Шаровые краны Ду 125: конструкция, применение и технические аспекты выбора

Шаровой кран диаметром 125 мм (Ду 125) представляет собой полнопроходную или стандартнопроходную трубопроводную арматуру, предназначенную для оперативного и надежного перекрытия потока рабочей среды. Условный диаметр (Ду, DN) 125 мм соответствует номинальному внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода и является одним из наиболее востребованных типоразмеров на магистральных сетях, технологических линиях и объектах энергетики. Основным рабочим органом служит сферическая пробка (шар) со сквозным отверстием, вращающаяся вокруг оси, перпендикулярной потоку. Поворот рукояти или привода на 90 градусов обеспечивает полное открытие или закрытие прохода.

Конструктивные особенности и материалы исполнения

Конструкция шарового крана Ду 125 определяется рабочими параметрами и средой применения. Типовая конструкция включает корпус, шаровую пробку, шток, седла (уплотнительные кольца) и управляющий узел (рукоять, редуктор, привод).

• Корпус и шаровой элемент: Изготавливаются из углеродистой (Ст20, Ст25), легированной (09Г2С, 12Х18Н10Т) или нержавеющей (AISI 304, AISI 316) стали, реже — из чугуна ВЧШГ для воды и нейтральных сред. Шар имеет хромированное или полированное покрытие для снижения трения и повышения коррозионной стойкости.
• Тип корпуса: Для Ду 125 преимущественно применяется сварной или разборный корпус с фланцевым соединением. Сварные краны обеспечивают абсолютную герметичность и используются на критичных участках, фланцевые — удобны для монтажа и обслуживания.
• Уплотнения: Критически важный элемент. Седла изготавливаются из терморасширенного графита, фторопласта (PTFE, RPTFE), нейлона, усиленного карбона. Выбор зависит от температуры: PTFE до +200°C, графит — до +450°C и выше. Уплотнение штока — сальниковое (набивка) или сильфонное (для агрессивных и опасных сред).
• Присоединение: Преобладает фланцевое исполнение по ГОСТ 33259-2015 (типы фланцев: 11, 12, 13, 21). Резьбовое соединение для Ду 125 практически не встречается. Приварные краны монтируются стыковой сваркой.

Классификация и технические характеристики

Шаровые краны Ду 125 классифицируются по ряду ключевых параметров, определяющих область их применения.

Таблица 1. Классификация шаровых кранов Ду 125

Критерий	Типы	Описание и применение
Проход	Полнопроходный (Full Bore)	Диаметр отверстия в шаре равен внутреннему диаметру трубопровода (Ду). Минимальные гидравлические потери. Для магистралей, где важен беспрепятственный поток.
	Стандартнопроходный (Reduced Bore)	Диаметр отверстия на 1-2 типоразмера меньше Ду. Более компактная и экономичная конструкция. Применим, где потери напора некритичны.
Тип управления	Ручной (рычаг, редуктор)	Для ручного управления в доступных местах. Редуктор необходим для высокого крутящего момента.
	С приводом (электропривод, пневмопривод)	Для автоматизации, дистанционного управления, интеграции в АСУ ТП. Обязательны концевые выключатели и блокировка.
Рабочее давление (PN, Ру)	PN16, PN25, PN40, PN63, PN100	Давление, выдерживаемое при температуре 20°C. Для Ду 125 распространены PN16 и PN25 для сетей низкого давления, PN40 и выше — для технологических линий ТЭЦ и промышленности.
Климатическое исполнение	У, УХЛ, ХЛ, Т	Определяет стойкость к температурам окружающей среды. Для энергетики часто требуется исполнение для умеренного (У) и холодного (ХЛ) климата.

Таблица 2. Типовые диапазоны рабочих параметров для кранов Ду 125

Параметр	Диапазон значений	Примечания
Условный диаметр (Ду, DN)	125 мм	Фактический наружный диаметр присоединительных фланцев — 235 мм (для PN16).
Рабочее давление (PN)	от 1.6 МПа (16 бар) до 10.0 МПа (100 бар)	Наиболее ходовые — PN16 и PN25.
Рабочая температура	от -60°C до +450°C	Зависит от материала корпуса и уплотнений. Стандартный диапазон с PTFE: -30°C…+200°C.
Рабочая среда	Вода, пар, природный газ, нефтепродукты, масла, химические реагенты, агрессивные среды.	Материал корпуса и уплотнений должен быть коррозионно-стойким к конкретной среде.
Строительная длина	~180-220 мм	Определяется стандартом (ГОСТ 28343-89, ISO 17292). Важен для проектирования.
Стандарт герметичности	Класс А (нулевая утечка) по ГОСТ 9544-2016	Для энергетики и опасных сред обязателен высокий класс герметичности.

Области применения в энергетике и смежных отраслях

Краны Ду 125 находят применение на ответственных участках благодаря надежности и хорошей ремонтопригодности.

