Краны шаровые Ду 15

Краны шаровые Ду 15: конструкция, материалы, применение и монтаж

Кран шаровой Ду 15 (номинальный диаметр 15 мм, что соответствует ½ дюйма) – это запорная арматура полнопроходного или стандартнопроходного типа, предназначенная для полного перекрытия или открытия потока рабочей среды в трубопроводах малого диаметра. Принцип действия основан на повороте на 90° сферического затвора (пробки) со сквозным отверстием, ось которого совпадает с направлением потока в открытом положении и перпендикулярна ему в закрытом. Управление осуществляется вручную посредством рычага (рукоятки) или маховика, а также автоматически с помощью электропривода или пневмопривода.

Конструктивные особенности и основные элементы

Конструкция шарового крана Ду 15, несмотря на кажущуюся простоту, является высокотехнологичной и включает несколько ключевых узлов:

• Корпус: Основная несущая часть. Может быть цельнолитым (односоставным), разборным (двусоставным или трехсоставным). Разборные корпуса упрощают обслуживание и ремонт.
• Шар (сферический затвор): Изготавливается с высокой точностью и чистотой поверхности. Имеет сквозное цилиндрическое отверстие, диаметр которого определяет тип прохода (полный или стандартный).
• Шпиндель (шток): Передает крутящий момент от рукоятки к шару. Обеспечивает герметичность посредством сальниковых уплотнений. Может быть фиксированным (с вырезом) или плавающим.
• Уплотнительные седла: Кольца, расположенные между шаром и корпусом, обеспечивающие герметичность в закрытом положении. Материал – чаще всего тефлон (PTFE), реже – усиленные композиты (PEEK, Delrin) для высоких температур.
• Уплотнение шпинделя: Комплект сальниковых колец (обычно из PTFE или графита) для предотвращения утечки по штоку.
• Управляющий элемент: Рычаг (бабочка), маховик или насадка под ключ. Для кранов под привод имеет форму фланца (согласно стандартам ISO 5211).

Материалы корпуса и сферы применения

Выбор материала определяет химическую стойкость, рабочее давление, температуру и стоимость изделия.

Таблица 1. Материалы корпусов кранов шаровых Ду 15 и их применение

Материал корпуса	Основные характеристики	Типичные среды применения
Латунь (CW617N, CuZn39Pb3)	Коррозионная стойкость в воде, паре, газах. Хорошая обрабатываемость. Не для агрессивных сред. Рабочая температура до 120°C.	Системы ГВС/ХВС, сжатый воздух, газоснабжение, отопление.
Нержавеющая сталь (AISI 304, AISI 316)	Высокая коррозионная и химическая стойкость. Рабочая температура до 200°C (с PTFE седлами). Прочность.	Пищевая, химическая промышленность, агрессивные среды, морская вода, пар.
Углеродистая сталь (WCB)	Высокая прочность и стойкость к давлению. Требует защиты от коррозии. Рабочая температура до 425°C (с металлическими седлами).	Пар, вода, нефтепродукты, неагрессивные среды в энергетике и промышленности.
Полипропилен (PP), Поливинилиденфторид (PVDF)	Исключительная химическая стойкость. Низкое давление и температура (до 80-100°C). Диэлектрические свойства.	Химически агрессивные среды, аналитические линии, установки водоподготовки.

Типы подключения (присоединения)

Для кранов Ду 15 наиболее распространены следующие виды присоединений:

• Резьбовое:
  • Внутренняя резьба (гайка/муфта): Обозначается как «НР» или «F/F». Чаще всего по ГОСТу – трубная цилиндрическая резьба (G½»), по импортным стандартам – BSPP (R½»).
  • Наружная резьба (штуцер): Обозначается как «НР/ВР» или «M/F». Резьба G½» (BSPP) или коническая (Rc½»/BSPT).
  • Комбинированное: С одной стороны внутренняя, с другой – наружная резьба («F/M»).
• Под приварку: Привариваются встык (Butt Weld) к трубопроводу. Обеспечивает абсолютную герметичность, используется в ответственных высоконапорных и опасных системах.
• Фланцевое (редко для Ду 15): Может встречаться в специфических промышленных модулях, но для данного диаметра не является типичным.
• Обжимное (цанговое): Для подключения к металлопластиковым или пластиковым трубам без нарезки резьбы, с помощью накидной гайки и обжимного кольца.

Классификация по типу прохода и конструкции корпуса

Важнейший параметр – коэффициент потери давления, определяемый геометрией крана.

Таблица 2. Типы кранов по проходу

Тип прохода	Диаметр отверстия в шаре	Коэффициент потерь (Kvs)	Назначение
Полнопроходный (Full Bore)	Равен внутреннему диаметру трубопровода Ду 15 (~15 мм)	Высокий (около 4-6 м³/ч для воды)	Системы, где критично минимальное гидравлическое сопротивление (магистрали, главные линии).
Стандартнопроходный (Reduced Bore, Standard Port)	На 1 размер меньше номинала (часто ~11-12 мм)	Средний (около 2.5-3.5 м³/ч)	Большинство распределительных систем, где небольшое сопротивление допустимо. Более компактная и экономичная конструкция.

