Краны КШ.Ц.Ф Ду 100

Краны шаровые с электроприводом КШ.Ц.Ф Ду 100: полное техническое описание и сфера применения

Кран шаровой с электроприводом КШ.Ц.Ф Ду 100 представляет собой запорную или запорно-регулирующую арматуру, предназначенную для установки на трубопроводах номинальным диаметром 100 мм (DN 100) в системах теплоснабжения, горячего и холодного водоснабжения, а также для других сред, совместимых с материалами конструкции. Аббревиатура КШ.Ц.Ф расшифровывается как Кран Шаровой, Цельносварной (или с Цапковым присоединением), с Фланцевым присоединением. Данный тип арматуры характеризуется высокой герметичностью, надежностью и долговечностью, а оснащение электроприводом позволяет осуществлять дистанционное и автоматическое управление в составе современных систем АСУ ТП.

Конструктивные особенности и материалы

Конструкция крана КШ.Ц.Ф Ду 100 базируется на корпусе, внутри которого вращается сферическая пробка (шар) со сквозным отверстием. Положение отверстия определяет степень открытия проходного сечения. Основные компоненты:

• Корпус: Изготавливается методом литья или штамповки из углеродистой (ст. 20, 25) или нержавеющей (12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т) стали. Цельносварная конструкция (обозначаемая «Ц») обеспечивает максимальную прочность и исключает протечки через разъемные соединения корпуса, что критично для ответственных участков.
• Шар (сферическая пробка): Обычно изготавливается из высоколегированной нержавеющей стали с последующим хромированием или напылением твердых износостойких покрытий (нитрид титана, никель-фосфор). Это обеспечивает высокую коррозионную стойкость и низкий коэффициент трения.
• Уплотнительные седла: Ключевой элемент герметичности. Применяются композитные материалы на основе фторопласта (PTFE, RPTFE), армированного углеродным волокном, или терморасширенного графита. Эти материалы сохраняют эластичность и обеспечивают класс герметичности «А» (полная непроницаемость) по ГОСТ 9544-2015.
• Шпиндель (шток): Передает крутящий момент от привода к шару. Выполняется из нержавеющей стали. Конструкция включает систему антивырывного устройства, предотвращающего извлечение штока под давлением среды.
• Присоединительные концы: Фланцевые, соответствующие ГОСТ 33259-2015 (ряд 1 или 2) или другим стандартам (DIN EN 1092-1, ASME B16.5). Для Ду 100 типовое исполнение — фланцы с условным давлением Ру16 или Ру25.
• Электропривод: Многооборотный или неполнооборотный (крутящий момент обычно от 200 до 600 Нм в зависимости от давления). Комплектуется концевыми выключателями, электромеханическим тормозом, ручным дублером (аварийным открытием/закрытием) и блоком управления. Имеет степень защиты оболочки не ниже IP54, а для наружной установки — IP67.

Технические характеристики и параметры выбора

Выбор крана КШ.Ц.Ф Ду 100 осуществляется на основе полного анализа рабочих условий.

Основные технические параметры крана КШ.Ц.Ф Ду 100

Параметр	Значение / Исполнение	Примечание
Номинальный диаметр (DN)	100 мм	Условный проход
Номинальное давление (PN)	16, 25, 40, 63 бар	Наиболее распространены Ру16 и Ру25
Рабочая температура среды	От -40°C до +200°C (до +300°C с графитовыми уплотнениями)	Зависит от материала седел
Рабочая среда	Вода, пар, теплоносители, нефтепродукты, природный газ, неагрессивные жидкости и газы	Материалы корпуса и уплотнений должны быть совместимы со средой
Тип управления	Электропривод (взрывозащищенный Ex d, Ex e или общепромышленный)	Напряжение питания: 24В, 110В, 220В, 380В
Класс герметичности	А (по ГОСТ 9544), VI (по API 598, MSS-SP-61)	Непроницаемость
Время срабатывания (полный ход)	30, 60, 90, 120 секунд	Зависит от модели привода и передаточного числа редуктора
Материал корпуса	Углеродистая сталь (Ст20, 25Л), нержавеющая сталь (12Х18Н10Т, 20Х13)	Выбор по агрессивности среды и требованиям СанПиН
Стандарт присоединения	ГОСТ 33259, DIN EN 1092-1, ASME B16.5	Должен соответствовать фланцам на трубопроводе

Сфера применения в энергетике и ЖКХ

Краны КШ.Ц.Ф Ду 100 с электроприводом находят применение на критически важных участках:

• Тепловые сети: В качестве узловых задвижек на распределительных пунктах (ЦТП, ИТП), для отключения секций магистралей, в обвязке теплообменного оборудования. Цельносварной корпус исключает протечки в камерных тепловых сетях.
• Котельные и ТЭЦ: На трубопроводах питательной воды, греющего пара, конденсата, на линиях подпитки и дренажа.
• Системы водоснабжения: На магистральных трубопроводах холодной и горячей воды, в насосных станциях первого и второго подъема, для автоматического переключения потоков.
• Промышленные трубопроводы: В технологических линиях, где требуется дистанционное управление потоком неагрессивных сред.

Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Высокая и долговечная герметичность в закрытом положении (класс «А»).
• Полнопроходная конструкция (Kv высокий) — минимальные гидравлические потери.
• Возможность работы в любом пространственном положении.
• Быстрое открытие/закрытие (обычно четверть оборота шара).
• Длительный срок службы (до 25-30 лет и более) при соблюдении условий эксплуатации.
• Интеграция в системы диспетчеризации и автоматики.

Недостатки и ограничения:

• Относительно высокая стоимость по сравнению с задвижками или клиновыми кранами того же диаметра.
• Сложность ремонта в полевых условиях, особенно для цельносварных моделей.
• Ограничения по регулированию: шаровые краны, как правило, используются для запорных функций, а не для точного регулирования расхода (хотя возможны варианты со специальным профилем шара).
• Чувствительность к чистоте транспортируемой среды: абразивные частицы могут повредить уплотнительные поверхности шара и седел.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Монтаж должен производиться в соответствии с проектной документацией и руководством по эксплуатации изготовителя.

• Подготовка: Проверить комплектность, маркировку, отсутствие повреждений. Убедиться в чистоте фланцев трубопровода и совпадении отверстий.
• Установка: Кран устанавливается на прямолинейном участке трубопровода, желательно в горизонтальном положении маховиком/приводом вверх. Запрещается использовать кран для компенсации несоосности фланцев трубопровода. Нагрузки от труб (изгибающие моменты, растяжение/сжатие) не должны превышать значений, указанных в паспорте.
• Обвязка привода: Электромонтажные работы должны выполняться квалифицированным персоналом с соблюдением ПУЭ. Необходимо обеспечить защиту кабельных вводов от влаги.
• Пусконаладка: Настроить концевые выключатели и моментные защиты привода. Провести пробные циклы «открытие-закрытие» без давления, затем под рабочим давлением.
• ТО: Регламентное обслуживание включает визуальный осмотр, проверку герметичности, контроль состояния смазки в приводном механизме, проверку работы концевых выключателей и тормоза. Периодичность — не реже 1 раза в 6-12 месяцев.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кран КШ.Ц.Ф от КШ.Ф.Ф?

Основное отличие в конструкции корпуса. КШ.Ц.Ф — корпус цельносварной (неразборный), что обеспечивает максимальную надежность. КШ.Ф.Ф — корпус разборный, фланцевый (состоит из двух частей, соединенных болтами), что облегчает возможный ремонт или замену внутренних компонентов, но имеет больше потенциальных точек протечки.

Какой электропривод необходим для крана Ду 100 на давление Ру16?

Требуемый крутящий момент (Мкр) рассчитывается по формуле, учитывающей диаметр, давление и коэффициент трения. Для ориентировочного выбора для Ду100 Ру16 можно использовать привод с моментом 250-400 Нм. Критически важно свериться с рекомендациями производителя крана, который проводит испытания и указывает требуемый момент для своего изделия.

Можно ли использовать кран КШ.Ц.Ф Ду 100 для регулирования расхода?

Стандартные полнопроходные шаровые краны не предназначены для точного регулирования. Длительная работа в промежуточном положении приводит к кавитационному износу и эрозии уплотнительных поверхностей шара и седел скоростным потоком среды. Для регулирования следует применять специальные шаровые краны с V-образным отверстием или использовать шаровые краны строго в качестве запорной арматуры.

Какой класс герметичности является нормой для данной арматуры?

Для шаровых кранов, используемых в ответственных системах теплоснабжения и водоснабжения, нормой является класс герметичности «А» по ГОСТ 9544-2015 (или его международные аналоги, например, класс VI по MSS-SP-61). Это означает полное отсутствие видимых протечек через все уплотнения при испытаниях.

Что делать, если электропривод вышел из строя, а кран необходимо перекрыть?

Практически все электроприводы, предназначенные для трубопроводной арматуры, оснащены механическим ручным дублером (штурвалом или редуктором с храповым механизмом). Для перевода на ручное управление необходимо, согласно инструкции, переключить муфту или защелку, после чего осуществлять открытие/закрытие вручную. Важно: делать это при сброшенном давлении и обесточенном приводе.

Каков средний срок службы крана и от чего он зависит?

Расчетный срок службы качественного шарового крана Ду 100 составляет не менее 30 лет (корпус) и до 10-15 тысяч циклов (уплотнительные узлы). Фактический срок зависит от агрессивности среды, рабочей температуры, частоты циклований, наличия абразивных частиц и корректности монтажа. Наиболее уязвимый элемент — полимерные уплотнительные седла, подверженные старению и износу.

Требуется ли техобслуживание крана, если он постоянно находится в одном положении?

Да, требуется. Даже в статичном положении уплотнительные поверхности подвергаются постоянному давлению и температурным деформациям. Рекомендуется не реже одного раза в квартал выполнять один полный цикл (открыть-закрыть) для перераспределения смазки, предотвращения «прикипания» шара к седлам и проверки работоспособности привода.