Краны шаровые фланцевые Ду 80: конструкция, применение и технические аспекты выбора

Кран шаровой фланцевый Ду 80 (DN 80 по ISO) – это трубопроводная арматура полнопроходного или стандартнопроходного типа, предназначенная для оперативного перекрытия, распределения или изменения направления потока рабочей среды в трубопроводах номинальным диаметром 80 мм. Условный проход 80 мм является одним из наиболее востребованных в технологических линиях, системах теплоснабжения, водоподготовки и промышленных магистралях. Фланцевое соединение обеспечивает надежное, разъемное присоединение к ответным фланцам трубопровода, что упрощает монтаж, демонтаж и обслуживание арматуры без нарушения целостности трубной системы.

Конструктивные особенности и материалы исполнения

Конструкция крана состоит из следующих ключевых элементов:

• Корпус: Изготавливается методом литья, ковки или сварки из различных марок сталей и сплавов. Основные материалы: углеродистая сталь (ст. 20, 25Л), нержавеющая сталь (12Х18Н10Т, AISI 304, 316), реже – чугун ВЧШГ.
• Шар (затвор): Полированная сфера с сквозным цилиндрическим или профилированным отверстием. Материал – чаще всего нержавеющая сталь с нанесенными уплотнительными покрытиями (хром, никель) или без них.
• Шпиндель (шток): Передает крутящий момент от привода или рукояти к шару. Выполняется из высокопрочной стали, имеет систему уплотнений, предотвращающих утечку среды вдоль оси.
• Уплотнительные седла: Кольца, обеспечивающие герметичность в закрытом положении. Материал – фторопласт (PTFE, RPTFE), тефлон с армированием, полиамид, реже – металлические седла для высоких температур.
• Фланцы: Соответствуют стандартам ГОСТ 33259-2015 (типы 01-06), ГОСТ 12815-80, DIN EN 1092-1, ASME B16.5. Для Ду 80 типовое исполнение – фланец с условным давлением Ру16 или Ру25, с соединительным выступом или под прокладку овального сечения.

Классификация и технические характеристики

Краны Ду 80 классифицируются по ряду ключевых параметров, определяющих область их применения.

По типу прохода:

• Полнопроходные (Full Bore, FB): Диаметр проходного отверстия в шаре равен или практически равен внутреннему диаметру присоединяемого трубопровода. Характеризуются минимальными гидравлическими потерями.
• Стандартнопроходные (Reduced Bore, RB): Диаметр отверстия в шаре на один типоразмер меньше DN трубопровода (например, проход ~65-70 мм для DN 80). Более компактны и экономичны, применяются там, где перепад давления не критичен.

По типу управления:

• Ручное управление (рычаг, редукторный механизм).
• Приводное управление (электрический, пневматический, гидравлический привод).

По рабочему давлению и температуре:

Основные параметры для выбора приведены в таблице.

Таблица 1. Типовые рабочие параметры кранов шаровых фланцевых Ду 80

Материал корпуса	Условное давление (PN), бар	Рабочее давление (при 20°C), бар	Диапазон рабочих температур, °C	Основные среды
Углеродистая сталь	16, 25, 40	16-40	-30 до +200 (с ПТФЭ седлами)	Вода, пар, нефтепродукты, воздух, инертные газы
Нержавеющая сталь	16, 25, 40	16-40	-60 до +250 (с ПТФЭ седлами)	Агрессивные среды, кислоты, щелочи, пищевые продукты, криогенные среды
Чугун ВЧШГ	16, 25	16-25	-15 до +120	Вода, воздух, природный газ

Области применения в энергетике и промышленности

Краны шаровые фланцевые DN 80 находят широкое применение в ответственных системах:

• Теплоэнергетика: Вводы и выводы тепловых сетей, обвязка теплообменного оборудования, дренажные линии, системы подпитки. Для пара и горячей воды (+150°C и выше) применяются краны с металлическими или комбинированными седлами.
• Водоснабжение и водоочистка: Магистральные линии водоподготовки, переключение потоков на фильтрах, отсечная арматура на насосных станциях.
• Нефтегазовая и химическая промышленность: Технологические линии с нефтепродуктами, сжиженными газами, химическими реагентами. Требуется подбор коррозионно-стойких материалов и уплотнений.
• Промышленные трубопроводы: Распределительные сети сжатого воздуха, инертных газов, технологических жидкостей.

