Краны фланцевые ДУ 100 мм
Краны фланцевые ДУ 100 мм: конструкция, применение и технические аспекты выбора
Фланцевый кран Ду 100 мм (номинальный диаметр 100 мм, соответствует DN100) представляет собой трубопроводную арматуру, предназначенную для полного перекрытия или открытия потока рабочей среды. Основная отличительная особенность – наличие присоединительных фланцев, соответствующих стандартам ГОСТ, DIN или ANSI, что обеспечивает надежное, разъемное соединение с ответными фланцами трубопровода, насосов или резервуаров. Условный проход 100 мм является одним из наиболее востребованных в сетях водоснабжения, теплоснабжения, вентиляции и технологических линиях промышленных предприятий.
Конструктивные особенности и основные типы
Конструктивно кран фланцевый Ду 100 состоит из корпуса, затвора в форме шара или конуса (пробки), уплотнительных элементов, шпинделя (привода) и фланцев. Ключевое разделение происходит по типу затвора и механизму его работы.
1. Шаровые краны фланцевые (ШКФ)
Запорный элемент выполнен в виде сферы со сквозным отверстием. Управление осуществляется поворотом рукояти на 90°. Основные преимущества: малые габариты, простота управления, малое гидравлическое сопротивление в открытом состоянии, высокая герметичность. Применяются для жидких и газообразных сред, включая агрессивные, при условии корректного подбора материалов.
- Материалы корпуса: Сталь углеродистая (ст.20, 09Г2С), нержавеющая (12Х18Н10Т, AISI304/316), чугун ВЧШГ.
- Тип уплотнения: Фторопласт (PTFE), тефлон, усиленный графитом, для высоких температур – металл-металл.
- Исполнение: Полнопроходные (диаметр отверстия в шаре равен ДУ) и стандартнопроходные (реduced bore).
- Выравнивание: Запрещается компенсировать несоосность трубопровода или монтажные напряжения за счет затяжки фланцевых болтов. Это приводит к деформации корпуса и утечкам.
- Уплотнение: Между фланцами устанавливается прокладка (паронитовая, фторопластовая, графитовая), соответствующая рабочей среде и температуре.
- Затяжка болтов: Затяжка должна производиться крест-накрест динамометрическим ключом с моментом, указанным в паспорте арматуры, для обеспечения равномерного давления на прокладку.
- Положение при монтаже: Шаровые краны можно устанавливать в любом положении, но предпочтительно маховиком вверх. Для пробковых кранов важно соблюдать положение, указанное производителем (обычно валом по вертикали).
- Обслуживание: Шаровые краны, как правило, неремонтопригодны (корпусные). Пробковые краны требуют периодической проверки и пополнения смазки через пресс-масленку.
- Теплоэнергетика: Вводы/выводы теплообменников, обвязка насосных групп, дренажные линии на трубопроводах тепловых сетей с температурой до 150°C.
- Водоснабжение и канализация: Магистральные линии водоподачи, отсечная арматура на резервуарах, переключение потоков на очистных сооружениях.
- Промышленные системы: Технологические линии в химической, нефтегазовой, пищевой промышленности. Подача сжатого воздуха и других технологических газов.
- Вентиляция и кондиционирование: В системах приточной вентиляции большой производительности для отсечения потоков воздуха.
- 11с: Кран проходной, фланцевый.
- 67: Затвор шаровый.
- п: Привод ручной (от «рукоятка»).
- 1: Материал уплотнительных поверхностей – фторопласт.
- Ду100: Условный проход 100 мм.
- Ру16: Номинальное давление 16 бар (1,6 МПа).
2. Краны пробковые фланцевые (задвижки)
Затвор выполнен в форме конуса (пробки), который при повороте на 90° входит в коническое седло корпуса. Более старая, но проверенная конструкция. Часто требуют смазки для обеспечения легкости хода и герметичности через специальную систему смазки.
Технические характеристики и параметры выбора
Выбор крана Ду 100 осуществляется на основе анализа следующих параметров:
| Параметр | Типовые значения/варианты для Ду 100 | Комментарий |
|---|---|---|
| Номинальное давление (Ру, PN) | PN10, PN16, PN25, PN40, 150LB, 300LB | Определяет класс герметичности и прочность корпуса. Для систем отопления и водоснабжения обычно PN16. Для технологических линий – PN25/40. |
| Рабочая среда | Вода, пар, природный газ, масла, нефтепродукты, агрессивные жидкости, сухие сыпучие среды. | Определяет материал корпуса, тип уплотнений и смазки (для пробковых). |
| Температура рабочей среды | От -60°C (хладагенты) до +300°C (перегретый пар) | Для высоких температур требуются шаровые краны с металлическими уплотнениями или специальные пробковые краны. |
| Тип управления | Ручной (рычаг, редуктор), электрический привод, пневмопривод. | Выбор зависит от места установки, частоты использования и требований к автоматизации. |
| Материал корпуса и деталей | Углеродистая сталь, нержавеющая сталь, чугун ВЧШГ. | Сталь 20 – для воды, пара, неагрессивных сред. Нержавеющая сталь – для агрессивных сред и пищевой промышленности. ВЧШГ – для воды, газа, обладает стойкостью к коррозии. |
| Стандарт фланцев | ГОСТ 33259 (бывш. ГОСТ 12815), DIN EN 1092-1, ASME B16.5 | Должен строго соответствовать стандарту фланцев на трубопроводе. Исполнение уплотнительной поверхности (например, выступ-впадина, шип-паз) также должно совпадать. |
Особенности монтажа и эксплуатации
Монтаж фланцевого крана Ду 100 требует соблюдения строгих правил для обеспечения герметичности и долговечности соединения.
