Краны шаровые фланцевые Ду 125

Краны шаровые фланцевые Ду 125: технические характеристики, конструкция и применение

Кран шаровой фланцевый Ду 125 — это трубопроводная арматура полнопроходного или стандартнопроходного типа, предназначенная для оперативного перекрытия, распределения или изменения направления потока рабочей среды в трубопроводах номинальным диаметром 125 мм. Устройство относится к классу запорной арматуры и характеризуется запирающим элементом в форме сферы (шара) с сквозным цилиндрическим отверстием. Управление осуществляется вращением сферической пробки на 90 градусов. Фланцевое присоединение обеспечивает надежное, разъемное соединение с трубопроводом, соответствующее стандартам ГОСТ, DIN или ANSI, что делает арматуру ремонтопригодной и удобной для монтажа в системах, требующих периодической разборки.

Конструктивные особенности и материалы исполнения

Конструкция крана шарового фланцевого Ду 125 является классической для данного типа арматуры и включает в себя следующие ключевые элементы:

• Корпус. Изготавливается литьем или штамповкой. Основные материалы: углеродистая сталь (ст. 20, ст. 25), нержавеющая сталь (12Х18Н10Т, AISI 304, AISI 316), реже — чугун ВЧШГ. Корпус может быть разборным (двухсоставным, трехсоставным) или неразборным (сварным). Фланцевые исполнение подразумевает наличие присоединительных фланцев, интегрированных в корпус или приваренных к нему.
• Шар (сферическая пробка). Центральный запирающий элемент. Для обеспечения герметичности и износостойкости часто выполняется из нержавеющей стали с последующим хромированием, никелированием или покрытием твердыми сплавами. В кранах для агрессивных сред шар может быть выполнен полностью из коррозионностойкой стали или сплава.
• Уплотнения (седла). Кольца, обеспечивающие герметичность в закрытом положении между шаром и корпусом. Материалы: фторопласт (PTFE, RPTFE), тефлон с армированием, нейлон, делон, полиэтилен PEEK. Выбор материала напрямую зависит от температуры и химической агрессивности рабочей среды.
• Шпиндель (шток). Связывает шар с приводом или рукояткой. Передает крутящий момент. Для предотвращения выбивания под давлением оснащается предохранительным элементом (буртом, кольцом). Уплотнение штока осуществляется набором сальниковых колец (графит, PTFE) или сильфонным узлом в герметичных исполнениях.
• Присоединительные фланцы. Соответствуют ГОСТ 33259-2015 (ряд 1 или 2), ГОСТ 12815-80, DIN EN 1092-1, ASME B16.5. Для Ду 125 типовое исполнение: фланец с условным давлением Ру 16 или Ру 25, с соединительным выступом или под прокладку овального сечения. Резьба крепежных отверстий — метрическая или дюймовая.
• Привод. Управление может быть ручным (рычаг, редукторный механизм), электрическим (многооборотный или поворотный электропривод), пневматическим или гидравлическим (пневмопривод поршневого или реечного типа).

Основные технические параметры и характеристики

Краны шаровые фланцевые Ду 125 характеризуются рядом взаимосвязанных параметров, определяющих область их применения.

Таблица 1. Основные технические характеристики кранов шаровых фланцевых Ду 125

Параметр	Типовые значения / Исполнения	Примечания
Условный диаметр (DN / Ду)	125	Номинальный внутренний диаметр присоединения. Фактический проход (d) может отличаться в полнопроходных и стандартнопроходных моделях.
Условное давление (PN / Ру)	16, 25, 40, 63	Наиболее распространены Ру 16 и Ру 25. Давление указывает на максимальное рабочее давление при температуре 20°C.
Рабочая температура	От -60°C до +200°C (до +300°C для специсполнений)	Зависит от материала корпуса и, в первую очередь, уплотнительных колец (седел). Стандартный диапазон для PTFE: -20°C…+180°C.
Рабочая среда	Вода, пар, природный газ, нефтепродукты, масла, щелочи, кислоты, агрессивные химические среды	Материалы корпуса, шара и уплотнений должны быть коррозионно-стойкими к конкретной среде.
Тип прохода	Полнопроходный (Full Bore, FB) d ≈ 125 мм; Стандартнопроходный (Reduced Bore, RB) d < 125 мм (часто d ≈ 100 мм)	Полнопроходные краны обеспечивают минимальные гидравлические потери. Стандартнопроходные — более компактны и дешевы.
Класс герметичности	А (полная герметичность), В (нормальная) по ГОСТ 9544-2016. Класс А соответствует нулевой утечке.	Определяется по ГОСТ 9544 (испытания на герметичность затвора).
Стандарты	ГОСТ 28343-89, ГОСТ 9702-2021, ISO 17292, API 6D, DIN 3357	Нормативные документы, регламентирующие конструкцию, материалы, испытания.

Области применения в энергетике и промышленности

Краны Ду 125 находят применение на ответственных участках трубопроводных систем среднего и крупного диаметра:

• Теплоэнергетика и ЖКХ: Вводы и выводы тепловых сетей (тепловые пункты, ИТП, ЦТП), обвязка котлов, байпасные линии, дренажные системы. Рабочие среды: перегретая и насыщенная вода, пар.
• Нефтегазовая отрасль: Технологические линии предварительной подготовки нефти и газа, обвязка резервуарных парков, системы пожаротушения. Требуются исполнения под природный газ (ПГ) или сжиженный углеводородный газ (СУГ).
• Химическая промышленность: Транспортировка химических реагентов, кислот, щелочей. Применяются краны в коррозионностойком исполнении (нержавеющая сталь, футерованные) с химически стойкими уплотнениями.
• Промышленное водоснабжение и водоотведение: Магистральные линии водоснабжения, отключение участков для ремонта, распределительные узлы.

