Краны шаровые латунные Ду 20: технические характеристики, конструкция и применение в энергетике

Кран шаровой латунный Ду 20 (DN 20) представляет собой запорную арматуру полнопроходного или стандартнопроходного типа, предназначенную для полного перекрытия потока рабочей среды в трубопроводах малого диаметра. Номинальный диаметр Ду 20 соответствует условному проходу 20 мм и часто ассоциируется с резьбовым соединением 3/4″ (дюйма). В энергетической отрасли, включая системы тепло- и водоснабжения, технологические линии вспомогательного оборудования, данные изделия ценятся за высокую надежность, компактность, коррозионную стойкость и простоту эксплуатации.

Конструктивные особенности и материалы

Конструкция крана шарового латунного Ду 20 является классической для данного типа арматуры и включает несколько ключевых компонентов:

• Корпус. Изготавливается методом горячей штамповки или литья из латунных сплавов, чаще всего CW617N (ЛС59-1) по EN 12165. Данный сплав обеспечивает оптимальное сочетание механической прочности, обрабатываемости и устойчивости к коррозии и накипеобразования. Корпус может быть цельным (моноблочным) или разборным (состоящим из двух или более частей, соединенных резьбовой муфтой).
• Шар (затвор). Сферический затвор с цилиндрическим или коническим сквозным отверстием. Шар изготавливается из латуни или хромированной латуни для повышения износостойкости и снижения коэффициента трения. В моделях для агрессивных сред может использоваться шар из нержавеющей стали.
• Шпиндель (шток). Передает крутящий момент от рукоятки к шару. Выполняется из латуни или нержавеющей стали. Конструкция включает уплотнительные элементы, предотвращающие утечку среды вдоль оси штока. Часто имеет предохранительный выступ, исключающий избыточное усилие при закрытии/открытии.
• Уплотнительные седла. Кольца, обеспечивающие герметичность в закрытом состоянии. Стандартно выполняются из тефлона (PTFE), который обладает химической стойкостью и низким коэффициентом трения. Для повышенных температур применяются композитные материалы на основе углеродного волокна или терморасширенного графита.
• Управление. Ручка-бабочка (для Ду 20 наиболее распространена), рычажная рукоятка или редукторный механизм для дистанционного управления. Материал ручки – сталь с антикоррозионным покрытием или пластик.

Технические параметры и характеристики

Краны шаровые латунные Ду 20 регламентируются рядом стандартов, включая ГОСТ 21345-2005, ГОСТ 37278-2018 (на арматуру из цветных металлов), EN 12516-1 (номинальное давление), EN 1092-3 (фланцы из цветных металлов) и другими. Основные параметры представлены в таблице.

Таблица 1. Основные технические характеристики кранов шаровых латунных Ду 20

Параметр	Значение / Описание
Номинальный диаметр (DN)	20
Условный проход (Ду)	20 мм
Резьбовое соединение	Наружная/внутренняя резьба (НР/ВР), G 3/4″, Rp 3/4″, R 3/4″
Номинальное давление (PN)	PN 16, PN 25, PN 40 (наиболее распространено PN 40 для латунных кранов)
Рабочая температура	Стандартно от -20°C до +150°C (с уплотнениями из PTFE). Для специальных исполнений диапазон может быть расширен.
Рабочая среда	Вода, пар (насыщенный), воздух, инертные газы, теплоносители (гликолевые смеси), масла. Не рекомендуется для агрессивных химических сред, концентрированных кислот и щелочей.
Коэффициент пропускной способности (Kvs)	Приблизительно 6,3 – 10 м³/ч для полнопроходных моделей. Для стандартнопроходных (редуцированных) значение ниже на 30-50%.
Угол поворота рукоятки для полного открытия/закрытия	90° (четверть оборота)
Класс герметичности по ГОСТ 9544-2015	Класс «А» (нулевая утечка) – для затвора; Класс «В» или «С» – по сальниковому уплотнению.
Стандартное исполнение	Полнопроходное (Full Bore, FB) или стандартнопроходное (Reduced Bore, RB).

Классификация и типы исполнения

Краны Ду 20 классифицируются по нескольким ключевым признакам:

• По типу присоединения:
  • Резьбовые (муфтовые) – наиболее распространенный тип для данного диаметра. Резьба может быть внутренней/внутренней (ВР-ВР), наружной/наружной (НР-НР) или комбинированной.
  • Комбинированные (с резьбой и накидной гайкой – «американка») для удобства монтажа/демонтажа.
  • Фланцевые (редко для Ду 20, но встречаются в специфических обвязках).
• По конструкции корпуса:
  • Цельносварной (неразборный) – высокая надежность, но невозможность ремонта.
  • Разборный (с резьбовой гайкой-корпусом) – позволяет проводить обслуживание и замену уплотнений.
• По проходному сечению:
  • Полнопроходные (Full Port) – диаметр отверстия в шаре равен внутреннему диаметру трубопровода. Минимальные гидравлические потери.
  • Стандартнопроходные (Standard Port) – диаметр отверстия в шаре меньше диаметра трубопровода. Повышенное гидравлическое сопротивление, но меньшие габариты и стоимость.
• По типу управления: Ручные (рычаг, бабочка), с редуктором, с электроприводом (для автоматизации).

