Краны шаровые под приварку Ду(DN) 25 мм

Краны шаровые под приварку Ду(DN) 25 мм: конструкция, материалы, применение и монтаж

Шаровой кран под приварку с условным проходом 25 мм (DN 25) представляет собой запорную арматуру, предназначенную для полного перекрытия потока рабочей среды в трубопроводных системах. Его ключевая особенность – присоединительные концы, подготовленные для стыковой сварки, что обеспечивает абсолютную герметичность соединения, исключает необходимость обслуживания фланцевых или резьбовых стыков и минимизирует габариты узла. Данный тип арматуры широко востребован в ответственных системах, работающих под высоким давлением, с агрессивными, токсичными или легковоспламеняющимися средами, а также там, где предъявляются повышенные требования к надежности и долговечности.

Конструктивные особенности и принцип действия

Конструкция шарового крана под приварку DN 25 базируется на корпусе, внутри которого расположен сферический затвор (шар) со сквозным отверстием. Шар соединен с приводом (рукояткой, редуктором или приводом) через шпиндель. При повороте шпинделя на 90° отверстие в шаре либо совмещается с осью трубопровода, обеспечивая проток, либо поворачивается глухой стороной, полностью блокируя поток. Герметичность в закрытом положении обеспечивается уплотнительными кольцами (седлами), прижимаемыми к поверхности шара под действием давления среды или пружин.

• Корпус: Изготавливается цельнолитым (сварным – для больших диаметров) из стали. Концы имеют форму патрубков с подготовленной кромкой под сварку (скошенной торцевой кромкой).
• Затвор (шар): Обычно выполняется из нержавеющей стали, часто с хромированным или никелированным покрытием для снижения трения и повышения коррозионной стойкости.
• Уплотнительные узлы: Седла изготавливаются из термостойкого политетрафторэтилена (PTFE), усиленного PTFE, нейлона или других полимерных композитов, реже – из металла для высоких температур.
• Шпиндель: Выполняется из нержавеющей стали, обеспечивает герметичный вывод вращающего момента за счет сальникового уплотнения (набивки) или сильфонного узла (для абсолютной герметичности).
• Привод: Стандартно – рычажная рукоятка. Возможна установка редуктора для управления кранами высокого давления или пневмо-/электропривода для автоматизации.

Материалы корпуса и рабочие параметры

Выбор материала корпуса определяет область применения, стойкость к средам и диапазон рабочих параметров крана.

Таблица 1. Материалы корпусов и основные характеристики

Материал корпуса (марка стали)	Стандарт (пример)	Основные среды применения	Температурный диапазон (примерный)	Класс давления (PN), номинальный
Углеродистая сталь (25Л, 35Л)	ГОСТ 33260, ГОСТ 28908	Вода, пар, нефть, природный газ, масла, неагрессивные жидкости и газы.	-40°C до +425°C	PN 16, PN 25, PN 40, PN 63, PN 100
Нержавеющая сталь (12Х18Н9ТЛ, 08Х18Н10, AISI 304)	ГОСТ 33260, ГОСТ 28908	Агрессивные среды: кислоты, щелочи, растворы, пищевые продукты, высокочистые среды.	-60°C до +450°C	PN 16, PN 25, PN 40, PN 63, PN 100
Легированная сталь (13ХФА, 20ГЛ, 09Г2С)	ГОСТ 33260	Высокотемпературный пар, нефтепродукты, среды с повышенной коррозионной активностью при низких температурах.	-60°C до +450°C	PN 16, PN 25, PN 40, PN 63, PN 100, PN 160

Для кранов под приварку DN 25 критически важным параметром является номинальное давление (PN). Оно указывает на максимальное избыточное давление воды с температурой 20°C, при котором кран может работать. При изменении температуры рабочей среды допустимое давление пересчитывается. Также используется обозначение класса давления (Class) по ANSI/ASME (например, Class 150, 300, 600), что требует внимательного соотнесения с PN.

Области применения в энергетике и промышленности

Краны шаровые под приварку DN 25 находят применение в системах, где недопустимы утечки и требуется высокая надежность соединений:

• Теплоэнергетика: Вспомогательные линии питания котлов, дренажные линии, продувка, системы химводоподготовки, обвязка теплообменного оборудования.
• Нефтегазовая отрасль: Обвязка измерительного оборудования, импульсные линии КИПиА, магистрали подачи реагентов, системы топливного газа для турбин.
• Химическая промышленность: Трубопроводы с агрессивными и токсичными реагентами, где фланцевые соединения являются потенциальным источником риска.
• Атомная энергетика: В системах, не относящихся к первому контуру, но требующих высокой надежности (техническая вода, вспомогательные системы).
• Магистральные трубопроводы: В качестве запорной арматуры на ответвлениях малого диаметра, байпасных линиях.

Технология монтажа: сварка и контроль

Монтаж крана под приварку требует высокой квалификации сварщика и соблюдения технологии.

1. Подготовка: Проверка крана и труб на соответствие стандартам, отсутствие дефектов. Зачистка кромок патрубков крана и труб от окалины, загрязнений, обезжиривание.
2. Прихватка (центровка): Кран устанавливается в разрыв трубопровода с соблюдением соосности. Выполняется предварительная прихватка в 2-3 точках для фиксации. Крайне важно обеспечить правильную ориентацию крана (ось шпинделя – вертикально или горизонтально, согласно проекту) и свободный ход рукоятки.
3. Сварка: Выполняется стыковая сварка (чаще всего ручная дуговая, аргонодуговая или полуавтоматическая). Необходимо строго соблюдать режимы сварки (сила тока, тип электрода/присадки), рекомендованные производителем арматуры, чтобы не допустить перегрева и коробления корпуса, повреждения внутренних уплотнений.
4. Охлаждение: Естественное охлаждение шва без принудительного обдува или полива водой для предотвращения образования трещин.
5. Контроль: Визуальный контроль шва, проверка на отсутствие подрезов, пор, непроваров. Обязательно проведение неразрушающего контроля (НК) – ультразвуковой или радиографический контроль сварных швов на ответственных объектах.
6. Испытание: После монтажа участок трубопровода с краном подвергается гидравлическим (пневматическим) испытаниям на прочность и плотность в соответствии с проектными требованиями.

