Краны шаровые ДУ(DN) 32 мм / РУ(PN) 16 кгс/см²: технические характеристики, конструкция и применение
Шаровой кран диаметром условного прохода (ДУ или DN) 32 мм с условным давлением (РУ или PN) 16 кгс/см² (1,6 МПа) является одним из наиболее распространенных типов трубопроводной арматуры для перекрытия потока рабочей среды. Данный типоразмер находит широкое применение в системах отопления, водоснабжения, технологических линиях, а также в энергетике на вспомогательных трубопроводах. Его популярность обусловлена оптимальным соотношением пропускной способности, компактности и надежности для широкого спектра инженерных задач.
Конструктивные особенности и материалы исполнения
Конструкция шарового крана DN 32 PN 16 основана на запирающем элементе в форме сферы (шара) с сквозным цилиндрическим отверстием. При повороте рукояти на 90° отверстие совмещается с осью трубопровода, обеспечивая проток, или устанавливается перпендикулярно, полностью перекрывая поток. Основными компонентами крана являются:
- Корпус: Изготавливается методом литья, штамповки или сварки. Материалы: углеродистая сталь (ст.20, ст.25), нержавеющая сталь (AISI 304, 316), латунь (LS59-1, CW617N), реже — чугун ВЧШГ. Для PN 16 корпус рассчитан на испытательное давление не менее 2,4 МПа.
- Шар (сферический затвор): Обычно изготавливается из нержавеющей стали с последующим хромированием или покрытием из никеля для снижения трения и повышения коррозионной стойкости. Класс шероховатости поверхности Ra не хуже 0.8 мкм.
- Уплотнения (седла): Располагаются между шаром и корпусом, обеспечивая герметичность в закрытом положении. Материалы: фторопласт (PTFE), усиленный PTFE (стекловолокном, графитом), PTFE RUS (терморасширенный графит), реже — нейлон или PEEK для агрессивных сред. От качества седел напрямую зависит ресурс крана.
- Шпиндель (шток): Передает крутящий момент от привода/рукояти к шару. Выполняется из нержавеющей стали. Конструкция — с противовырывным элементом, предотвращающим вырыв штока под давлением.
- Уплотнение штока: Комплект сальниковых колец (обычно из графита или PTFE) или сильфонный узел для особо ответственных применений.
- Присоединительные концы: Для DN 32 типичны: резьба внутренняя/наружная (G1 1/4″, NPT 1 1/4″), фланцы по ГОСТ 33259 (ранее ГОСТ 12815) или DIN EN 1092-1 (DIN 2633), приварка встык (под сварку).
- По типу корпуса: Цельносварной (высокая надежность, для опасных сред), разборный (фланцевый, резьбовой) — для обслуживания, комбинированный.
- По проходу: Полнопроходные (Full Bore, FB) — диаметр отверстия в шаре равен DN, обеспечивают минимальные потери давления; Стандартнопроходные (Reduced Bore, RB) — отверстие меньше DN (часто на один типоразмер), более компактны и дешевы.
- По способу присоединения: Резьбовые (муфтовые), фланцевые, комбинированные, под приварку.
- По материалу корпуса: Латунные (для бытовых систем), стальные (универсальные, для промышленности), нержавеющие (для агрессивных сред и пищевой промышленности).
- Системы химводоподготовки (ХВП): Подключение и отключение линий реагентов, байпасные линии фильтров и умягчителей.
- Тепловые сети и котельные: Дренажные и воздушные линии, обводные линии насосов (байпасы), подключение контрольно-измерительных приборов (манометров, расходомеров).
- Системы отопления и вентиляции: Запорная арматура на стояках, балансировочная арматура (специальные краны с измерительными штуцерами).
- Топливные хозяйства: Линии подачи жидкого и газообразного топлива (мазут, дизельное топливо, природный газ) низкого давления.
- Промышленные трубопроводы: В качестве отсечной арматуры на линиях сжатого воздуха, охлаждающей воды, технологических жидкостей.
- Монтаж: Установка должна производиться на обесточенном и опорожненном трубопроводе. Запрещается использовать кран в качестве монтажного элемента для компенсации несоосности. Фланцевые соединения затягиваются крест-накрест с моментом, указанным в паспорте. При сварке необходимо защитить внутренние полости крана от брызг металла и перегрева.
- Эксплуатация: Рабочая среда не должна содержать абразивных частиц, ускоряющих износ уплотнений. Управление ручным краном должно осуществляться плавно, без рывков и применения дополнительных рычагов. Положение «открыто» — рукоять параллельна трубопроводу, «закрыто» — перпендикулярна.
- Обслуживание: Включает периодическую проверку на герметичность в закрытом положении, визуальный осмотр корпуса на предмет коррозии, смазку резьбовых частей привода (если предусмотрено). Большинство современных шаровых кранов являются необслуживаемыми (одноразовыми) в течение всего срока службы.
