Краны шаровые под приварку Ду(DN) 32 мм

Краны шаровые под приварку Ду(DN) 32 мм: конструкция, материалы, применение и монтаж

Кран шаровой под приварку с условным проходом (Ду или DN) 32 мм представляет собой запорную арматуру, предназначенную для полного перекрытия потока рабочей среды в трубопроводных системах. Его ключевая особенность – присоединительные патрубки, подготовленные под сварное соединение, что обеспечивает абсолютную герметичность, высокую прочность и долговечность стыка, а также позволяет минимизировать габариты и вес узла. Данный тип арматуры широко востребован в ответственных и высоконапорных системах, где недопустимы утечки, а также в условиях ограниченного пространства.

Конструктивные особенности и принцип действия

Конструкция крана включает несколько базовых элементов. Корпус, изготавливаемый из литья, поковки или штамповки, является основной несущей частью. Внутри корпуса размещен шаровой затвор – сферическая деталь со сквозным отверстием (каналом), диаметр которого, как правило, соответствует условному проходу (полнопроходной вариант, обозначается Full Bore). Существуют и редуцированные модели с уменьшенным диаметром канала. Шар опирается на седловые уплотнения, выполненные из полимерных материалов (PTFE, RPTFE, Nylon, PEEK). Шпиндель (шток) передает усилие от ручного или приводного механизма на шар. В верхней части расположен узел сальникового уплотнения, предотвращающий утечку среды вдоль шпинделя. Управление осуществляется рукояткой (рычагом), маховиком или приводом (электрическим, пневматическим). При повороте шпинделя на 90° шар вращается из положения «открыто» (канал совмещен с осью трубопровода) в положение «закрыто» (канал перпендикулярен потоку, перекрытый герметичными седлами).

Материалы изготовления и их выбор

Выбор материала определяется рабочими параметрами среды (давление, температура, агрессивность) и нормативными требованиями.

• Корпус и шаровой затвор:
  • Углеродистая сталь (марки 20, 25Л, WCB): Наиболее распространенный вариант для общепромышленного применения с неагрессивными средами (вода, пар, нефть, газ, масла) при температурах от -40°C до +425°C.
  • Нержавеющая сталь (марки 12Х18Н10Т, 08Х18Н10, AISI 304, 316): Применяется для агрессивных сред (кислоты, щелочи, растворы), пищевой промышленности, объектов с высокими требованиями к чистоте или работающих в условиях низких температур (криогенная техника).
  • Легированная сталь (марки 15ГС, 09Г2С): Используется для работы при низких температурах (до -60°C).
• Уплотнительные материалы:
  • Фторопласт (PTFE): Универсальный, химически стойкий материал для температур до +200°C.
  • Термоупрочненный фторопласт (RPTFE, Graphite filled PTFE): Повышенная износостойкость и стойкость к ползучести, диапазон температур расширен.
  • Полиамид (Nylon), PEEK: Высокая механическая прочность и стойкость к абразивам.
  • Металл-самоприлегающие уплотнения: Применяются в высокотемпературных кранах (свыше +400°C).

Технические характеристики и параметры выбора

При подборе крана шарового под приварку DN 32 необходимо руководствоваться следующими параметрами:

• Условный диаметр (DN): 32 мм (соответствует наружному диаметру трубопровода, например, 42.4 мм для трубы Ду32 по ГОСТ 10704-91).
• Условное давление (PN): Диапазон от PN16 до PN160 (1.6 – 16.0 МПа). Наиболее распространены PN40 (4.0 МПа) и PN63 (6.3 МПа) для стальных конструкций.
• Рабочее давление и температура: Зависит от материала. Для крана из углеродистой стали PN40: рабочее давление до 4.0 МПа при температуре от -30°C до +180°C.
• Тип прохода: Full Bore (полнопроходной) или Reduced Bore (редуцированный). Для систем, где критично падение давления, выбирают полнопроходные модели.
• Климатическое исполнение: Указывается в соответствии с ГОСТ 15150 (например, У1 для умеренного климата, ХЛ1 для холодного).
• Стандарты: ГОСТ 28908-91 (общие ТУ), ГОСТ 28343-89 (для сварных соединений), API 6D, ISO 17292. Важно соответствие стандартам по пожаробезопасности (API 607, ISO 10497) и герметичности (класс А по ГОСТ 9544).

Области применения

Краны шаровые под приварку DN 32 находят применение в отраслях, где предъявляются высокие требования к надежности и герметичности:

• Теплоэнергетика: Вспомогательные трубопроводы котельных, тепловых пунктов, системы подпитки.
• Нефтегазовая промышленность: Промысловые коллекторы, линии импульсные и контрольные, технологические обвязки.
• Химическая промышленность: Трубопроводы для транспортировки агрессивных сред, где исключена возможность использования фланцевых соединений.
• Судостроение: Системы топливоподачи, охлаждения, балластные системы.
• Магистральный транспорт газа и нефти: Внутристанционная обвязка компрессорных и насосных станций, отсекающая арматура на ответвлениях.