Важно: Перед сваркой необходимо полностью открыть кран и снять термочувствительные элементы (например, пластиковые указатели положения), чтобы избежать их повреждения.

Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами присоединения

• Преимущества:
  • Абсолютная, долговечная герметичность соединения, исключающая протечки через уплотнения фланцев.
  • Минимальные габариты и вес узла (отсутствие фланцев, болтов, гаек).
  • Снижение эксплуатационных затрат (не требуется подтяжка фланцевых соединений, замена прокладок).
  • Высокая стойкость к вибрациям и механическим нагрузкам.
  • Возможность применения в труднодоступных местах и для подземной прокладки.
  • Снижение гидравлического сопротивления системы по сравнению с фланцевым узлом.
• Недостатки:
  • Невозможность демонтажа без вырезки участка трубы.
  • Сложность замены или ремонта крана в процессе эксплуатации.
  • Высокие требования к квалификации персонала и оборудованию для монтажа.
  • Необходимость проведения контроля качества сварных швов.

Стандарты и нормативная документация

Производство и поставка кранов регламентируется национальными и международными стандартами:

• ГОСТ 33260-2015 (ГОСТ 28343-89): Краны шаровые на номинальное давление не более PN 250. Основной стандарт в РФ.
• ГОСТ 28908-2019: Краны шаровые для газораспределительных систем.
• API 6D, ASME B16.34: Международные стандарты на трубопроводную арматуру.
• ISO 17292: Металлические шаровые краны для нефтяной, нефтехимической и смежных отраслей.
• ТР ТС 032/2013: Технический регламент Таможенного союза «О безопасности оборудования, работающего под избыточным давлением».

Паспорт изделия должен содержать маркировку: товарный знак, DN, PN, материал корпуса, направление потока (полнопроходное/редуцированное), дату изготовления, номер плавки материала.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается полнопроходный (full bore) кран от стандартнопроходного (reduced bore)?

У полнопроходного крана DN 25 диаметр отверстия в шаре практически равен внутреннему диаметру условного прохода трубы (около 25 мм). Это минимизирует гидравлические потери. У стандартнопроходного (редуцированного) крана отверстие в шаре меньше (например, 20 мм), что увеличивает потери, но снижает крутящий момент и стоимость крана. Выбор зависит от требований гидравлики системы.

Как правильно выбрать материал уплотнительных седел?

Выбор зависит от температуры и химического состава среды:

• PTFE (фторопласт): Универсален, химически инертен, диапазон от -40°C до +200°C.
• Усиленный PTFE (с графитом, стекловолокном): Повышенная стабильность, меньше ползучесть, до +250°C.
• PEEK (полиэфирэфиркетон): Высокая термостойкость (до +300°C), химическая стойкость, для агрессивных сред.
• Металл-металл: Для температур свыше +450°C, но с меньшей герметичностью.

Можно ли использовать кран под приварку в качестве регулирующей арматуры?

Нет. Шаровые краны предназначены исключительно для запорных функций (открыто/закрыто). Длительная работа в промежуточном положении приводит к кавитационному износу и эрозии поверхности шара и седел струей высокоскоростной среды, что ведет к потере герметичности и быстрому выходу из строя.

Какой тип привода предпочтительнее для крана DN 25?

Для большинства применений достаточно ручного управления рычажной рукояткой. Редукторный привод (червячный редуктор) применяется при высоком рабочем давлении (выше PN 63), когда усилие на рукоятку становится чрезмерным. Пневмо- или электроприводы устанавливаются при необходимости дистанционного, частого или автоматического управления в составе АСУ ТП.

Требуется ли обслуживание крана после монтажа?

Краны под приварку относятся к арматуре необслуживаемого типа в течение всего межремонтного цикла. Техническое обслуживание (при наличии возможности) может включать проверку герметичности сальникового уплотнения шпинделя и, при необходимости, его подтяжку. Однако в большинстве современных конструкций с самоподжимными уплотнениями даже эта процедура не требуется.

Как определить, что кран находится в полностью открытом или закрытом положении?

Положение определяется по рукоятке: если она сонаправлена оси трубопровода – кран открыт; если перпендикулярна – закрыт. На многих кранах устанавливается указатель положения со стрелкой и метками «OPEN»/«CLOSED». Для приводных кранов используются механические указатели или концевые выключатели.

Заключение

Шаровой кран под приварку DN 25 является высоконадежным и технологичным решением для ответственных трубопроводных систем в энергетике и промышленности. Его выбор требует учета комплекса факторов: параметров среды (давление, температура, химический состав), материала корпуса и уплотнений, требований к гидравлическим потерям. Правильный монтаж, выполненный квалифицированным персоналом с соблюдением технологии сварки и последующим контролем, гарантирует многолетнюю безаварийную эксплуатацию. Применение данной арматуры оправдано там, где приоритетом является максимальная герметичность и минимизация эксплуатационных рисков, несмотря на некоторое усложнение монтажно-демонтажных работ.