Краны шаровые фланцевые Ду 25

Краны шаровые фланцевые Ду 25: конструкция, применение и технические аспекты

Кран шаровой фланцевый Ду 25 представляет собой запорную арматуру, предназначенную для полного перекрытия потока рабочей среды в трубопроводных системах. Номинальный диаметр (Ду) 25 мм соответствует условному проходу, примерно равному 1 дюйму. Фланцевое соединение обеспечивает надежное крепление к ответным фланцам трубопровода с помощью болтов или шпилек, что делает данную арматуру разъемной и удобной для монтажа/демонтажа. Основной рабочий элемент — сферический затвор (шар) со сквозным отверстием, который поворачивается на 90 градусов вокруг своей оси, перпендикулярной потоку.

Конструктивные особенности и материалы изготовления

Конструкция крана включает несколько ключевых компонентов, от качества которых зависит его надежность и срок службы.

• Корпус: Изготавливается из углеродистой (Ст20, Ст25), нержавеющей (12Х18Н10Т, 08Х18Н10, AISI 304, AISI 316) стали, реже из чугуна ВЧШГ или латуни. Корпус может быть цельнолитым или разборным (соединение частей чаще всего фланцевое).
• Шаровой затвор (шар): Обычно выполняется из нержавеющей стали с последующей полировкой и хромированием для снижения трения и повышения коррозионной стойкости. Отверстие в шаре, как правило, полнотекущее, равное Ду.
• Уплотнения: Критически важный элемент. Седловые уплотнения, обеспечивающие герметичность между шаром и корпусом, изготавливаются из фторопласта (PTFE), терморасширенного графита, нейлона или комбинаций материалов. От их стойкости к температуре и химической агрессивности среды зависит область применения крана.
• Шпиндель (шток): Передает крутящий момент от привода или рукояти к шару. Выполняется из нержавеющей стали. В конструкциях с выдвижным или невыдвижным шпинделем важна система уплотнений, предотвращающая утечку среды вдоль оси.
• Привод: Управление может быть ручным (рычаг, редукторная рукоятка) или автоматическим (электрический, пневматический, гидравлический привод). Для Ду 25 распространены все типы приводов.
• Фланцы: Соответствуют стандартам ГОСТ 33259-2015 (типы 01-06), ГОСТ 12815-80, DIN EN 1092-1, ASME B16.5. Исполнение уплотнительной поверхности (тип «шип-паз», «выступ-впадина», гладкая) должно соответствовать ответным фланцам трубопровода.

Область применения в энергетике и смежных отраслях

Краны шаровые фланцевые Ду 25 находят широкое применение благодаря компактности, надежности и хорошим гидравлическим характеристикам.

• Теплоэнергетика: Вспомогательные линии подпитки, дренажные линии, обвязка теплообменного оборудования, системы отопления с параметрами, соответствующими допускам материалов уплотнений (часто до +200°C).
• Водоподготовка и химводоочистка (ХВО): Трубопроводы подачи реагентов, фильтратов, умягченной воды.
• Промышленные трубопроводы: Транспортировка сжатого воздуха, неагрессивных газов, жидкостей в технологических линиях.
• Нефтегазовая отрасль: Вспомогательные технологические линии с невысоким давлением, системы пожаротушения, топливный газ.

Ключевые технические характеристики и параметры выбора

Выбор крана осуществляется на основе анализа рабочих условий и требований нормативной документации.

Основные параметры

• Условный диаметр (Ду, DN): 25 мм.
• Условное давление (Ру, PN): Стандартный ряд: PN16, PN25, PN40, PN63. Для энергетики часто применяются краны класса PN40. Соответствие американскому стандарту: Class 150, Class 300.
• Рабочее давление и температура: Зависят от материалов корпуса и уплотнений. Максимальная температура для стандартных фторопластовых уплотнений (PTFE) обычно ограничена +200°C.
• Тип присоединения: Фланцевое по конкретному стандарту с указанием исполнения уплотнительной поверхности.
• Пропускная способность (Kvs): Для Ду 25 значение Kvs обычно находится в диапазоне 25-40 м³/ч, что важно для гидравлических расчетов системы.
• Класс герметичности: По ГОСТ 9544-2017 — класс А (полная герметичность), реже Б (для неответственных линий). По ISO 5208: Class A (самый высокий).
• Климатическое исполнение: Для работы на открытом воздухе — исполнение УХЛ1, У1; для помещений — УХЛ3, У3.

Таблица 1: Соответствие материалов и рабочих параметров (типовые значения)

Материал корпуса	Материал уплотнений	Макс. рабочая температура, °C	Макс. рабочее давление (PN), бар	Рекомендуемые среды
Углеродистая сталь 20	PTFE (фторопласт)	+200	40 (при +200°C)	Вода, пар, воздух, инертные газы, нефтепродукты
Нержавеющая сталь AISI 304	PTFE	+200	40	Агрессивные жидкости и газы (кислоты, щелочи слабой концентрации), пищевые среды
Нержавеющая сталь AISI 316	PTFE	+200	40	Более агрессивные среды, включая хлориды
Углеродистая сталь	Терморасширенный графит (ТРГ)	+450	40 (при +400°C)	Перегретый пар, горячие теплоносители

Нормативная документация и стандарты

Производство и поставка кранов регламентируется следующими основными документами:

• ГОСТ 28908-2018 (ISO 17292:2015): Краны шаровые для нефтяной, нефтехимической и смежных отраслей промышленности. Основной стандарт, определяющий типы, параметры, материалы, технические требования.
• ГОСТ 28343-2018 (ISO 7121:2016): Краны стальные фланцевые для общего применения.
• ГОСТ 9544-2017: Нормы герметичности затворов трубопроводной арматуры.
• ГОСТ 33259-2015 (EN 1092-1): Фланцы стальные для трубопроводов.
• Технический регламент ТР ТС 010/2011: О безопасности машин и оборудования.
• Стандарты предприятий (СТО) энергокомпаний: Часто содержат дополнительные требования к материалам, контролю и допуску на объекты.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Правильный монтаж и обслуживание — залог долговечности и безопасности.

