Краны шаровые 2 1/2"

Краны шаровые 2 1/2″: полное техническое описание, стандарты и применение в энергетике

Кран шаровой 2 1/2″ (условный проход DN 65) представляет собой запорную арматуру полнопроходной или стандартнопроходной конструкции, предназначенную для полного перекрытия потока рабочей среды в трубопроводных системах. Основным рабочим органом является сферический затвор (пробка) с сквозным отверстием, вращающийся вокруг оси, перпендикулярной направлению потока. В энергетике, включая тепловые и атомные электростанции, котельные, системы тепло- и водоснабжения, данные краны применяются на вспомогательных линиях, системах химводоподготовки, дренажа, подпитки и в других технологических контурах, где не требуются параметры высокого давления и температуры, характерные для основной энергетической арматуры.

Конструктивные особенности и материалы исполнения

Конструкция крана шарового 2 1/2″ определяется типом корпуса, способом присоединения и уплотнения.

• Тип сборки корпуса:
  • Цельносварной (сварной) корпус: Неразборная конструкция, обеспечивающая максимальную герметичность. Применяется для ответственных систем, работающих с агрессивными или опасными средами. Ремонт невозможен или ограничен.
  • Разборный корпус (фланцевый, комбинированный): Состоит из двух или более частей, соединенных болтами. Обеспечивает возможность обслуживания и замены внутренних компонентов (шара, седел, штока). Наиболее распространенный тип для коммунальной и промышленной энергетики.
• Тип присоединения к трубопроводу:
  • Фланцевое (ГОСТ 33259-2015, ГОСТ 12815-80, EN 1092-1): Наиболее распространено для DN 65 в энергетике. Обеспечивает прочное, разъемное соединение, удобное для монтажа/демонтажа. Фланцы имеют исполнение по плоскостям (например, исполнение 1).
  • Муфтовое (внутренняя резьба): Применяется реже, обычно для систем низкого давления (до 1,6 МПа). Резьба может быть трубной цилиндрической (G) или конической (R).
  • Под приварку: Конечные участки трубопровода привариваются непосредственно к патрубкам крана. Создает неразъемное, абсолютно герметичное соединение, используется на особо ответственных участках.
• Материалы корпуса и внутренних компонентов:
  • Корпус, крышка: Углеродистая сталь (ст. 20, 25Л), нержавеющая сталь (12Х18Н10Т, 08Х18Н10, AISI 304/316), реже — ковкий чугун (EN-GJS-400-18). Для энергетики предпочтительна сталь.
  • Шар: Обычно из нержавеющей стали с хромированием или полировкой для снижения трения и повышения коррозионной стойкости.
  • Седла (уплотнительные кольца): Наиболее критичный элемент. Применяются фторопласт (PTFE), усиленный PTFE (стекловолокном, графитом), терморасширенный графит (для высоких температур), реже — полиамид, PEEK.
  • Уплотнение штока: Комплект сальниковых колец из графита, PTFE или комбинированных материалов.

Ключевые технические характеристики и параметры выбора

Выбор крана шарового 2 1/2″ для энергетического объекта требует анализа следующих параметров.

Таблица 1. Основные технические параметры кранов шаровых DN 65

Параметр	Типовые значения / Описание	Примечание для энергетики
Условный проход (DN)	65 мм	Соответствует наружному диаметру трубопровода 76 мм (труба Ду 65).
Условное давление (PN)	16, 25, 40, 63, 100, 160	PN 16 и PN 25 наиболее распространены для систем отопления, водоснабжения. PN 40 и выше — для технологических линий ТЭЦ/АЭС.
Рабочее давление (Рр)	Зависит от PN и материала, до 16 МПа (160 бар) для стальных	Определяется параметрами конкретного контура (например, линия подпитки сетевой воды).
Рабочая температура	От -60°C до +300°C и выше	Зависит от материала седел: PTFE до +200°C, PTFE усиленный до +250°C, графит до +450°C.
Рабочая среда	Вода, пар, воздух, масло, неагрессивные жидкости и газы	Для химически активных сред (кислоты, щелочи) — корпус и шар из нержавеющей стали, седла из PTFE или PEEK.
Коэффициент пропускной способности (Kvs)	~100-160 м³/ч для полнопроходных моделей	Важно для расчета гидравлических потерь. У стандартнопроходных кранов Kvs на 30-50% ниже.
Класс герметичности по ГОСТ 9544-2016	А (нулевая утечка), В, С	Для энергетики, как правило, требуется класс А или В (для сред групп 1,2).
Тип управления	Ручной (рычаг, редуктор), электрический привод, пневмопривод	Для удаленного или автоматического управления в АСУ ТП применяются краны с электроприводом (многооборотным или поворотным).

Стандарты и нормативная документация

Производство и поставка кранов для энергетики регламентируется строгими стандартами.

