Краны КШ.Ц.Ф Energy: полное техническое описание и область применения

Кран шаровой цельносварной фланцевый серии КШ.Ц.Ф Energy представляет собой специализированную трубопроводную арматуру, разработанную для эксплуатации в магистральных и технологических трубопроводах энергетических объектов. Данный тип кранов относится к классу полнопроходных (Full Bore) шаровых кранов с цельносварным корпусом и фланцевыми присоединительными концами, что обеспечивает высокую герметичность, прочность и надежность в условиях длительной непрерывной работы под высоким давлением. Основное назначение – полное перекрытие потока рабочей среды в системах теплоснабжения, водоподготовки, топливоподачи и других критически важных контурах электростанций и энергокомплексов.

Конструктивные особенности и материалы исполнения

Конструкция крана КШ.Ц.Ф Energy оптимизирована для энергетики, где ключевыми требованиями являются безопасность и минимальное обслуживание в течение всего жизненного цикла.

• Корпус: Выполняется методом сварки из двух штампованных половин из углеродистой (ст.20, ст.09Г2С) или нержавеющей (12Х18Н10Т) стали. Цельносварная конструкция исключает возможность протечек через разъем корпуса, характерный для кранов с разборным корпусом, и повышает стойкость к механическим нагрузкам и вибрациям.
• Шар (затвор): Изготавливается из высокопрочной коррозионностойкой стали с последующим хромированием или напылением твердых износостойких покрытий (например, никелирование). Это обеспечивает низкий коэффициент трения, стойкость к кавитации и абразивным частицам в рабочей среде.
• Уплотнения шарового затвора: Применяются кольца из терморасширенного графита, армированного инконелем, или высокотемпературных полимеров (PTFE, RPTFE, PEEK). Данные материалы гарантируют герметичность класса А (нулевая утечка) по ГОСТ 9544-2015 в широком диапазоне температур.
• Шпиндель (шток): Выполнен с системой противовыброса, что исключает его самопроизвольный выход под давлением. Шпиндель герметизирован сальниковым уплотнением с поджатием или сильфонным узлом (в особых исполнениях), обеспечивающим абсолютную герметичность по отношению к окружающей среде.
• Присоединение: Фланцевое, по ГОСТ 33259-2015 (типы 21, 22, 23) или ASME B16.5. Фланцы имеют исполнение под уплотнительную поверхность «шип-паз» (RTJ), «выступ-впадина» (M/F), что повышает надежность фланцевого соединения при высоких давлениях.
• Привод: Краны серии Energy предназначены для комплектации электроприводами (например, типа МЭО, Limitorque, AUMA) или редукторами с ручным управлением. Присоединительный фланец стандартизирован по ISO 5211.

Технические характеристики и параметры выбора

Выбор крана КШ.Ц.Ф Energy для конкретной технологической линии осуществляется на основе строгого соответствия параметров среды и условий эксплуатации.

Параметр	Значение / Диапазон	Комментарий
Условный диаметр (DN)	от DN 50 до DN 800	Наиболее востребованы в энергетике размеры DN 150 — DN 500.
Условное давление (PN)	PN 16, PN 25, PN 40, PN 63, PN 100	Для систем высокого давления (питательная вода, пар) применяются краны PN 63, PN 100.
Класс давления по ASME	Class 150, Class 300, Class 600	Для импортного оборудования и проектов.
Рабочая температура	от -60°C до +560°C	Зависит от материалов уплотнений: PTFE до +200°C, графит до +560°C.
Рабочая среда	Вода, пар, конденсат, воздух, азот, мазут, масло.	Не предназначены для агрессивных химических сред без специального исполнения.
Стандарт герметичности	Класс А по ГОСТ 9544 (ГОСТ Р 54808), ISO 5208 Rate A	Полная герметичность как в сторону корпуса, так и по внешней утечке.
Строительная длина	По ГОСТ 33259 или по каталогу производителя	Как правило, соответствует длине стальных фланцевых задвижек.

Область применения в энергетике

Краны КШ.Ц.Ф Energy устанавливаются на участках, требующих высокой надежности и где не предусмотрено частое переключение.

• Тепловые сети ТЭЦ и котельных: В качестве отсечной арматуры на подающих и обратных магистралях, перед теплообменным оборудованием, в узлах врезки. Способность работать с перегретой водой до 150-200°C делает их идеальным решением.
• Системы пароснабжения: На трубопроводах насыщенного и перегретого пара давлением до 100 бар. Цельнокорпусная конструкция исключает риск разгерметизации по линии разъема.
• Системы водоподготовки и химочистки: На трубопроводах обессоленной воды, растворов реагентов. Применяются исполнения из нержавеющей стали или с защитными покрытиями.
• Топливное хозяйство: На магистралях подачи мазута и мазутохозяйства. Полнопроходная конструкция минимизирует гидравлические потери.
• Системы пожаротушения и аварийного охлаждения: Где требуется гарантированное срабатывание после длительного периода покоя.