• Теплоэнергетика: В качестве запорной арматуры на трубопроводах сетевой воды (подача и обратка) с температурой до 150°C, на линиях подпитки, дренажа, на технологических трубопроводах ТЭЦ и котельных. Применяются краны из углеродистой стали с графитовыми уплотнениями.
• Водоснабжение и водоотведение: На магистральных водоводах, в насосных станциях, на вводах/выводах резервуаров. Исполнение — чугун ВЧШГ или сталь с антикоррозионным покрытием.
• Газовая промышленность: На распределительных сетях среднего давления, перед и после регуляторов давления. Обязательно наличие антистатической защиты, пожаробезопасного исполнения (по ГОСТ Р 55060-2012) и сертификата соответствия.
• Нефтехимическая промышленность: На технологических линиях транспортировки сырья и продуктов. Требуются краны из нержавеющей или легированной стали с сильфонным уплотнением штока для исключения утечек.

Критерии выбора и особенности монтажа

Выбор шарового крана Ду 125 должен основываться на техническом задании и расчетных параметрах.

• Давление и температура: Определяют материал корпуса (сталь 20 при t≤150°C, сталь 09Г2С при t≤200°C, нержавеющая сталь при агрессивных средах) и тип уплотнений (PTFE для умеренных температур, графит для высоких).
• Рабочая среда: Агрессивность, абразивность, взрывоопасность. Для аммиака, пропан-бутана требуются специальные исполнения. Для пара — краны с дренажными каналами и усиленными седлами.
• Условия эксплуатации: Частота циклов «открыто-закрыто», наличие вибрации, климатические условия (уличный монтаж требует защиты от атмосферных воздействий).
• Управление: Для кранов Ду 125 с высоким крутящим моментом, особенно при давлениях выше PN25 и вязких средах, рекомендуется установка редуктора или электропривода.

Монтаж должен выполняться в соответствии с ПБ 03-75-94 (для опасных производственных объектов) и инструкцией завода-изготовителя. Фланцевые соединения стягиваются крест-накрест с контролем момента затяжки. Запрещено использование крана в качестве опоры для трубопровода. При сварке необходимо защитить внутренние полости крана от брызг металла и перегрева. Стрелка на корпусе должна совпадать с направлением потока.

Техническое обслуживание и диагностика

Шаровые краны — арматура длительного срока службы, но требующая планового контроля. Техническое обслуживание включает внешний осмотр на предмет коррозии и механических повреждений, проверку герметичности в закрытом положении, контроль легкости хода рукояти или привода. Для кранов с электроприводом проверяется работоспособность концевых выключателей и точность позиционирования. Смазка шара и штока производится через пресс-масленку специальными высокотемпературными или морозостойкими смазками (в зависимости от модификации). При износе седла или уплотнений штока возможна ремонтопригодность у разборных моделей.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кран Ду 125 PN16 от PN25?

Основное отличие — в толщине стенок корпуса, конструкции фланцев и прочности крепежа, что определяет максимально допустимое рабочее давление: 1.6 МПа и 2.5 МПа соответственно при температуре 20°C. При выборе необходимо учитывать, что с ростом температуры максимально допустимое давление падает (см. паспортные данные).

Можно ли использовать шаровой кран Ду 125 для регулирования расхода?

Нет, шаровые краны предназначены преимущественно для запорных функций (полное открытие/закрытие). Работа в промежуточном положении приводит к кавитационному износу седел и шаровой поверхности, быстрому выходу из строя. Для регулирования применяются специальная регулирующая арматура (заслонки, клапаны).

Какой тип привода выбрать для крана Ду 125?

Выбор зависит от условий:

• Электропривод: Для дистанционного управления, интеграции в АСУ. Требует подвода питания. Необходимо согласование крутящего момента привода и момента крана (с запасом 20-30%).
• Пневмопривод: Для взрывоопасных зон, где применение электричества нежелательно. Требует источника сжатого воздуха.
• Ручной с редуктором: Для мест, где не требуется частая автоматизация, но усилие на рычаге слишком велико (давление выше PN25, вязкие среды).

Что означает «антистатическое исполнение» и «пожаробезопасное исполнение»?

• Антистатическое исполнение: Обеспечивает электрическую непрерывность между шаром, штоком и корпусом для отвода статического электричества, возникающего при транспортировке диэлектрических сред (углеводороды). Обязательно для газовых и нефтехимических объектов.
• Пожаробезопасное исполнение (Fire Safe): Конструкция крана (специальные седла, уплотнения) при воздействии пламени в течение нормированного времени (30 мин) сохраняет герметичность в закрытом состоянии и ограничивает утечку через шток. Соответствует стандартам API 607, ISO 10497.

Как правильно хранить и консервировать шаровой кран до монтажа?

Кран должен храниться в закрытом сухом помещении, в оригинальной упаковке. Заглушки на присоединительных патрубках не должны сниматься до момента монтажа для защиты от попадания грязи и влаги. При длительном хранении (более 6 месяцев) необходимо проверить состояние консервационной смазки. Шар должен быть в закрытом положении, а пружины привода — в разгруженном состоянии.

Каков типовой срок службы шарового крана Ду 125?

Срок службы при соблюдении условий эксплуатации (среда, давление, температура) и проведении планового ТО составляет 15-25 лет и более. Ресурс по циклам срабатывания (открытие-закрытие) указывается в паспорте и варьируется от 10 000 до 25 000 циклов для качественных моделей в зависимости от давления и температуры среды.