Эксплуатационные параметры и стандарты

Краны Ду 15 характеризуются следующими техническими параметрами:

• Номинальное давление (PN): Наиболее распространены PN16 (16 бар) и PN25 (25 бар) для воды при 20°C. Для газов и других сред давление пересчитывается. Стальные краны могут иметь PN40, PN63 и выше.
• Рабочее давление и температура: Взаимосвязанные параметры. С ростом температуры допустимое давление падает. Данные указываются в паспорте изделия.
• Климатическое исполнение: По ГОСТ 15150 для работы в определенных диапазонах температур и влажности.
• Стандарты: Изготовление может регламентироваться ГОСТ 28343-89 (краны шаровые), ГОСТ 21345-2005, а также международными стандартами: ISO 17292, API 608, DIN 3357.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Правильный монтаж – залог долговечной и безопасной работы.

• Подготовка: Убедиться в чистоте трубопровода и отсутствии механических частиц. Проверить соответствие резьбы и давления.
• Направление потока: Большинство кранов – двунаправленные. Некоторые могут иметь указательную стрелку, которую необходимо соблюдать.
• Уплотнение резьбы: Использовать ленту ФУМ, нить Tangit Unilok или анаэробный герметик. Наматывать по резьбе, не закрывая внутренний диаметр.
• Затяжка: Производить динамометрическим ключом с моментом, рекомендованным производителем. Перетяжка может привести к разрушению корпуса или деформации седла.
• Положение при монтаже: Установка крана в любом положении, кроме положения рукояткой вниз (для предотвращения скопления примесей в полости).
• Эксплуатация: Кран должен использоваться только в положениях «полностью открыт» или «полностью закрыт». Не является регулирующей арматурой. Работа в промежуточном положении приводит к кавитационному износу седла и шара.
• Техобслуживание: Периодическая проверка на герметичность. Для разборных моделей – возможность замены седел и уплотнений штока.

Области применения в энергетике и смежных отраслях

В энергетическом комплексе краны Ду 15 выполняют вспомогательные, но важные функции:

• Обвязка контрольно-измерительных приборов (КИП): Установка перед манометрами, датчиками давления и расхода (в качестве запорных вентилей).
• Дренажные и воздушные линии: Для стравливания воздуха из систем или слива конденсата.
• Вспомогательные технологические линии: Подпитка систем, отбор проб, байпасные линии малого диаметра.
• Системы химводоподготовки (ХВП): На линиях дозирования реагентов, пробоотбора.
• Пневматические системы управления: В качестве отсечных клапанов на линиях управления пневмоприводами более крупной арматуры.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кран шаровой Ду 15 от вентиля запорного того же диаметра?

Шаровой кран имеет более простую конструкцию, меньшее гидравлическое сопротивление в открытом состоянии, более быстрое управление (поворот на 90°), но, как правило, не предназначен для регулирования потока. Вентиль (запорный клапан) регулирует поток, но имеет большее сопротивление и более сложную конструкцию с сальниковым узлом.

Как расшифровать маркировку на кране, например, 11с67п Ду15 Ру16?

По ГОСТ 4666-75: «11» – кран шаровой, «с» – материал корпуса из углеродистой стали, «67» – тип привода (ручное управление), «п» – материал уплотнения – фторопласт. Ду15 – условный проход 15 мм, Ру16 – условное давление 16 бар.

Можно ли использовать латунный кран Ду 15 на паре?

Да, но с строгим соблюдением параметров, указанных производителем. Как правило, для насыщенного пара латунные краны применяются на давлениях не выше 8-10 бар и температурах до 160-180°C, при условии использования уплотнений из PTFE или графита.

Что такое Kvs крана и как его рассчитать для Ду 15?

Kvs – коэффициент пропускной способности, равный расходу воды (в м³/ч) через полностью открытый кран при перепаде давления в 1 бар. Для подбора необходимо знать требуемый расход Q (м³/ч) и допустимые потери давления ΔP (бар). Расчетная формула: Q = Kvs

• √ΔP. Для стандартного крана Ду 15 Kvs обычно составляет 2.5-3.5, для полнопроходного – 4-6.

Почему кран шаровой начал подтекать по штоку и как это устранить?

Причина – износ или осадка сальниковых уплотнений штока. В большинстве современных кранов предусмотрена возможность подтяжки сальникового узла. Необходимо подтянуть гайку сальника на 1-1.5 оборота. Если подтяжка не помогает, требуется замена уплотнительных колец (в разборных кранах) или всего крана.

Как правильно выбрать тип резьбы при заказе крана Ду 15?

Необходимо знать стандарт резьбы на существующем трубопроводе. Для систем, смонтированных по российским стандартам, чаще всего требуется трубная цилиндрическая резьба G½» (ГОСТ 6357-81). Для импортного оборудования – BSPP (параллельная) или BSPT (коническая). Коническая резьба обеспечивает дополнительную герметичность за счет конусности, но требует осторожности при затяжке.

Каков средний срок службы шарового крана Ду 15?

Срок службы зависит от условий эксплуатации: рабочей среды, температуры, давления, цикличности срабатывания. При работе на воде до 100°C и 10-15 бар ресурс составляет 8-15 тысяч циклов (или 10-15 лет). В агрессивных средах или при абразивных включениях ресурс сокращается в разы.