Преимущества и недостатки по сравнению с другой запорной арматурой

Преимущества:

• Высокая герметичность: Достигается за счет полированной поверхности шара и эластичных уплотнений, превосходит клиновые задвижки по классу плотности.
• Надежность и долговечность: Минимум движущихся частей и цельносварной корпус обеспечивают срок службы до 30 лет и более.
• Полнопроходность: Практически нулевое гидравлическое сопротивление в открытом положении, что снижает энергозатраты на перекачку.
• Удобство управления и автоматизации: Поворот на 90° позволяет использовать компактные приводы с быстрым временем срабатывания.
• Техническое обслуживание: В большинстве случаев не требует регламентного обслуживания в процессе эксплуатации, в отличие от задвижек, требующих периодической подтяжки сальника.

Недостатки и ограничения:

• Регулирование: Не предназначены для регулирования расхода, работают только в положениях «открыто/закрыто». Использование для дросселирования приводит к кавитационному разрушению шара и уплотнений.
• Ремонтопригодность: Цельнокорпусная конструкция делает невозможным текущий ремонт или замену уплотнений в полевых условиях. При выходе из строя кран подлежит замене.
• Стоимость: Первоначальная стоимость, как правило, выше, чем у полнопроходных задвижек аналогичного диаметра, но совокупная стоимость владения ниже из-за отсутствия затрат на обслуживание.
• Требования к чистоте среды: При наличии крупных абразивных включений возможно повреждение уплотнительных поверхностей шара.

Особенности монтажа и эксплуатации

Монтаж кранов КШ.Ц.Ф Energy должен производиться в строгом соответствии с инструкцией производителя и правилами безопасности.

• Подготовка: Перед установкой необходимо проверить маркировку на соответствие параметрам трубопровода, удалить транспортные заглушки, убедиться в свободном повороте шара.
• Установка: Кран монтируется в любом пространственном положении, однако предпочтительно расположение шпинделем вертикально или под углом. Запрещается использовать фланцы крана для компенсации несоосности трубопровода. Приварка должна выполняться без перегрева корпуса, с использованием технологии, исключающей попадание брызг металла на подвижные части.
• Обвязка: Рекомендуется установка до и после крана дренажных штуцеров для сброса давления и контроля герметичности.
• Эксплуатация: Управление краном, оснащенным редуктором или электроприводом, должно исключать приложение чрезмерного усилия. В процессе эксплуатации необходимо проводить периодический визуальный контроль состояния антикоррозионного покрытия и работоспособность привода.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кран КШ.Ц.Ф принципиально отличается от крана КШ.Ф (разборного)?

Кран КШ.Ф имеет разборный корпус (обычно на болтовом соединении), что позволяет проводить ревизию и замену уплотнений. КШ.Ц.Ф – цельносварной, неразборный. Это делает его более надежным при высоких давлениях и температурах, исключает риск протечки через прокладку разъема корпуса, но делает невозможным ремонт. Выбор зависит от требований проекта: где критична ремонтопригодность – КШ.Ф, где абсолютная надежность и герметичность – КШ.Ц.Ф.

Можно ли использовать кран КШ.Ц.Ф Energy для регулирования потока пара?

Нет, категорически не рекомендуется. Шаровые краны данной серии являются запорной арматурой. При частичном открытии под воздействием высокоскоростного потока пара происходит кавитационное и эрозионное разрушение поверхности шара и седельных уплотнений, что в краткосрочной перспективе приводит к потере герметичности. Для регулирования пара применяются специальные регулирующие клапаны или шаровые краны с особой конструкцией профиля шара (V-порт), которые в серию Energy, как правило, не входят.

Какой тип привода предпочтительнее для крана на магистральном трубопроводе?

Для кранов диаметром от DN 150 и в обязательном порядке на ответственных линиях (например, питательная вода, главный пар) должен устанавливаться электропривод. Это обеспечивает дистанционное управление, возможность интеграции в АСУ ТП, а также гарантированное усилие для закрытия/открытия под давлением. Ручные редукторы допустимы на вспомогательных линиях малых диаметров (до DN 100) с низким рабочим давлением.

Что означает маркировка, например, КШ.Ц.Ф. 150-100-20 Energy?

Данная маркировка расшифровывается следующим образом:

• КШ – Кран Шаровой.
• Ц – Цельнокорпусной (цельносварной).
• Ф – Фланцевый.
• 150 – Условный диаметр DN 150.
• 100 – Условное давление PN 100 (номинальное давление 10 МПа или ~100 бар).
• 20 – Материал корпуса – сталь 20.
• Energy – Серия, ориентированная на энергетику.