Технология монтажа под приварку

Монтаж требует высокой квалификации сварщика и соблюдения технологии. Порядок работ включает:

1. Подготовка: Проверка крана на отсутствие повреждений, фиксация в открытом положении для предотвращения тепловой деформации шарового затвора и седел. Защита внутренней полости и уплотнений от брызг металла и окалины.
2. Подгонка и центровка: Трубы обрезаются и зачищаются. Кран центрируется между ними с соблюдением соосности. Зазор под сварку должен соответствовать требованиям технологии сварки (обычно 2-3 мм).
3. Прихватка: Выполняется 2-3 прихватками для фиксации положения.
4. Сварка: Выполняется методом TIG (аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом) для корневого шва с последующей завершающей проходкой методом MMA (ручная дуговая сварка) или MIG/MAG. Для нержавеющих сталей используется только TIG с применением сварочной проволоки и защитной атмосферы (аргон).
5. Контроль качества: Визуальный осмотр, неразрушающий контроль (НК) – ультразвуковой или радиографический – для выявления внутренних дефектов шва.
6. Окончательная проверка: После остывания шва удаляются фиксаторы, кран проверяется на легкость хода и полное открытие/закрытие. По требованию норм проводится гидравлическое испытание собранного узла.

Сравнительная таблица характеристик кранов из разных материалов (DN 32, PN40)

Параметр	Углеродистая сталь 25Л	Нержавеющая сталь AISI 304	Легированная сталь 09Г2С
Рабочая среда	Вода, пар, нефть, газ, масла	Агрессивные жидкости, пищевые продукты, криогены	Вода, пар, нефтепродукты, газы
Температурный диапазон	-30°C … +180°C	-60°C … +200°C	-60°C … +150°C
Стойкость к коррозии	Требует защитного покрытия (грунт-эмаль)	Высокая	Умеренная, лучше чем у углеродистой стали
Стоимость	Базовая (наиболее низкая)	Высокая (в 2-5 раз выше)	Умеренно высокая
Основная сфера	Промышленность, ЖКХ, энергетика	Химия, пищепром, фармацевтика, криогеника	Нефтегазовый комплекс, северное исполнение

Преимущества и недостатки

Преимущества:

• Абсолютная герметичность соединения, исключающая протечки через присоединительный узел.
• Высокая надежность и долговечность конструкции, отсутствие обслуживаемых соединений (фланцев с прокладками).
• Минимальные габариты и вес по сравнению с фланцевыми аналогами.
• Стойкость к вибрациям и механическим воздействиям.
• Низкое гидравлическое сопротивление в открытом положении (особенно у Full Bore моделей).

Недостатки:

• Сложность демонтажа (требуется вырезка узла).
• Высокие требования к квалификации монтажного персонала (сварщиков).
• Невозможность быстрой замены арматуры в случае выхода из строя.
• Необходимость защиты внутренних элементов (седел, шара) от перегрева при сварке.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кран под приварку от фланцевого?

Основное отличие – тип присоединения к трубопроводу. Фланцевый кран крепится болтами через пару фланцев с прокладкой, что позволяет проводить многократный монтаж/демонтаж. Кран под приварку приваривается наглухо, что дает неразъемное, более компактное и надежное соединение, но исключает простую замену.

Как правильно выбрать класс герметичности?

Для шаровых кранов класс герметичности затвора (по ГОСТ 9544) определяет допустимую протечку. Класс «А» (полная герметичность) является стандартным для современной качественной арматуры. Для особо ответственных систем (например, с токсичными или легковоспламеняющимися средами) выбирают краны, испытанные на соответствие классу «А» с более жесткими нормами.

Нужно ли снимать рукоятку и защищать сальниковый узел при сварке?

Да, это обязательная процедура. Рукоятку или привод необходимо демонтировать. Узел сальникового уплотнения (подвижное соединение шпинделя) должен быть защищен от попадания брызг металла и от перегрева, который может привести к деформации уплотнительных элементов и утечке по шпинделю в дальнейшей эксплуатации.

Можно ли использовать кран Ду32 под приварку в качестве регулирующего?

Нет, шаровые краны данного типа позиционируются исключительно как запорная арматура. Их конструкция не предназначена для точного регулирования расхода. Длительная работа в промежуточном положении приводит к кавитационному износу шарового затвора и седел, быстрому выходу их из строя и потере герметичности.

Какой срок службы у шарового крана под приварку DN 32?

Срок службы определяется качеством изготовления, условиями эксплуатации (среда, давление, температура, цикличность) и правильностью монтажа. При соблюдении всех требований производителя срок службы может составлять 15-20 лет и более. Наиболее уязвимыми элементами являются полимерные седловые уплотнения, ресурс которых зависит от количества циклов и агрессивности среды.

Какие существуют альтернативы шаровому крану под приварку на DN 32?

Альтернативой могут служить другие типы запорной арматуры под приварку: задвижки, вентили запорные, краны пробковые. Однако шаровой кран выигрывает по скорости срабатывания (поворот на 90°), компактности, надежности и простоте конструкции. Задвижки, как правило, более габаритны и подвержены заклиниванию. Вентили имеют более высокое гидравлическое сопротивление.