PN). Методы испытаний регламентированы ГОСТ 9544-2015.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается «Ду 20» от «DN ¾»?

Это одно и то же. DN — безразмерная величина, приблизительно указывающая на диаметр в миллиметрах. Резьбовое соединение для трубопровода DN 20 чаще всего имеет размер ¾ дюйма. Поэтому в обозначении крана могут указывать и «DN 20», и «Ду 20», и «¾».

Можно ли использовать кран PN 16 для пара?

Да, но с существенными ограничениями. Применение возможно только если это прямо указано в паспорте изделия. Для пара рабочее давление при температуре свыше 120°C должно быть снижено согласно таблице производителя. Уплотнения должны быть рассчитаны на высокие температуры (чаще PTFE с наполнителями). Латунные краны для пара, как правило, не применяются.

Что означает «полнопроходной» кран и чем он лучше стандартнопроходного?

Полнопроходной (Full Bore) кран имеет диаметр отверстия в шаре, равный или почти равный DN трубопровода. Это обеспечивает минимальные потери давления (гидравлическое сопротивление) и позволяет использовать кран на трубопроводах, где требуется продувка или очистка скребком. Стандартнопроходной кран дешевле и имеет меньший крутящий момент, но создает большее гидравлическое сопротивление.

Почему кран с рычагом стал туго поворачиваться?

Основные причины: попадание механических частиц в зону уплотнения шара, износ или деформация уплотнительных колец (седел), отсутствие смазки в кранах сварной конструкции, «прикипание» шара к уплотнениям из-за длительного простоя. Не рекомендуется прикладывать чрезмерное усилие — это может привести к поломке. Требуется диагностика и замена.

Как правильно ориентировать кран при монтаже?

Шаровые краны, как правило, всепроходны и не имеют строгой ориентации по направлению потока. Исключение составляют краны с дренажным отверстием, патрубком или специальной конструкцией (например, трехходовые) — для них направление потока указано стрелкой на корпусе. Рычаг или ручка должны занимать положение, удобное для управления.

Каков средний срок службы шарового крана DN 20 PN 16?

Срок службы определяется количеством циклов «открыто-закрыто» и условиями эксплуатации. Для качественных латунных кранов на воде при температуре до 120°C и при соблюдении условий эксплуатации ресурс может составлять 8-10 тысяч циклов или 10-15 лет. Ресурс уплотнений обычно меньше, чем корпуса.

В чем разница между PN 16 и Class 150?

PN 16 — это метрическое обозначение номинального давления (1.6 МПа). Class 150 — это класс давления по американскому стандарту ANSI/ASME, выраженный в фунтах на квадратный дюйм (psi). Для температур до 38°C (100°F) Class 150 соответствует давлению 19.6 бар (~20 кгс/см²). Таким образом, Class 150 несколько выше, чем PN 16. Прямого эквивалента нет, так как системы стандартов используют разные температурные базисы.

Заключение

Кран шаровый DN 20 PN 16 представляет собой высокоэффективное и надежное запорное устройство, технические характеристики которого строго регламентированы национальными и международными стандартами. Правильный выбор материала корпуса и уплотнений в зависимости от рабочей среды (вода, пар, агрессивные жидкости), температуры и давления является ключевым для обеспечения долговечности и безопасности эксплуатации. Понимание маркировки, конструктивных особенностей и правил монтажа позволяет специалистам энергетической и жилищно-коммунальной отраслей грамотно интегрировать данную арматуру в трубопроводные системы, минимизируя риски аварий и простоев.