- √(ΔP), где Q — расход (м³/ч), ΔP — перепад давления (бар).
Ключевые технические параметры и характеристики
Кран шаровый DN 32 PN 16 должен соответствовать требованиям нормативных документов: ГОСТ 9702-2021 (российский стандарт), ISO 17292, API 608, DIN 3357. Основные параметры сведены в таблицу.
Таблица 1. Основные технические характеристики шарового крана DN 32 PN 16
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Условный диаметр (DN) | 32 мм |
| Условное давление (PN) | 16 кгс/см² (1,6 МПа, ~16 bar) |
| Пропускная способность (Kvs) | Приблизительно 25-40 м³/ч (зависит от конструктивного ряда) |
| Рабочая температура | От -20°C до +150°C (для PTFE), до +200°C (для RUS/графита), до +300°C (для металлических седел) |
| Рабочая среда | Вода, пар, воздух, инертные газы, нефтепродукты, слабоагрессивные жидкости (в зависимости от материала корпуса и уплотнений) |
| Степень герметичности по ГОСТ 9544 | Класс А (нулевая утечка), реже — класс В (для менее ответственных систем) |
| Крутящий момент для управления | Около 30-50 Н·м (зависит от давления и уплотнений) |
| Угол поворота | 90° (1/4 оборота) |
| Тип управления | Ручной (рычаг, бабочка), электрический привод, пневмопривод |
Классификация и варианты исполнения
Краны данного типоразмера классифицируются по нескольким ключевым признакам:
Таблица 2. Рекомендации по выбору материала в зависимости от среды
| Материал корпуса/шара | Рекомендуемые среды | Ограничения |
|---|---|---|
| Углеродистая сталь с никелированным шаром | Вода, пар, воздух, нефть, газ | Агрессивные среды, морская вода |
| Нержавеющая сталь AISI 304/316 | Химические среды, пищевые продукты, морская вода | Среды с ионами хлора при высоких температурах |
| Латунь | Холодная и горячая вода, сжатый воздух, гликолевые смеси | Пар высоких параметров, аммиак, некоторые виды топлива |
Области применения в энергетике и промышленности
В энергетическом секторе краны DN 32 PN 16 выполняют критически важные функции на вспомогательных и основных технологических линиях:
Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание
Правильный монтаж и эксплуатация определяют срок службы крана, который может достигать 10-15 лет и более (до 25 000 циклов).
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается ДУ от DN?
ДУ (Диаметр условный) — устаревшее советское обозначение, DN (Nominal Diameter) — международное обозначение по ISO. Для практических целей числовые значения равнозначны: ДУ 32 = DN 32.
Какое максимальное рабочее давление выдерживает кран PN 16?
Условное давление PN 16 означает номинальное давление 1,6 МПа (≈16 бар) при температуре рабочей среды 20°C. С ростом температуры допустимое давление падает. Например, при +150°C допустимое давление может снизиться до 8-10 бар (см. график зависимости давления от температуры в паспорте изделия).
Можно ли использовать кран DN 32 PN 16 для пара?
Да, но с существенными оговорками. Необходимо выбирать кран в стальном исполнении с уплотнениями из терморасширенного графита (RUS) или металл-металл. Температура пара не должна превышать максимально допустимую для уплотнений. Для насыщенного пара давлением выше 6-8 бар данный типоразмер используется редко.
Что такое Kvs и как его рассчитать для DN 32?
Kvs — коэффициент пропускной способности, означающий количество воды (в м³/ч), которое пройдет через кран полностью открытым при перепаде давления в 1 бар. Для крана DN 32 Kvs обычно лежит в диапазоне 25-40. Для расчета расхода при другом перепаде используется формула: Q = Kvs
Почему кран с рукояткой нельзя устанавливать в произвольном положении?
При установке необходимо обеспечить свободный и беспрепятственный поворот рукояти на 90 градусов. Также важно, чтобы в рабочем положении («открыто»/»закрыто») рукоять не задевала другие конструкции и не представляла опасности для персонала (острая кромка на высоте прохода).
Как отличить полнопроходной кран от стандартнопроходного?
Визуально — по габаритам и весу. Полнопроходной кран (FB) имеет более крупный корпус и, как правило, тяжелее. Точно определить можно по паспортным данным (значение Kvs у FB значительно выше) или измерив внутренний диаметр присоединительных концов и сравнив его с диаметром отверстия в шаре (при разборке).
Заключение
Шаровой кран DN 32 PN 16 представляет собой универсальный, надежный и эффективный тип запорной арматуры, оптимальный для широкого спектра инженерных систем в энергетике и промышленности. Его правильный выбор, учитывающий материал исполнения, тип присоединения, конструкцию прохода и характеристики рабочей среды, является залогом долговечной и безаварийной работы трубопровода. Приоритет следует отдавать продукции производителей, предоставляющих полный комплект технической документации, соответствующих требованиям актуальных стандартов.