Краны фланцевые LD: конструкция, применение и технические характеристики
Кран фланцевый LD представляет собой запорную арматуру полнопроходного типа, предназначенную для установки в трубопроводных системах с помощью присоединительных фланцев по ГОСТ, DIN или другим стандартам. Основное функциональное назначение – полное перекрытие или открытие потока рабочей среды (воды, пара, газа, нефтепродуктов, химических веществ) в системах с высокими требованиями к герметичности и надежности. Конструкция крана относится к типу параллельных двухдисковых, где затвор состоит из двух уплотнительных колец (дисков), расположенных параллельно, раздвигающихся при помощи специального клина или грибка при открытии/закрытии.
Конструктивные особенности и принцип действия
Конструкция крана фланцевого LD базируется на корпусе, изготовленном методом литья или штамповки из углеродистой, легированной или нержавеющей стали, чугуна или других сплавов. Внутри корпуса расположены седла, которые в закрытом положении плотно обжимаются двумя дисками затвора. Диски закреплены на шпинделе, который передает усилие от маховика или приводного механизма. Уплотнительные поверхности седел и дисков часто выполняются из износостойких материалов (латунь, нержавеющая сталь, фторопласт, эластомеры) или наплавляются твердыми сплавами для работы в абразивных средах.
Ключевым узлом является клиновый механизм. При начале открытия крана вращение шпинделя приводит к первоначальному отходу дисков от седел за счет конструкции клина, что снижает усилие на маховик и уменьшает износ уплотнений. После отхода дисков от седел они перемещаются в верхнюю часть корпуса, обеспечивая полный проход для среды без гидравлического сопротивления, характерного для задвижек. Аналогичный процесс в обратном порядке происходит при закрытии.
Материальное исполнение и типоразмеры
Выбор материала корпуса и уплотнений определяется параметрами рабочей среды: давлением, температурой, химической агрессивностью, наличием абразивных включений.
| Материал корпуса | Марка стали / чугуна | Основные среды применения | Диапазон температур, °C |
|---|---|---|---|
| Чугун | ВЧШГ, ЧШГ | Вода, пар, нейтральные газы, нефтепродукты | -15…+300 |
| Углеродистая сталь | 25Л, 35Л, WCB | Пар, вода, нефть, газ, масла | -40…+425 |
| Легированная сталь | 20ХМЛ, 09Г2С | Агрессивные среды, высокие параметры | -60…+450 |
| Коррозионностойкая сталь | 12Х18Н9ТЛ, CF8, CF8M | Химически агрессивные жидкости и газы | -60…+350 |
Типоразмерный ряд кранов LD охватывает условные диаметры от DN15 до DN600 (Ду15-Ду600), реже до DN800. Условное давление (PN) обычно составляет 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250 бар. Конкретная линейка зависит от производителя.
Области применения в энергетике и промышленности
Краны фланцевые LD нашли широкое применение благодаря своей надежности и хорошим запорным характеристикам.
- Теплоэнергетика: Вспомогательные трубопроводы насыщенного пара, системы подпитки котлов, дренажные линии, системы химводоподготовки (ХВО). Применяются в исполнении из углеродистой стали.
- Водоснабжение и водоотведение: Магистральные и распределительные сети холодной и горячей воды. Часто используются чугунные исполнения.
- Нефтегазовая промышленность: Технологические линии с нефтепродуктами, мазутом, сжиженными газами. Исполнения из стали с соответствующими уплотнениями.
- Химическая промышленность: Трубопроводы для перекачки агрессивных сред в исполнении из нержавеющей стали или с защитным покрытием.
- Судостроение: Системы балластные, противопожарные, топливные.
- Периодически проверять герметичность по отношению к внешней среде (сальниковое уплотнение).
- Смазывать резьбовую часть шпинделя и ходовую гайку согласно регламенту производителя.
- Не прилагать чрезмерных усилий к маховику при закрытии. После плотного прилегания дисков к седлам дальнейшая затяжка недопустима.
- В системах с высокими температурами или при длительной стоянке в одном положении рекомендуется периодическое (раз в квартал) открытие/закрытие на 10-15% хода для предотвращения прикипания дисков.
- Условный диаметр (DN/Dу) и давление (PN/Pу): Должны соответствовать параметрам трубопровода.
- Рабочая среда: Определяет материал корпуса (сталь, чугун, нержавейка) и материал уплотнений (EPDM, NBR, Viton, PTFE, металл).
- Температура среды: Критичный параметр для выбора материала и типа уплотнений.
- Тип управления: Ручной (маховик, редуктор) или приводной (электрический, пневматический, гидравлический привод). Выбор привода зависит от требуемого времени срабатывания, усилия и возможности дистанционного управления.
- Климатическое исполнение и место установки: Для наружной установки требуется исполнение с защитным покрытием (грунт-эмаль) или из нержавеющей стали.
- Стандарт присоединения: ГОСТ 33259 (ранее ГОСТ 12815), DIN EN 1092-1, ASME B16.5. Должен совпадать со стандартом фланцев трубопровода.
- Требования к герметичности: Класс герметичности по ГОСТ 9544 (А, В, С) или ISO 5208. Для энергетики обычно требуется класс А (полная герметичность).