• ГОСТ 28343-89 (ИСО 7121-86): Краны шаровые на номинальное давление до 40 МПа. Основной стандарт на конструкцию, параметры, методы испытаний.
• ГОСТ 21345-2005: Краны шаровые, конусные и цилиндрические. Нормы герметичности.
• ГОСТ 9544-2016: Классы и нормы герметичности затворов арматуры.
• ГОСТ 33259-2015 (EN 1092-1): Фланцы стальные приварные встык для трубопроводной арматуры.
• Технический регламент Таможенного союза ТР ТС 010/2011: «О безопасности машин и оборудования». Обязателен для подтверждения соответствия (сертификат/декларация).
• Отраслевые стандарты энергокомпаний (СТО): Часто устанавливают дополнительные требования к материалам, контролю качества, комплектации.

Особенности монтажа, эксплуатации и технического обслуживания

Правильный монтаж и обслуживание напрямую влияют на ресурс и безопасность.

• Монтаж:
  • Перед установкой необходимо проверить чистоту внутренней полости крана и трубопровода от окалины и механических частиц.
  • Монтажное положение корпуса — любое, кроме положения приводом вниз. Направление потока — обычно произвольное, но для некоторых моделей с несимметричным уплотнением штока или редукционным отверстием — указано стрелкой на корпусе.
  • При фланцевом соединении необходимо использовать прокладки, соответствующие рабочей среде и температуре (паронит, фторопласт, графит). Затяжку болтов производить крест-накрест, без перекоса, с рекомендуемым моментом затяжки.
  • Запрещается использовать рычаг управления для перемещения или натяжения смонтированного трубопровода.
• Эксплуатация:
  • Кран должен работать только в положении «полностью открыт» или «полностью закрыт». Использование в качестве регулирующего органа приводит к кавитационному износу седла и шара.
  • Для кранов, длительное время находящихся в одном положении, рекомендуется проводить плановые переключения (раз в квартал) для предотвращения «прикипания» шара к седлам.
• Техническое обслуживание (ТО):
  • Визуальный контроль на отсутствие внешних протечек по сальниковому уплотнению и фланцевым соединениям.
  • Проверка легкости хода привода. При затрудненном повороте — диагностика возможного износа седел или попадания твердых частиц.
  • При наличии редуктора или электропривода — проверка состояния смазки согласно инструкции завода-изготовителя.
  • Замена уплотнительных элементов (седел, сальников) производится при плановом ремонте оборудования или при обнаружении несоответствия нормам герметичности.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кран шаровой полнопроходный от стандартнопроходного для размера 2 1/2″?

Полнопроходной (Full Bore, FB) кран имеет диаметр отверстия в шаре, практически равный внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода (DN 65). Это минимизирует гидравлические потери. Стандартнопроходной (Reduced Bore, RB) кран имеет отверстие в шаре на один типоразмер меньше (например, эквивалентное DN 50), что создает дополнительное местное сопротивление, но делает кран дешевле и легче. В энергетике, где важны потери напора, предпочтение отдается полнопроходным моделям.

Как правильно подобрать материал седла для системы с горячей водой (t=150°C) и для системы с паром (t=300°C)?

Для горячей воды до 150°C достаточно стандартных седел из фторопласта (PTFE). Для пара с температурой 300°C PTFE неприменим. Необходимы седла из терморасширенного графита или композитных материалов на основе PEEK (полиэфирэфиркетона), которые сохраняют упругие и герметизирующие свойства при высоких температурах.

Что означает класс герметичности А по ГОСТ 9544 и как он проверяется?

Класс герметичности А — это нулевая допускаемая утечка. Проверка проводится испытанием на герметичность затвора (в закрытом состоянии) водой или воздухом под давлением. Для класса А при испытании водой в течение контрольного времени не должно быть видимых капель или увлажнения, при испытании воздухом — пузырьков в водяной ванне. Это самый строгий класс, часто требуемый в энергетике.

Можно ли устанавливать кран шаровой 2 1/2″ с электроприводом на существующий кран с ручным управлением?

Да, это возможно. Большинство производителей выпускают краны с унифицированным фланцем под установку приводов (по стандарту ISO 5211). Необходимо демонтировать ручной рычаг или редуктор и установить на этот фланец соответствующий электропривод с моментом, превышающим требуемый для поворота шара конкретного крана (с запасом 20-30%). Обязательна настройка концевых выключателей.

Каков типовой срок службы шарового крана DN 65 в системе теплоснабжения?

При соблюдении условий эксплуатации (среда — сетевая вода, t до 150°C, отсутствие гидроударов, периодическое ТО) срок службы стального шарового крана с седлами из усиленного PTFE может составлять 10-15 лет или 5000-10000 циклов «открыто-закрыто». Ресурс определяется в первую очередь износом уплотнительных седел и сальникового узла, которые являются сменными элементами.

Заключение

Кран шаровой 2 1/2″ (DN 65) является надежным и функциональным элементом запорной арматуры для широкого спектра систем в энергетике. Его корректный выбор, основанный на анализе давления, температуры, химического состава среды и требований к герметичности, а также соблюдение правил монтажа и эксплуатации, являются залогом долговечной и безаварийной работы технологического контура. Применение современных материалов для уплотнений и наличие приводных систем автоматизации позволяют интегрировать данную арматуру в сложные системы управления энергообъектами, обеспечивая требуемый уровень безопасности и эффективности.