Монтажные требования:

• Перед установкой проверить чистоту внутренней полости крана и трубопровода от окалины и механических частиц.
• Убедиться в совпадении типов уплотнительных поверхностей фланцев крана и трубопровода.
• Использовать прокладки, соответствующие рабочей среде и параметрам (температура, давление).
• Затяжку болтов/шпилек фланцевого соединения производить крест-накрест динамометрическим ключом с моментом, указанным в паспорте изделия, для обеспечения равномерного прилегания.
• Установка крана в любом пространственном положении, однако предпочтительно расположение шпинделем вертикально или под углом. Расположение приводом вниз не рекомендуется.
• Учесть направление потока среды, если кран имеет его обозначение (обычно на корпусе). У большинства полнопроходных кранов направление не регламентировано.

Эксплуатация и обслуживание:

• Эксплуатация в пределах паспортных параметров (P, T).
• Периодическая проверка на герметичность в закрытом положении и легкости хода.
• Для кранов, длительное время находящихся в одном положении (открыто/закрыто), рекомендуется 1-2 раза в год производить цикл открытия-закрытия для предотвращения «прикипания» шара к уплотнениям.
• Смазка шпинделя и шарового узла, если это предусмотрено конструкцией (через пресс-масленку специальной смазкой).
• При появлении течи по шпинделю или фланцам — подтяжка сальникового узла или болтовых соединений в соответствии с инструкцией.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кран шаровой Ду 25 PN40 от PN16?

Основное отличие — в толщине стенок корпуса, конструкции и прочности деталей, рассчитанных на разное рабочее давление. Кран PN40 рассчитан на максимальное рабочее давление 40 бар при температуре до +120°C (для воды), в то время как PN16 — на 16 бар. Для энергетических объектов, где возможны гидроудары и высокие давления, как правило, выбирают арматуру класса PN40 и выше.

Можно ли использовать кран шаровой фланцевый Ду 25 для пара?

Да, но с строгими ограничениями. Необходимо выбирать кран, специально предназначенный для пара. Ключевые условия: материал корпуса — сталь, уплотнения — терморасширенный графит (ТРГ) или металл, рабочие параметры (давление и температура пара) должны лежать в пределах паспортных значений для данной модели. Стандартные краны с PTFE-уплотнениями (+200°C) для насыщенного пара подходят только при низких температурах.

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

У полнопроходного (Full Port) крана диаметр отверстия в шаре равен внутреннему диаметру трубопровода (Ду). Это минимизирует гидравлические потери. У стандартнопроходного (Reduced Port) крана отверстие в шаре на один типоразмер меньше (например, у Ду 25 проход может быть как у Ду 20). Это удешевляет конструкцию, но создает дополнительное местное сопротивление. Для энергетики, где важны потери напора, часто выбирают полнопроходные исполнения.

Как правильно подобрать материал уплотнений для химически агрессивной среды?

Необходимо руководствоваться химической стойкостью материала уплотнений к конкретной среде при рабочей температуре. Для большинства кислот и щелочей подходит PTFE (фторопласт). Для сильных окислителей, некоторых органических растворителей — рассматривать PEEK (полиэфирэфиркетон). Запрос у производителя таблицы химической стойкости материалов уплотнений является обязательным этапом подбора.

Требуется ли специальная подготовка перед вводом в эксплуатацию после длительного хранения?

Да. Следует удалить консервационную смазку (если она нанесена) с внутренних поверхностей растворителем, проверить легкость хода шара, при необходимости произвести смазку. Обязательно провести гидравлическое (или пневматическое) испытание на герметичность на месте установки перед подачей рабочей среды.

Каков типовой срок службы крана шарового фланцевого Ду 25?

Срок службы определяется количеством циклов «открыто-закрыто» и условиями эксплуатации. Для качественных стальных кранов, работающих на воде или паре в пределах параметров, ресурс до первого среднего ремонта может составлять 10-15 лет или 10-15 тысяч циклов. Ресурс уплотнительных колец значительно меньше — в среднем 5-10 тысяч циклов и зависит от чистоты среды и температурных режимов.

Заключение

Кран шаровой фланцевый Ду 25 является универсальным и надежным элементом запорной арматуры для трубопроводных систем среднего и высокого давления. Его правильный выбор, основанный на анализе рабочих параметров (среда, давление, температура), материалов исполнения и требований нормативных документов, определяет безаварийную работу участка трубопровода. Особое внимание при эксплуатации в энергетике следует уделять соответствию температурных режимов характеристикам уплотнений, качеству монтажа и плановому техническому обслуживанию. Использование арматуры, сертифицированной согласно актуальным стандартам, и от проверенных производителей минимизирует риски и обеспечивает долговременную эксплуатацию.