Сравнение с другими типами запорной арматуры
Для корректного выбора важно понимать отличия крана LD от задвижек, шаровых кранов и вентилей.
| Тип арматуры | Преимущества | Недостатки | Предпочтительная область применения |
|---|---|---|---|
| Кран фланцевый LD (двухдисковый) | Высокая герметичность, малое усилие управления, ремонтопригодность, полнопроходность, возможность работы с загрязненными средами. | Большие строительные длина и высота (по сравнению с шаровым краном), относительно медленное закрытие/открытие. | Трубопроводы средних и больших диаметров с высоким давлением, где требуется надежное отсечение. |
| Задвижка | Прямолинейный поток, малые потери давления, простота конструкции. | Большое усилие на маховик в конце хода, быстрый износ уплотнений в неположениях, большая строительная высота. | Магистральные трубопроводы, где арматура длительно находится в открытом/закрытом положении. |
| Шаровой кран | Компактность, быстрое перекрытие, отличная герметичность, малые усилия управления. | Чувствительность к твердым включениям в среде, ограничения по температуре для уплотнений (ПТФЭ), сложность ремонта. | Системы с частыми переключениями, нефтегазовые и химические линии, где допустимо применение. |
| Вентиль (запорный клапан) | Высокая герметичность, возможность дросселирования потока, малая строительная длина. | Высокое гидравлическое сопротивление, ограничение по направлению потока, обычно для малых диаметров. | Трубопроводы малых и средних диаметров для точного регулирования или отсечения. |
Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание
Монтаж крана LD осуществляется на подготовленный трубопровод с использованием парных фланцев соответствующего стандарта и давления. Обязательна установка прокладки, соответствующей среде и параметрам. Затяжка болтовых соединений должна производиться крест-накрест с рекомендуемым моментом затяжки для равномерного прилегания. Запрещается использование крана для выравнивания misalignment (несоосности) трубопровода, это создает дополнительные напряжения в корпусе.
В процессе эксплуатации необходимо:
Техническое обслуживание включает в себя ревизию, замену уплотнительных колец, сальниковой набивки, при необходимости – шлифовку или замену седел. Большинство конструкций LD являются ремонтопригодными без демонтажа с трубопровода (при наличии запасных частей).
Критерии выбора крана фланцевого LD
При подборе арматуры для конкретной технологической системы необходимо последовательно определить следующие параметры:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем основное отличие крана LD от задвижки?
Основное отличие в конструкции затвора и принципе работы. В кране LD два параллельных диска раздвигаются клином, освобождая проход, а в задвижке затвор (шибер) перемещается перпендикулярно потоку. Кран LD обычно обеспечивает более высокий класс герметичности в закрытом положении и требует меньшего усилия для управления, особенно в системах высокого давления. Однако строительная длина крана LD, как правило, больше, чем у задвижки того же диаметра.
Можно ли использовать кран LD для регулирования расхода среды?
Нет, краны фланцевые LD являются запорной арматурой и предназначены исключительно для полного открытия или закрытия прохода. Использование их в промежуточном положении для регулирования потока приводит к кавитации, вибрации, повышенному износу и эрозии уплотнительных поверхностей дисков и седел, что быстро выводит арматуру из строя. Для регулирования расхода следует применять регулирующие клапаны или специальные регулирующие краны.
Как правильно выбрать материал уплотнений для крана LD?
Выбор материала уплотнения (уплотнительного кольца диска) зависит от химического состава, температуры и абразивности рабочей среды. Для воды до 90°C часто используют EPDM или NBR. Для пара, масел и высоких температур (до 200-300°C) – PTFE (фторопласт). Для агрессивных химических сред (кислоты, щелочи) – PTFE или FKM (Viton). Для сред с абразивными включениями или высокими температурами применяют металлические уплотнения (сталь + стеллит). Следует строго руководствоваться таблицами химической стойкости материалов и рекомендациями производителя арматуры.
Что означает маркировка «30с41нж» на кране?
Это условное обозначение по отечественной системе (ГОСТ 4666-75). Расшифровка: «30» – тип арматуры (кран), «с» – материал корпуса (сталь углеродистая), «41» – номер модели (конструкция), «нж» – материал уплотнительных поверхностей (нержавеющая сталь). Более современная маркировка включает торговую марку (LD), DN, PN, материалы корпуса и уплотнений, стандарт присоединения.
Требуется ли техническое обслуживание крана LD, если он находится в статичном положении «открыто» длительное время?
Да, требуется. Даже в статичном положении рекомендуется не реже одного раза в 3-6 месяцев выполнять пробное закрытие и открытие на 10-20% хода (или полный цикл, если это допустимо по технологии), чтобы предотвратить прикипание или «залипание» дисков, шпинделя, обеспечить смазку трущихся поверхностей. Также необходим визуальный контроль состояния наружных покровных покрытий и сальникового уплотнения.
Каковы основные признаки необходимости ремонта или замены крана LD?
Основные признаки: видимая течь через сальниковое уплотнение, которую не удается устранить подтяжкой сальниковой гайки; течь в закрытом положении по затвору (внутренняя протечка); чрезмерное усилие или, наоборот, легкий ход маховика при управлении; невозможность полностью закрыть или открыть кран; видимые повреждения корпуса (трещины, глубокие коррозионные поражения); значительная деформация или износ элементов при ревизии.
Заключение
Краны фланцевые LD остаются востребованным типом запорной арматуры в энергетике и промышленности благодаря проверенной конструкции, высокой надежности и ремонтопригодности. Их правильный выбор, основанный на анализе рабочих параметров среды и условий эксплуатации, корректный монтаж и плановое техническое обслуживание гарантируют длительный и безотказный срок службы в составе критически важных трубопроводных систем. При проектировании новых или модернизации существующих объектов необходимо учитывать как преимущества (герметичность, управляемость), так и ограничения (габариты, только запорная функция) данной арматуры, применяя ее в тех технологических нишах, где ее характеристики оптимальны.