Критерии выбора и особенности монтажа

Выбор крана шарового фланцевого Ду 125 должен основываться на детальном анализе условий эксплуатации:

1. Параметры рабочей среды: Давление (P_раб), температура (T_раб), химический состав, наличие абразивных частиц.
2. Материальное исполнение: Подбор пары «корпус-шар-уплотнения» под конкретную среду. Для воды и пара подходит сталь 20+хромированный шар+PTFE. Для агрессивных сред — AISI 316 + AISI 316 + PEEK/PTFE.
3. Тип управления: Ручное управление допустимо при редких переключениях и доступности. Для автоматизированных или дистанционно управляемых систем обязательна установка электрического или пневматического привода с соответствующим моментом срабатывания.
4. Требования к герметичности: Для опасных сред (газ, токсичные вещества) обязателен класс герметичности А.

Особенности монтажа: Монтаж осуществляется на ответные фланцы трубопровода с установкой уплотнительной прокладки (паронит, графит, PTFE). Крепежные болты должны затягиваться крест-накрест с рекомендуемым моментом затяжки. Обязательно соблюдение соосности фланцев. Перед вводом в эксплуатацию необходима промывка трубопровода для удаления окалины и мусора, способных повредить уплотнительные поверхности шара и седел. Кран должен быть установлен в доступном для обслуживания положении, исключающем механические нагрузки на корпус.

Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами запорной арматуры

Преимущества:

• Высокая скорость и простота управления (поворот на 90°).
• Малая строительная длина и высота (по сравнению с задвижкой того же диаметра).
• Высокая герметичность при правильном подборе.
• Полнопроходные модели имеют крайне низкое гидравлическое сопротивление.
• Долгий срок службы при работе в рекомендованных условиях.
• Широкий диапазон рабочих сред за счет вариативности материалов.

Недостатки и ограничения:

• Ограниченная рабочая температура, накладываемая материалом уплотнений (для стандартных полимерных седел).
• Сложность ремонта в полевых условиях, особенно для неразборных сварных корпусов.
• При длительном нахождении в одном положении возможна «прикипь» шара к седлам, особенно в системах с горячей водой.
• Не рекомендуется для использования в качестве регулирующей арматуры без специального исполнения (с V-образным отверстием шара). В промежуточных положениях высокоскоростной поток вызывает кавитацию и эрозию шара.
• Относительно высокая стоимость по сравнению с задвижкой из аналогичных материалов для больших диаметров.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кран шаровой полнопроходный от стандартнопроходного для Ду 125?

Полнопроходной (FB) кран имеет диаметр отверстия в шаре, практически равный внутреннему диаметру трубопровода Ду 125 (около 125 мм). Это минимизирует потери давления. Стандартнопроходной (RB) кран имеет отверстие меньше, обычно на один типоразмер (около 100 мм). Он создает гидравлическое сопротивление, но дешевле и имеет меньший крутящий момент, что позволяет использовать более компактный и дешевый привод. Выбор зависит от требований гидравлического расчета системы.

Какой материал уплотнений (седел) выбрать для горячей воды (t=150°C)?

Для температуры 150°C стандартный фторопласт (PTFE) работает на пределе. Рекомендуется применять армированный графитом PTFE (RPTFE) или терморасширенный графит. Для более стабильной работы при циклических температурах предпочтительны седла из полиэфирэфиркетона (PEEK), который сохраняет свойства до 250-300°C.

Можно ли устанавливать кран шаровой фланцевый Ду 125 в любом положении?

Да, конструкция большинства современных шаровых кранов допускает монтаж в любом пространственном положении. Однако необходимо учитывать два ограничения: положение привода (оно должно быть удобно для обслуживания) и рекомендации производителя по ориентации дренажных/предохранительных отверстий, если они есть в корпусе. Для кранов с ручным редуктором важно обеспечить свободный доступ к маховику.

Как часто требуется техническое обслуживание крана?

Шаровые краны относятся к категории арматуры, не требующей планового технического обслуживания при работе в штатных условиях. Обслуживание сводится к периодической проверке герметичности затвора и сальникового уплотнения штока, а также к смазке шпинделя и поворотных узлов (если это предусмотрено конструкцией) согласно регламенту производителя (обычно 1 раз в 2-4 года). При появлении подтеканий производится подтяжка сальникового узла или замена уплотнений.

Что означает маркировка «DN125 PN16» на корпусе крана?

Данная маркировка расшифровывается следующим образом: DN125 (Diametre Nominal) — номинальный (условный) диаметр прохода 125 мм. PN16 (Pressure Nominal) — номинальное (условное) давление 16 бар (1,6 МПа). Это означает, что кран рассчитан на работу с давлением 1,6 МПа при температуре рабочей среды 20°C. С повышением температуры допустимое рабочее давление, как правило, снижается, что необходимо уточнять по паспортным данным.

Как правильно подобрать привод для крана Ду 125?

Подбор привода (электрического, пневматического) осуществляется по двум ключевым параметрам: номинальному крутящему моменту (Нм) и углу поворота (90°). Момент, требуемый для поворота шара конкретного крана, указывается в его техническом паспорте и зависит от давления в системе, диаметра, типа уплотнений. Момент привода должен превышать паспортный момент крана с запасом 20-30%. Также необходимо учитывать скорость срабатывания, напряжение питания, класс взрывозащиты (Ex) и степень защиты оболочки (IP) для условий эксплуатации.