Краны шаровые фланцевые Ру 16

Краны шаровые фланцевые на Ру 16: конструкция, применение и технические аспекты выбора

Кран шаровой фланцевый на условное давление Ру 16 представляет собой запорную арматуру, предназначенную для полного перекрытия потока рабочей среды в трубопроводных системах. Конструкция основана на запирающем элементе сферической формы (пробке) с сквозным цилиндрическим отверстием. При повороте шпинделя на 90° отверстие совмещается с осью трубопровода, обеспечивая проток, либо устанавливается перпендикулярно, полностью блокируя поток. Фланцевое присоединение, соответствующее ГОСТ 33259-2015 (или иным актуальным стандартам), позволяет осуществлять монтаж и демонтаж арматуры на ответных фланцах трубопровода без нарушения его целостности, что критически важно для систем, требующих периодического обслуживания.

Конструктивные особенности и материалы исполнения

Типовая конструкция крана включает корпус, шаровую пробку, седла (уплотнительные кольца), шпиндель (шток), привод (ручной или механизированный) и комплект фланцев. Ключевым для давления Ру 16 является расчетная толщина стенок корпуса, конструкция седел и параметры шпинделя, обеспечивающие герметичность под давлением до 1,6 МПа (16 бар) при температуре 20°C.

• Корпус и шар: Изготавливаются методом литья, ковки или штамповки. Основные материалы: углеродистая сталь (ст. 20, 25Л), нержавеющая сталь (12Х18Н9ТЛ, 08Х18Н10Т), реже — ковкий чугун для неагрессивных сред. Для коррозионных сред применяются сплавы на основе никеля (хастеллой) или двухслойные стали.
• Уплотнения: Седла изготавливаются из фторопласта (PTFE), армированного PTFE, нейлона, PEEK, что обеспечивает низкий крутящий момент и герметичность класса А (полная непроницаемость) по ГОСТ 9544-2015. Уплотнение шпинделя — набор сальниковых колец или сильфонный узел для критичных сред.
• Присоединение: Фланцы выполняются по ГОСТ 33259-2015 (типы 01-05, 11, 21, 31-35) или ASME B16.5. Для Ру 16 наиболее распространен исполнение с плоским приварным фланцем (тип 01) или с соединительным выступом (тип 11). Геометрия и количество отверстий под шпильки соответствуют ряду давлений Ру 16.

Сфера применения и рабочие параметры

Краны шаровые фланцевые Ру 16 находят применение в системах, требующих надежного и быстрого отключения участка. Основные области:

• Теплоэнергетика: трубопроводы сетевой воды, конденсата, пара низкого давления.
• Нефтегазовая промышленность: технологические линии с нефтепродуктами, сжиженным газом, неагрессивными средами.
• Химическая промышленность: транспортировка химических реагентов в соответствии с коррозионной стойкостью материала крана.
• ЖКХ: магистральные и внутриквартальные сети водоснабжения и отопления.
• Промышленные предприятия: технологические трубопроводы сжатого воздуха, азота, инертных газов.

Основные технические характеристики (типовой ряд)

Параметр	Значение / Диапазон	Примечание
Условное давление, Ру (PN)	16	1,6 МПа (≈16 атм.)
Условный проход, Ду (DN)	от 15 (½») до 500 мм	Наиболее ходовые размеры: 50, 80, 100, 150, 200 мм
Рабочая температура	От -60°C до +200°C	Зависит от материала седел и уплотнений. Для PTFE обычно -30°C…+150°C.
Климатическое исполнение	У1, УХЛ1, ХЛ1	По ГОСТ 15150-69
Класс герметичности	«А» (высший)	По ГОСТ 9544-2015 (не более 0,00001*DN см³/мин)
Стандарт присоединения	ГОСТ 33259-2015 (ряд 2), ASME B16.5 Class 150	Геометрия фланцев должна строго соответствовать.
Управление	Ручная (рычаг, редуктор), приводная (электропривод, пневмопривод)	Выбор зависит от размера, расположения и частоты операций.

Критерии выбора и особенности монтажа

Выбор конкретной модели крана требует анализа следующих параметров:

• Рабочая среда: Определяет материал корпуса и уплотнений. Для воды и пара подходит углеродистая сталь с PTFE, для агрессивных сред — нержавеющая сталь или сплавы.
• Диаметр и давление: Ду и Ру должны соответствовать параметрам трубопровода. Для Ру 16 важно учитывать, что рабочее давление снижается с ростом температуры.
• Тип управления: Ручное управление допустимо для кранов до Ду 150 мм. Для больших диаметров, подземного монтажа или АСУ ТП обязательны приводы.
• Конструкция корпуса: Цельносварной (неразборный) обеспечивает максимальную надежность. Разборный (с болтовым соединением частей) удобен для обслуживания.
• Положение монтажа: Допускается любое, но ось шпинделя не должна находиться внизу в системах с загрязненной средой во избежание заклинивания.

