Краны Ду 20

Краны Ду 20: технические характеристики, конструкция, применение и подбор

Кран шаровый с условным диаметром прохода (Ду) 20 мм является одним из наиболее распространенных типов трубопроводной арматуры в энергетике, ЖКХ, промышленных и технологических системах. Ду 20 соответствует наружному диаметру трубы 26.8 мм по ГОСТ 3262-75 (труба водогазопроводная) или 25 мм по системе метрических резьб (G3/4″). Данный типоразмер находит применение в системах отопления, водоснабжения, обвязке теплообменников, насосов, приборов учета и технологических линий с малыми и средними расходами рабочей среды.

Конструктивные особенности и материалы исполнения

Шаровой кран Ду 20 представляет собой запорное устройство, где регулирующим элементом служит сферическая пробка (шар) со сквозным отверстием. Поворот шара на 90 градусов обеспечивает полное открытие или закрытие прохода. Конструктивно кран состоит из корпуса, шаровой пробки, штока, уплотнительных седел и сальниковых уплотнений.

По типу присоединения краны Ду 20 подразделяются на:

Муфтовые (резьбовые): Наиболее популярный вид. Имеют внутреннюю цилиндрическую (В/В) или внутреннюю/наружную (В/Н) резьбу, как правило, трубную (G3/4″). Применяются для монтажа на стальных, латунных, пластиковых трубах с соответствующими фитингами.
Фланцевые: Имеют присоединительные фланцы по ГОСТ 12815-80. Используются на ответственных трубопроводах, требующих частого демонтажа. Для Ду 20 типовым является фланец с условным давлением Ру16 или Ру25.
Под приварку: Корпус имеет патрубки для стыковой сварки с трубопроводом. Обеспечивают абсолютную герметичность, используются на особо ответственных участках, часто в энергетике.
Комбинированные: С различными комбинациями присоединений (сварка/резьба, фланец/резьба).

Материалы корпуса и рабочих элементов

Выбор материала определяет стоимость, коррозионную стойкость и область применения крана.

Латунь (LS59, CW617N): Наиболее распространенный материал для бытового и коммерческого применения. Обладает хорошей коррозионной стойкостью, обрабатываемостью. Часто имеет хромированное или никелированное покрытие.
Углеродистая сталь (25Л, 30Л): Применяется для промышленных трубопроводов, работающих при повышенных давлениях и температурах (системы пара, перегретой воды, технологические среды). Требует защиты от коррозии.
Нержавеющая сталь (AISI 304, 316): Коррозионностойкое исполнение для агрессивных сред (химия, пищевая промышленность, морская вода). Отличается высокой долговечностью и ценой.
Корпусные пластмассы (PP, PVDF): Для особо агрессивных химических сред. Имеют ограничения по давлению и температуре.

Шар изготавливается из латуни с хромированием, нержавеющей стали или карболита. Уплотнения шарового крана критичны для ресурса. Применяются:

Фторопласт (PTFE): Стандартный материал, химически стойкий, рабочие температуры до 200°C.
Углепластик, тефлон с добавками: Для повышенного износостойкости.
Терморасширенный графит: Для высокотемпературных применений.
EPDM, NBR: Эластомеры для систем холодной воды.

Основные технические параметры и характеристики

Ключевые параметры для выбора крана Ду 20 регламентируются ГОСТами (ГОСТ 9702-2021, ГОСТ 28343-89) и техническими условиями производителей.

Таблица 1. Основные технические характеристики кранов шаровых Ду 20

Параметр	Значение / Диапазон	Комментарий
Условный диаметр (Ду, DN)	20	Номинальный размер прохода
Условное давление (Ру, PN)	16, 25, 40, 63, 100	Наиболее распространены Ру16 и Ру25
Пропускная способность (Kvs)	~4.0 — 6.3 м³/ч	Зависит от конструкции (полнопроходной/редуцированный)
Рабочая температура	От -20°C до +150°C (PTFE) До +200°C (графит) До +300°C (стальные, спец.уплотнения)	Определяется материалом уплотнений
Рабочая среда	Вода, пар, воздух, инертные газы, нефтепродукты, неагрессивные жидкости	В агрессивных средах — нержавеющая сталь или спец.исполнения
Класс герметичности	А (без видимых протечек) по ГОСТ 9544-2016	Высший класс для запорной арматуры
Крутящий момент на рукоятке	5-15 Н·м	Зависит от давления и уплотнений
Тип управления	Ручная рукоятка, редуктор, электропривод, пневмопривод	Для дистанционного или автоматического управления

Классификация по проходному сечению и особенности монтажа

По геометрии прохода краны Ду 20 делятся на:

Полнопроходные (Full Bore, FB): Диаметр отверстия в шаре равен внутреннему диаметру присоединительного патрубка (условному проходу). Обеспечивают минимальные гидравлические потери. Применяются там, где важен минимальный перепад давления.
Редуцированные (Reduced Bore, RB): Диаметр отверстия в шаре на один типоразмер меньше условного прохода (например, фактический проход ~15 мм). Дешевле, имеют меньший крутящий момент, но создают повышенные потери давления.