Критерии выбора и особенности монтажа

Выбор конкретной модели крана должен основываться на детальном анализе условий эксплуатации:

1. Рабочая среда: Определяет материал корпуса, шара, седла и уплотнений. Для агрессивных сред – нержавеющие стали AISI 316/316L.
2. Давление и температура: Необходимо учитывать взаимное влияние. С повышением температуры допустимое рабочее давление для полимерных седел снижается.
3. Требования к герметичности: Класс герметичности по ГОСТ 9544-2016 или ISO 5208. Для большинства систем достаточен класс «А» (нулевая утечка для газов).
4. Частота циклований: При частых переключениях (более 1-2 раз в сутки) предпочтение отдается кранам с антифрикционными покрытиями шара и усиленными седлами.

Монтажные требования: Установка производится на прямолинейном участке трубопровода с обеспечением соосности ответных фланцев. Запрещается использовать фланцевые краны для компенсации несоосности или монтажных напряжений. Обязательна установка опор для исключения нагрузки на корпус крана. Затяжка болтовых соединений должна производиться крест-накрест с моментом, указанным в паспорте изделия.

Стандарты и нормативная документация

Производство и поставка кранов регламентируется рядом стандартов:

• ГОСТ 28908-2018 (ISO 17292:2015): Краны шаровые для нефтяной, нефтехимической и смежных отраслей промышленности. Основополагающий стандарт.
• ГОСТ 28343-2018 (ISO 7121:2016): Краны стальные фланцевые для общего применения.
• ГОСТ 9544-2016: Нормы герметичности затворов.
• ТР ТС 010/2011, 032/2013: Технические регламенты Таможенного союза о безопасности оборудования.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кран Ду 80 PN16 от PN25?

Основное отличие – в толщине стенок корпуса, конструкции и материале фланцев, а также в испытательном и рабочем давлении. Кран PN25 рассчитан на более высокое давление и, как правило, имеет большие габариты и массу. Фланцы PN16 и PN25 имеют разные геометрические параметры (диаметр окружности болтов, количество отверстий), что делает их невзаимозаменяемыми при монтаже.

Можно ли использовать шаровой кран Ду 80 для регулирования расхода среды?

Нет, шаровые краны, особенно полнопроходные, не предназначены для регулирования расхода. Частичное открытие приводит к кавитации, повышенному износу седел и шара, вибрации и преждевременному выходу арматуры из строя. Для регулирования применяются специализированные регулирующие клапаны.

Какой тип уплотнения седла выбрать для пара температурой 180°C?

Для насыщенного пара с температурой 180°C стандартные фторопластовые (PTFE) седла не подходят, так как их температурный предел обычно составляет +150°C…+180°C с риском деформации. Необходимо выбирать кран с металлическими седлами (сталь/сталь) или с седлами из терморасширенного графита (RTFE) или PEEK, специально рассчитанными на высокие температуры. В паспорте изделия должен быть явно указан допустимый диапазон для паровых сред.

Требуется ли техническое обслуживание шарового фланцевого крана в процессе эксплуатации?

Современные краны часто позиционируются как необслуживаемые. Однако для обеспечения долговечности рекомендуется периодическая проверка (1 раз в 6-12 месяцев) на предмет внешних повреждений, состояния уплотнения шпинделя и плавность хода. При появлении подтеканий по шпинделю возможна подтяжка сальникового узла (если конструкция предусматривает). Смазка шарового узла требуется только для кранов со специальной системой смазки, указанной производителем.

Что означает исполнение «под приварку» у фланцевого крана?

Исполнение «под приварку» (Welding Neck) предполагает, что фланец крана имеет приварную шейку для стыкового соединения с трубопроводом. Это обеспечивает наиболее прочное и герметичное соединение, снижает концентрацию напряжений и рекомендуется для систем высокого давления, высоких температур или для динамически нагруженных трубопроводов. Монтаж требует проведения сварочных работ.

Как правильно хранить и транспортировать шаровые краны Ду 80?

Кран должен храниться в закрытом положении, в оригинальной упаковке, в сухом помещении без резких перепадов температуры. Запрещается хранение под открытым небом. Транспортировка – без ударов. Перед монтажом необходимо удалить транспортные заглушки, проверить чистоту проточной части и смазать резьбовые части шпинделя, если это предусмотрено инструкцией.