Область применения в энергетике и смежных отраслях

В профессиональной сфере энергетики краны шаровые латунные Ду 20 находят применение в системах с умеренными параметрами рабочей среды:

• Системы горячего и холодного водоснабжения вспомогательных зданий и сооружений энергопредприятий.
• Обвязка теплообменного оборудования малой мощности, узлов учета тепловой энергии (в качестве запорной арматуры на подводящих патрубках).
• Воздушные и дренажные линии компрессорного оборудования, систем пневмоуправления.
• Технологические линии подпитки котлов низкого давления.
• Вспомогательные контуры систем отопления административно-бытовых корпусов.
• Подсоединение контрольно-измерительных приборов (КИП) – манометров, датчиков давления и расхода.

Важным ограничением является неприменимость стандартных латунных кранов с PTFE-уплотнениями для сред с температурой выше +150°C и давлением, превышающим PN 40, а также для сред с высоким содержанием абразивных частиц.

Критерии выбора и монтаж

При подборе крана шарового латунного Ду 20 для ответственных систем энергетики необходимо учитывать следующие факторы:

• Рабочие параметры: Фактическое давление и температура среды должны быть ниже номинальных (PN, T). Рекомендуется запас не менее 20%.
• Химическая совместимость: Материалы корпуса, шара и уплотнений должны быть инертны к рабочей среде.
• Тип резьбы и стандарт: Необходима точная сверка типа резьбы (метрическая, трубная дюймовая, коническая) и шага для обеспечения герметичности соединения. Для уплотнения резьбы рекомендуется использовать ленту ФУМ, нить Tangit Unilok или аналоги.
• Качество изделия: Визуальный осмотр на отсутствие раковин, трещин, плавность хода шара при проворачивании (без среды). Предпочтение следует отдавать изделиям от проверенных производителей, имеющим сертификаты соответствия и паспорта.

Монтаж: Установка производится на прямых участках трубопровода в любом положении, кроме положения шпинделем вниз. При затяжке необходимо использовать два ключа: один для удержания корпуса крана, второй для затягивания соединительной муфты или фитинга, чтобы избежать скручивающих нагрузок на корпус. После монтажа обязательна опрессовка линии на давление, в 1,5 раза превышающее рабочее.

Обслуживание и типовые неисправности

Краны шаровые латунные относятся к арматуре, не требующей технического обслуживания в течение всего срока службы. Однако в условиях энергетики, где оборудование работает в циклических режимах, могут возникать следующие проблемы:

• Подтекание по штоку: Устраняется подтяжкой сальникового узла (при наличии регулировочной гайки) или заменой уплотнительных колец в разборных конструкциях.
• Неполная герметичность в закрытом состоянии: Причина – повреждение седла или поверхности шара абразивными частицами. Требует разборки, промывки или замены изношенных деталей. Часто проще заменить кран целиком.
• Тугой ход рукоятки: Может быть вызван отсутствием смазки, перетяжкой сальникового уплотнения или образованием отложений. Необходима диагностика и смазка специальными составами для арматуры.

Средний срок службы качественного латунного крана Ду 20 в системах водоснабжения при соблюдении условий эксплуатации составляет 8-12 лет (или 8000-10000 циклов).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кран Ду 20 с резьбой 1/2″ от крана с резьбой 3/4″?

Это принципиально разные присоединительные размеры. Ду (DN) указывает на условный проход (пропускную способность), а резьба – на тип присоединения. Кран Ду 20 практически всегда имеет резьбу 3/4″ (реже 1″ для некоторых стандартов). Кран с резьбой 1/2″ имеет меньший условный проход – Ду 15. Установка крана с несоответствующей резьбой потребует использования переходников, что нежелательно для герметичных систем.

Можно ли использовать латунный шаровой кран Ду 20 для пара?

Да, но с строгими ограничениями. Подходит только для насыщенного пара низкого давления (обычно до 10-12 бар при температуре до 185°C) и при условии, что кран имеет соответствующее номинальное давление (PN 25 или PN 40) и уплотнения, рассчитанные на высокие температуры (например, из терморасширенного графита). Необходимо сверяться с техническим паспортом конкретного изделия.

Что означает маркировка «PN 40» на кране?

PN (Pressure Nominal) – номинальное давление. PN 40 означает, что кран рассчитан на максимальное избыточное давление 40 бар (4,0 МПа) при температуре рабочей среды +20°C. С ростом температуры допустимое давление снижается. Для латунных кранов это высокий класс, обеспечивающий значительный запас прочности в типовых системах водоснабжения и отопления.

Почему не рекомендуется устанавливать шаровой кран в положение «шпинделем вниз»?

В таком положении под сальниковым уплотнением создается карман, где может скапливаться механический осадок из трубопровода. Это приводит к ускоренному износу уплотнительных колец шпинделя и их повреждению абразивными частицами при повороте рукоятки, что влечет за собой утечку по штоку.

Чем полнопроходной (FB) кран лучше стандартнопроходного (RB)?

Полнопроходной кран обеспечивает минимальные потери давления (гидравлическое сопротивление близко к прямому участку трубы), не создает застойных зон и позволяет проводить механическую очистку трубопровода (скребкование) через его отверстие. Он предпочтителен на магистральных линиях, где важен минимальный перепад давления. Стандартнопроходной кран дешевле, компактнее и легче, его гидравлическое сопротивление выше, что в некоторых случаях может быть полезно для регулирования расхода.

Как правильно определить неисправность крана при подтекании?

Необходимо локализовать точку утечки:
1. Если среда проступает в районе штока – проблема в сальниковом уплотнении.
2. Если утечка наблюдается из-под накидной гайки или муфты – недостаточно герметично резьбовое соединение.
3. Если среда сочится из выходного патрубка при полностью закрытом положении крана – нарушена герметичность затвора (износ седла или шара).
В первых двух случаях возможен ремонт на месте, в третьем – чаще требуется замена крана.