Области применения в энергетике и промышленности
Краны Ду 100 на фланцевом соединении находят широкое применение в ответственных системах:
Сравнительный анализ: шаровый vs пробковый кран на Ду 100
| Критерий | Шаровый кран фланцевый | Пробковый кран фланцевый |
|---|---|---|
| Гидравлическое сопротивление | Минимальное (в полнопроходном исполнении) | Выше, из-за конусной формы проточной части |
| Управляемость | Легкое, быстрое (поворот на 90°) | Требует большего усилия, особенно на больших диаметрах и без системы смазки |
| Ремонтопригодность | Как правило, неразборной корпус. Замена уплотнений возможна в некоторых моделях. | Более ремонтопригоден. Возможна замена пробки, уплотнений, ревизия смазочных каналов. | Работа с абразивными средами | Не рекомендуется. Абразивные частицы повреждают сферическую поверхность и уплотнения. | Более устойчив, особенно в смазываемом исполнении, где смазка создает защитный слой. |
| Стоимость | Средняя и высокая, зависит от материала | Часто ниже, чем у шаровых из аналогичных материалов |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Как расшифровать маркировку крана, например, 11с67п1 Ду100 Ру16?
2. Можно ли использовать шаровой кран Ду100 для регулирования расхода?
Нет, это категорически не рекомендуется. Шаровые краны предназначены исключительно для запорных функций (открыто/закрыто). Частичное открытие приводит к кавитации, эрозии поверхности шара, быстрому износу уплотнений и потере герметичности. Для регулирования следует применять регулирующие клапаны или шаровые краны со специальным V-образным профилем шара, предназначенные именно для регулировки.
3. Какой тип фланца должен быть у крана для замены старой арматуры на трубопроводе?
Необходимо замерить и зафиксировать все параметры существующего фланца: наружный диаметр, диаметр окружности расположения болтов, количество и диаметр отверстий под крепеж, тип уплотнительной поверхности (гладкая, выступ-впадина, шип-паз). Эти данные нужно сопоставить с таблицами стандартов (ГОСТ, DIN). Чаще всего в системах РФ для Ду100 применяются фланцы по ГОСТ 33259 (PN16) с исполнением уплотнения «шип-паз» (тип F) или «выступ-впадина» (тип E).
4. Что делать, если кран Ду100 с ручным управлением установлен в труднодоступном месте?
В этом случае предусматривается либо удлинительная штанга для рукояти, либо установка крана сразу в комплекте с редуктором (мультипликатором), значительно снижающим усилие на маховике, либо монтаж крана с электроприводом. Электропривод может получать сигналы от АСУ ТП для дистанционного управления.
5. Почему возникает течь по штоку (шпинделю) шарового крана Ду100 и как это устранить?
Течь по штоку указывает на износ или повреждение сальникового уплотнения (системы уплотнительных колец). В некоторых разборных конструкциях кранов (с плавающей или тянущейся сферой) возможна подтяжка сальниковой гайки или замена уплотнительных колец. В неразборных корпусных кранах ремонт, как правило, невозможен, требуется замена всего изделия. Для предотвращения проблемы важно не превышать рабочие параметры и не прилагать избыточных усилий при управлении.
6. Какой материал корпуса выбрать для наружной установки?
Для установки на улице, даже для воды, не рекомендуется использовать обычный серый чугун из-за его хрупкости и низкой коррозионной стойкости. Оптимальный выбор – сталь с антикоррозионным лакокрасочным покрытием, нержавеющая сталь или чугун с шаровидным графитом (ВЧШГ), который обладает повышенной прочностью и коррозионной стойкостью.
Заключение
Выбор и эксплуатация фланцевого крана Ду 100 мм требуют тщательного учета всех параметров рабочей среды, условий монтажа и требований технологического процесса. Шаровые краны обеспечивают быстрое и надежное перекрытие потока с минимальными потерями давления, в то время как пробковые краны остаются востребованными для специфических условий, включая работу с вязкими или абразивными средами. Ключом к долговечной и безопасной работе узла является правильный подбор арматуры по давлению, температуре и материалу, точное соответствие фланцевых стандартов, а также квалифицированный монтаж с соблюдением всех норм затяжки фланцевых соединений. Регулярный визуальный контроль и техническое обслуживание в соответствии с руководством производителя позволяют минимизировать риски аварийных ситуаций на трубопроводных системах.