Монтажные требования: Установка крана должна производиться на обесточенном и опорожненном трубопроводе. Резьбовые соединения уплотняются льном с пастой, фум-лентой или анаэробным герметиком. При сварке стальных кранов необходимо предотвратить перегрев и попадание окалины в седла, для чего кран должен быть в открытом положении. Направление потока не регламентировано для большинства шаровых кранов, кроме специальных моделей с антистатической или дренажной функцией. Кран должен быть доступен для управления, рукоятка не должна задевать окружающие конструкции.

Области применения в энергетике и смежных отраслях

Теплоэнергетика и теплоснабжение: Обвязка узлов учета тепловой энергии, байпасные линии, дренажные линии, подпиточные линии котлов и тепловых сетей. Применяются стальные или латунные краны на параметры до Ру25, температура до 150°C.
Водоснабжение и водоотведение: Запорная арматура на ответвлениях к приборам, насосам, фильтрам, регуляторам давления. Для холодной воды используются краны с эластомерными уплотнениями.
Промышленные технологические линии: В качестве отсечной арматуры на линиях подачи сжатого воздуха, инертных газов, жидкого топлива (в исполнении под конкретную среду).
Обвязка оборудования: Установка перед и после манометров, датчиков, контрольно-измерительных приборов (КИП) для их обслуживания.

Критерии выбора крана Ду 20

Процедура подбора должна учитывать следующий алгоритм:

Рабочая среда: Определяет материал корпуса и уплотнений (вода, пар, газ, химия).
Параметры давления и температуры: Условное давление (Ру) крана должно быть не ниже максимального рабочего давления в системе с запасом 15-20%. Температурный диапазон должен соответствовать максимальной температуре среды.
Требования к гидравлике: При необходимости минимизации потерь давления выбирается полнопроходной кран (Kvs 6.3 м³/ч). Для чисто запорных функций подойдет редуцированный (Kvs ~4.0 м³/ч).
Тип присоединения: Определяется проектом или существующей трубопроводной системой (резьба, фланец, сварка).
Условия эксплуатации и управление: Частота использования, необходимость дистанционного управления (привод), наличие визуальной индикации положения (рукоятка-флажок).
Стандарты и сертификация: Для объектов энергетики часто требуется соответствие ГОСТ или наличие сертификатов соответствия ТР ТС 010/2011 «О безопасности машин и оборудования».

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кран Ду 20 от крана на 3/4 дюйма?

Это, по сути, одно и то же. Условный проход Ду 20 мм соответствует резьбовому соединению трубной резьбой G3/4″ (наружный диаметр трубы ~26.8 мм). При указании «3/4» чаще всего подразумевают именно резьбовое присоединение для крана Ду 20.

Какое максимальное давление выдерживает латунный кран Ду 20?

Стандартные латунные краны массового производства имеют номинальное давление Ру16 или Ру25 (1.6 МПа и 2.5 МПа соответственно при температуре до 20-30°C). При работе с горячей средой (до 150°C) допустимое рабочее давление падает. Необходимо сверяться с паспортными данными конкретного изделия.

Можно ли использовать шаровой кран Ду 20 для регулирования расхода?

Нет. Шаровой кран является запорной арматурой и предназначен для работы в двух положениях: «открыто» и «закрыто». Работа в промежуточном положении приводит к кавитационному износу седла и шара, быстрому разрушению уплотнений и потере герметичности. Для регулирования расхода применяются вентили, регулирующие клапаны или специальные шаровые краны с седлом специальной формы.

Что означает маркировка на корпусе крана (например, 20 PN16)?

20 – условный диаметр Ду (DN). PN16 – номинальное (условное) давление 16 бар (1.6 МПа). Также на корпусе может быть указано направление потока (стрелка), марка материала (латунь – brass, сталь – steel), товарный знак производителя.

Почему кран Ду 20 с электроприводом значительно дороже обычного?

Цена увеличивается за счет стоимости самого электропривода (мотор, редуктор, блок управления, концевые выключатели), который обеспечивает дистанционное или автоматическое управление. Такие краны используются в системах АСУ ТП (автоматизированных системах управления технологическими процессами).

Какой ресурс у шарового крана Ду 20?

Ресурс по количеству циклов «открыто-закрыто» для качественного крана составляет не менее 4000-8000 циклов (класс А по ГОСТ) при соблюдении условий эксплуатации (чистота среды, отсутствие механических примесей, работа в пределах номинальных параметров). На практике срок службы может достигать 10-15 лет и более.

Заключение

Кран шаровый Ду 20 представляет собой универсальный, надежный и технологичный элемент запорной арматуры. Его правильный выбор, учитывающий материал исполнения, тип присоединения, давление, температуру и химический состав рабочей среды, является критически важным для обеспечения долговечной и безаварийной работы трубопроводных систем в энергетике и промышленности. Приоритет следует отдавать изделиям, соответствующим государственным стандартам, от проверенных производителей, с полным комплектом технической документации.