Краны шаровые латунные Ру 40
Краны шаровые латунные на давление Ру 40: конструкция, применение и технические аспекты
Кран шаровой латунный на условное давление Ру 40 представляет собой запорную арматуру полнопроходного или стандартнопроходного типа, корпус и основные компоненты которой изготовлены из латунного сплава. Номинальное давление 40 кгс/см² (примерно 4,0 МПа) определяет область его применения в системах с высокими рабочими параметрами. Конструкция основана на запирающем элементе сферической формы (плунжере) с сквозным отверстием, который вращается на 90 градусов вокруг оси, перпендикулярной потоку среды. В открытом положении отверстие в шаре совпадает с осью трубопровода, обеспечивая минимальное гидравлическое сопротивление. В закрытом положении развернутая сфера полностью перекрывает проход, а герметичность обеспечивается уплотнительными кольцами (седлами), прижимаемыми к поверхности шара под действием давления среды и конструктивных элементов (пружин).
Материалы и конструктивные особенности
Качество и состав материалов напрямую влияют на надежность и долговечность крана в условиях высокого давления Ру 40.
- Корпус, крышка, шар: Используется литейная латунь марок LS59-1 (CuZn40Pb2), CW614N (аналог) или более качественные свинцово-оловянные латуни. Сплав должен обладать высокой механической прочностью, коррозионной стойкостью и хорошими литейными свойствами. Для агрессивных сред могут применяться сплавы с повышенным содержанием олова.
- Уплотнительные седла: Ключевой элемент для обеспечения герметичности класса «А» (полная непроницаемость). При Ру 40 стандартно применяются армированные PTFE (фторопласт-4), PTFE с углеродным наполнителем для улучшения антифрикционных свойств или терморасширенный графит. В моделях для высоких температур могут использоваться комбинации металлических седел.
- Шпиндель (шток): Изготавливается из нержавеющей стали (например, AISI 304, AISI 316) для обеспечения высокой прочности на кручение и предотвращения коррозионного излома. Соединение со сферой выполняется посредством фрезерованного паза, что исключает самопроизвольное срабатывание.
- Уплотнение шпинделя: Реализуется несколькими кольцами круглого сечения из PTFE или фторкаучука (Viton), установленными в зоне выхода штока из корпуса. Конструкция часто включает сальниковую камеру с возможностью поджатия уплотнений.
- Управление: Ручное посредством рычага-бабочки или рукоятки-«барашка». Для дистанционного управления предусмотрены модели с присоединительным квадратом под редуктор или электропривод по стандарту ISO 5211.
- Резьба трубная цилиндрическая (G): По ГОСТ 6357-81 или ISO 228-1. Наиболее распространенный вариант для диаметров до DN50.
- Присоединение под пайку (Capillary Solder): Гнездо для капиллярной пайки медными или серебряными припоями. Обеспечивает монолитное, надежное соединение в медных системах.
- Комбинированные варианты (например, G-NPT): Для стыковки разностандартных трубопроводов.
- Теплоэнергетика: В качестве запорной арматуры на вспомогательных линиях подпитки, дренажа, обвязки теплообменного оборудования, систем отопления зданий и сооружений ТЭЦ. Рабочая среда – вода, пар низкого давления, водогликолевые растворы.
- Водоподготовка и химводоочистка (ХВО): На трубопроводах подачи реагентов, умягченной и деминерализованной воды, где коррозионная стойкость латуни является преимуществом.
- Пневматические системы управления: На трубопроводах сжатого воздуха давлением до 4.0 МПа для питания пневмоприводов, КИПиА.
- Топливно-газовое хозяйство: На подводах природного газа или жидкого топлива (в исполнении для ГСМ) к горелочным устройствам, резервным генераторам.
- Промышленные технологические линии: В качестве отсечной арматуры на неагрессивных жидкостях и газах в пределах допустимых температур.
- Подготовка: Перед установкой необходимо убедиться в чистоте трубопровода, удалить окалину и стружку. Проверить кран на отсутствие внешних повреждений и плавность хода рукоятки (при полностью сброшенном давлении).
- Направление потока: Большинство шаровых кранов являются двунаправленными, но некоторые модели могут иметь указатель направления потока, который необходимо соблюдать.