Монтаж: Требует строгого соблюдения последовательности. Необходимо проверить чистоту фланцевых поверхностей и полости крана, совместить фланцы без перекоса, использовать прокладки, соответствующие среде и давлению (паронит, фторопласт, спирально-навитые). Затяжку шпилек производить крест-накрест динамометрическим ключом с моментом, указанным в паспорте арматуры. Запрещается использовать рычаг управления для приложения усилия при монтаже.

Стандарты и нормативная база

Производство и поставка кранов шаровых фланцевых Ру 16 в РФ регламентируется рядом стандартов:

• ГОСТ 9702-2021: Краны шаровые. Общие технические условия (основной стандарт).
• ГОСТ 9544-2015: Нормы герметичности затворов арматуры.
• ГОСТ 33259-2015: Фланцы стальные приварные встык для трубопроводов. Технические условия.
• ГОСТ 28343-89 (ИСО 5209-77): Арматура трубопроводная промышленная. Номинальные давления. Ряды.
• ТР ТС 010/2011, 032/2013: Технические регламенты о безопасности машин и оборудования, а также оборудования под давлением.

Арматура должна иметь паспорт, сертификат соответствия и маркировку на корпусе, включающую товарный знак, Ду, Ру, материал корпуса, направление потока, дату изготовления.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается Ру 16 от PN 16?

Ру (условное давление) — обозначение по российской системе стандартов (ГОСТ), PN (Nominal Pressure) — по европейской (ISO, EN). Для практических целей в диапазоне рабочих температур до 120°C значения Ру 16 и PN 16 считаются эквивалентными и соответствуют давлению 1,6 МПа при 20°C. Однако при выборе импортной арматуры необходимо сверяться с таблицами зависимости давления от температуры по стандарту изготовителя.

Можно ли использовать кран шаровой фланцевый Ру 16 для пара?

Да, но с существенными оговорками. Необходимо выбирать арматуру в исполнении, специально предназначенном для пара (часто обозначается в каталогах). Ключевые требования: материал корпуса — углеродистая или нержавеющая сталь, материал седел — терморасширенный графит или металл (для полнопроходных кранов), сильфонное уплотнение шпинделя. Рабочее давление должно быть выбрано с учетом температуры пара: для пара 200°C максимальное рабочее давление будет ниже, чем 1,6 МПа.

Как часто требуется техническое обслуживание?

Современные краны шаровые фланцевые относятся к категории арматуры с длительным сроком службы без обслуживания (до 8-10 лет или 10 000 циклов). Обслуживание, как правило, сводится к периодической проверке герметичности и подтяжке сальникового узла (если он есть) при появлении признаков протечки по шпинделю. Плановую ревизию седел и шара рекомендуется проводить при плановых остановках технологической линии.

Что означает «полнопроходный» (full bore) и «стандартнопроходный» (reduced bore) кран?

У полнопроходного крана диаметр отверстия в шаре равен внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода (примерно соответствует значению Ду). Это минимизирует гидравлические потери. У стандартнопроходного (редуцированного) крана диаметр отверстия на один типоразмер меньше, чем Ду трубопровода (например, у крана Ду 100 отверстие ~80 мм). Это приводит к росту потерь давления, но снижает стоимость, крутящий момент и износ. Для систем, где важен минимальный перепад давления (магистрали, насосные станции), выбирают полнопроходные исполнения.

Как правильно хранить и транспортировать краны до монтажа?

Арматура должна храниться в закрытых помещениях с низкой влажностью. Запорный элемент должен быть в закрытом положении, но не заклинен. Фланцевые поверхности и резьбовые соединения должны быть защищены заглушками или крышками от повреждений и коррозии. Запрещается складирование кранов друг на друга, а также подъем за шпиндель или рычаг управления. Транспортировка — в упаковке, исключающей механические повреждения.

Каков порядок действий при отказе крана (не проворачивается, течет)?

1. Не применять чрезмерных усилий к рычагу или редуктору во избежание поломки.
2. Для заклинившего крана: попытаться несколько раз слегка приоткрыть/закрыть, возможно, в системе есть отложения. Если не помогает — демонтаж и ревизия.
3. При протечке по шпинделю: выполнить подтяжку сальниковой гайки (если конструкция предусматривает) в соответствии с инструкцией.
4. При протечке через затвор: кран подлежит демонтажу и ремонту с заменой седел, либо полной замене. Эксплуатация с нарушением герметичности класса А недопустима.

Заключение

Кран шаровой фланцевый Ру 16 является высоконадежным и универсальным элементом запорной арматуры для широкого спектра инженерных систем. Его корректная работа на протяжении всего жизненного цикла обеспечивается точным выбором по параметрам среды, давлению и температуре, соблюдением правил монтажа и эксплуатации, а также учетом требований актуальных стандартов. Понимание конструктивных особенностей, таких как тип корпуса, материал уплотнений и вид привода, позволяет специалистам оптимизировать капитальные и эксплуатационные затраты, обеспечивая при этом безопасность и бесперебойность работы трубопроводных систем.