Кран муфтовый полнопроходной представляет собой тип трубопроводной арматуры, предназначенный для полного перекрытия или открытия потока рабочей среды. Ключевая особенность конструкции — проходное сечение в открытом состоянии равно или максимально приближено к внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода, что минимизирует гидравлическое сопротивление и потери давления. Присоединение к трубопроводу осуществляется посредством внутренней резьбы (муфты), нарезанной на концах корпуса, что определяет сферу его применения преимущественно на малых диаметрах (условных проходах).
Основными элементами крана муфтового полнопроходного являются литой или штампованный корпус, затвор (пробка) сферической или конической формы с сквозным отверстием, шпиндель (шток) и уплотнительные элементы. Принцип действия основан на повороте затвора на 90 градусов вокруг своей оси, перпендикулярной направлению потока. В открытом положении отверстие в затворе совпадает с осью трубопровода, обеспечивая прямой, беспрепятственный проход среды. В закрытом положении повернутая на 90 градусов сплошная часть затвора полностью перекрывает проход.
Конструктивно краны подразделяются на два основных типа:
Выбор материала корпуса и внутренних компонентов определяется рабочей средой, давлением, температурой и требованиями к коррозионной стойкости.
| Компонент | Материал | Характеристики и применение |
|---|---|---|
| Корпус | Латунь (CW617N, CW614N) | Коррозионная стойкость, пластичность, применение для воды, газа, теплоносителя в ЖКХ. Рабочее давление до 40 бар. |
| Корпус | Углеродистая сталь (WCB, 25Л) | Высокая прочность, применение в промышленных трубопроводах с паром, маслом, агрессивными средами (с покрытием). |
| Корпус | Нержавеющая сталь (AISI 304, AISI 316) | Высокая коррозионная и химическая стойкость, пищевая, химическая промышленность, морская вода. |
| Затвор (шар) | Хромированная латунь, нержавеющая сталь с хромированием | Высокая твердость, износостойкость, низкий коэффициент трения. |
| Уплотнения | Фторопласт (PTFE, тефлон), PTFE с наполнителями, NBR (нитрильный каучук), EPDM | Определяют температурный диапазон и химическую стойкость. PTFE универсален для широкого спектра сред и температур до +200°C. |
При выборе крана необходимо руководствоваться следующими параметрами:
В энергетическом комплексе муфтовые полнопроходные краны находят применение во вспомогательных системах, где важны минимальные потери напора и надежное отсечение.
| Критерий | Кран шаровый муфтовый полнопроходной | Вентиль муфтовый (запорный клапан) | Задвижка муфтовая |
|---|---|---|---|
| Гидравлическое сопротивление | Минимальное (Kv высокий) | Высокое (из-за изменения направления потока) | Низкое в открытом состоянии |
| Скорость срабатывания | Высокая (поворот на 90°) | Низкая (необходимо много оборотов) | Средняя |
| Герметичность | Высокая (класс А) | Высокая | Часто уступает крану и вентилю |
| Регулирование потока | Не рекомендуется (вызывает кавитацию и износ) | Основное назначение | Запрещено |
| Габариты и строительная длина | Малые | Средние | Большие (по высоте) |
| Срок службы (циклов) | Высокий (15-25 тыс. циклов) | Средний (износ седла и золотника) | Низкий (износ уплотнений клина) |
Основные преимущества: простота конструкции, надежность, малое время открытия/закрытия, высокая герметичность, малые габариты и масса, удобство монтажа, широкий диапазон рабочих сред.
Основные недостатки: ограничение по диаметру (муфтовое соединение не применяется на больших Ду), невозможность плавного регулирования (за исключением специальных моделей), относительно высокая стоимость на большие диаметры по сравнению с задвижками, риск заклинивания при длительном простое в одном положении в агрессивных средах.
Монтаж крана должен производиться на отключенном и опорожненном участке трубопровода. Резьбовое соединение уплотняется льняной прядью с пастой Unipak, фум-лентой или анаэробным герметиком, в зависимости от среды и температуры. Важно избегать чрезмерных усилий при затяжке, чтобы не создать внутренние напряжения в корпусе. Кран должен быть установлен в доступном для поворота ручки положении. Запрещается использовать удлинители («трубы») на рукоятке для увеличения момента.
Эксплуатация предусматривает полное открытие или закрытие. Промежуточные положения допустимы только для специальных регулирующих кранов. При появлении подтеканий по штоку в кранах с сальниковым уплотнением возможна подтяжка сальниковой гайки (если это предусмотрено конструкцией). Основное обслуживание заключается в периодической проверке герметичности и, при необходимости, ремонте путем замены картриджа с шаровым механизмом или полной замены арматуры.
Полнопроходной кран имеет диаметр отверстия в шаре, равный внутреннему диаметру присоединительного патрубка (и примерно равный внутреннему диаметру трубопровода). У редуцированного (стандартнопроходного) крана отверстие в шаре на один типоразмер меньше (например, у крана DN 25 отверстие ~20 мм). Это создает дополнительное гидравлическое сопротивление, но удешевляет конструкцию. Полнопроходные модели выбирают для систем, где потери давления критичны.
Нет, в общем случае — нельзя. Шаровые краны предназначены для запорных функций. Регулирование приводит к кавитации, эрозии поверхности шара, вибрации и преждевременному износу уплотнений. Для регулирования следует применять вентили или специальные шаровые краны с V-образным отверстием в шаре.
Выбор зависит от среды и температуры:
Возможные причины: попадание твердых частиц в зону уплотнения шара (заклинивание), коррозия шара или штока из-за несовместимости материала со средой, отсутствие смазки в кранах с системой обслуживания, перетяжка сальникового узла. Необходима разборка, промывка или замена.
Да, шаровые муфтовые краны можно устанавливать в любом пространственном положении. Единственное требование — обеспечить удобный доступ к рукоятке. Следует избегать положения, при котором рукоятка в открытом состоянии будет направлена вниз, где ее могут задеть.
Срок службы определяется количеством циклов «открыто-закрыто» и условиями эксплуатации. Для качественных латунных кранов на воде при нормальных условиях ресурс составляет 15-25 тысяч циклов. Срок календарной службы при отсутствии циклов может достигать 10-15 лет и более, но рекомендуется периодическая проверка.
Современные необслуживаемые краны (со встроенным картриджем) не требуют планового ТО. Обслуживаемые краны (с возможностью подтяжки сальника или замены уплотнений) требуют периодического контроля. В любом случае рекомендуется ежегодная проверка на герметичность и легкость хода.