Кран шаровой межфланцевый (КШМ) представляет собой запорную или запорно-регулирующую арматуру, корпус которой не имеет собственных присоединительных элементов (фланцев), а монтируется между фланцами трубопровода с помощью шпилек или болтов. Данная конструктивная особенность определяет ключевые преимущества, ограничения и области применения данного типа арматуры в энергетике, ЖКХ и промышленности.
Основу конструкции КШМ составляет сферический затвор (шар) с сквозным цилиндрическим отверстием. Шар вращается между уплотнительными кольцами (седлами), которые обеспечивают герметичность в закрытом положении. Управление осуществляется вручную (через рукоятку, редуктор) или автоматически (электрическим, пневматическим или гидравлическим приводом). При повороте шара на 90° проходное отверстие либо полностью совмещается с осью трубопровода (открытое положение), либо перекрывает его (закрытое положение). Отсутствие собственных фланцев делает конструкцию компактной и легкой по сравнению с фланцевыми кранами аналогичного диаметра.
Выбор КШМ для конкретной задачи требует анализа следующих параметров:
| Материал корпуса | Основные среды | Температурный диапазон (прибл.) | Стандарты |
|---|---|---|---|
| Углеродистая сталь (Ст20, 25Л) | Вода, пар, воздух, нефть, неагрессивные среды. | -30°C … +425°C | ГОСТ, DIN |
| Нержавеющая сталь (12Х18Н10Т, 304, 316) | Агрессивные среды, пищевая промышленность, химия. | -60°C … +350°C | ГОСТ, DIN, ANSI |
| Чугун ВЧШГ | Вода, газ, неагрессивные жидкости в ЖКХ. | -15°C … +350°C | ГОСТ, DIN |
| Латунь | Вода, сжатый воздух, топливо. Не для пара. | -20°C … +120°C | DIN, BS |
| Параметр | Полнопроходной (Full Bore) | Стандартнопроходный (Reduced Bore) |
|---|---|---|
| Коэффициент гидравлического сопротивления | ~0.05-0.1 (очень низкий) | ~0.3-0.5 (выше) |
| Габариты и вес | Больше | Меньше |
| Стоимость | Выше | Ниже |
| Область применения | Магистрали, где важен минимальный перепад давления; очистка скребком. | Вспомогательные линии, системы с невысокими требованиями к потерям. |
Монтаж: Перед установкой необходимо убедиться в чистоте полости крана и фланцев трубопровода. Прокладка должна быть правильно подобрана по материалу и размеру. Затяжку шпилек необходимо производить крестообразно динамометрическим ключом с моментом, указанным в паспорте изделия, чтобы избежать перекоса корпуса и повреждения седел. Обязательно проверить свободный ход рукоятки или привода до подачи среды.
Эксплуатация: Не использовать для регулирования потока. Закрывать/открывать плавно, без рывков и ударных нагрузок. Не прилагать чрезмерных усилий к рукоятке. В системах с высокими температурами или длительными простоями может потребоваться периодическое проворачивание для предотвращения «прикипания» шара.
Обслуживание: Включает периодическую проверку на герметичность, смазку штока (если предусмотрена) и подтяжку сальникового уплотнения (в малосальниковых конструкциях). При потере герметичности, как правило, требуется демонтаж и замена комплекта уплотнений (седел, сальников).
Фланцевый кран имеет собственные присоединительные фланцы, которые болтами стыкуются с фланцами трубопровода. Межфланцевый корпус не имеет фланцев и зажимается как прокладка между фланцами трубопровода. Это делает его компактнее, легче и, как правило, дешевле, но усложняет ремонт.
Нет, это не рекомендуется. Шаровые краны являются запорной арматурой. Работа в промежуточном положении приводит к кавитационному износу кромки шара и седла, быстрому разрушению уплотнений и потере герметичности. Для регулирования следует применять специализированную регулирующую арматуру (клапаны, вентили).
Выбор зависит от рабочей температуры и химической агрессивности среды. Стандартный фторопласт (PTFE) подходит для большинства сред до +150°C…+200°C. Для более высоких температур (+200°C…+300°C) используют усиленный PTFE (с углеродом, стекловолокном) или PEEK. Для агрессивных сред при высоких температурах применяют металлические седла (нержавеющая сталь).
Это система (обычно пружина и шарик), обеспечивающая электрический контакт между шаром и корпусом. Она необходима для отвода статического электричества, которое может накапливаться при транспортировке диэлектрических сред (углеводороды, сухие газы). Обязательно для применения на взрывоопасных и пожароопасных производствах, газораспределительных станциях.
Для всех ответственных участков в энергетике (вводы в здания, узлы учета, обвязка основного оборудования) следует выбирать краны с классом герметичности «А» по ГОСТ 9544 (высший). Для дренажных и вспомогательных линий иногда допустим класс «В».
Основные причины: отложения среды в зазорах, коррозия, «прикипание» шара к седлам из-за высоких температур или длительного простоя без эксплуатации. Для профилактики рекомендуется периодическое (раз в квартал) проворачивание крана даже без необходимости. Для сред, склонных к отложениям, следует выбирать полнопроходные модели.
Да, монтаж возможен в любом положении. Однако необходимо учитывать ориентацию шара и штока. Предпочтительно положение, при котором ось штока горизонтальна или направлена вниз. Положение штоком вверх может привести к скоплению абразивных частиц в сальниковой зоне и ее ускоренному износу. Рекомендации производителя, указанные в паспорте, являются приоритетными.