- Уплотнение резьбовых соединений: Для цилиндрической резьбы (G) обязательна герметизация льняной прядью с пастой Unipak, нитью Tangit или анаэробным герметиком. Коническая резьба (R) герметизируется за счет конусности.
- Затяжка: При монтаже не допускается приложение чрезмерных усилий к корпусу крана. Затяжку производят за корпус арматуры, а не за рукоятку или шпиндель. Используйте динамометрические ключи в соответствии с рекомендациями производителя.
- Положение при эксплуатации: Кран может устанавливаться в любом пространственном положении, но необходимо обеспечить свободный доступ к рукоятке и избегать ее использования как точки опоры.
- Обслуживание: Техническое обслуживание заключается в периодической проверке на герметичность, визуальном осмотре и смазке шарнирных соединений рукоятки. Ремонт, как правило, ограничивается заменой картриджа (блока шар-седла) в ремонтопригодных моделях.
- Высокая коррозионная стойкость по сравнению со стальными кранами, особенно в водных средах.
- Меньший вес и удобство монтажа на резьбовых соединениях.
- Хорошие антифрикционные свойства латуни, снижающие риск заклинивания.
- Относительно низкая стоимость при высоких рабочих параметрах (Ру 40).
- Быстрота срабатывания (1/4 оборота) и минимальные потери давления в открытом состоянии.
- Ограниченная стойкость к некоторым агрессивным средам (аммиак, сильные окислители, концентрированные кислоты и щелочи).
- Ограничение по максимальной температуре (обычно +150°C) по сравнению со стальной или нержавеющей арматурой.
- Восприимчивость к цинковому обесцинкованию в определенных условиях (мягкая вода с низким содержанием солей при высоких температурах).
- Механическая прочность ниже, чем у стальных аналогов, что требует более аккуратного обращения при монтаже.
Присоединительные концы и типоразмеры
Краны Ру 40 производятся с различными типами присоединений, что определяет способ монтажа. Резьба может быть внутренней (В/В), наружной (Н/Н) или комбинированной (В/Н).
Резьба коническая (R): По ГОСТ 6211-81 или ISO 7-1. Обеспечивает дополнительную герметичность соединения за счет конусности.
Типоразмерный ряд кранов Ру 40, как правило, охватывает диапазон от DN8 (1/4″) до DN100 (4″). Наиболее востребованы размеры от DN15 до DN50.
| Условный проход, DN | Резьба присоединения | Диаметр проходного отверстия (полнопроходной), мм | Примерный строительная длина, L (стандартная), мм | Масса, кг (прибл.) |
|---|---|---|---|---|
| 15 (1/2″) | G 1/2″ | 15 | 65 | 0.25 |
| 20 (3/4″) | G 3/4″ | 20 | 70 | 0.35 |
| 25 (1″) | G 1″ | 25 | 80 | 0.60 |
| 32 (1 1/4″) | G 1 1/4″ | 32 | 90 | 0.95 |
| 40 (1 1/2″) | G 1 1/2″ | 38 | 100 | 1.40 |
| 50 (2″) | G 2″ | 50 | 120 | 2.20 |
Области применения в энергетике и смежных отраслях
Благодаря высокой надежности и давлению Ру 40, данные краны находят применение в критически важных системах.
Ключевые технические характеристики и условия эксплуатации
Выбор крана должен осуществляться строго в соответствии с его паспортными параметрами.
| Параметр | Значение / Диапазон | Примечание |
|---|---|---|
| Условное давление, Ру (PN) | 40 кгс/см² (4,0 МПа, ~400 м вод. ст.) | Максимальное избыточное давление при температуре 20°C |
| Рабочее давление, Рр | Зависит от температуры среды | С ростом температуры допустимое давление снижается |
| Температура рабочей среды, min/max | От -20°C до +150°C (для PTFE седла) | Для моделей с фторкаучуковыми уплотнениями max +80°C |
| Класс герметичности по ГОСТ 9544 | «А» (нулевая утечка) | Для запорной арматуры |
| Рабочая среда | Вода, пар, инертные газы, воздух, природный газ, масла, неагрессивные жидкости | Совместимость материалов корпуса и уплотнений со средой обязательна |
| Срок службы (циклов) | 8 000 – 15 000 циклов «открыто-закрыто» | Зависит от качества исполнения и условий эксплуатации |
Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание
Правильный монтаж – залог долговечной работы арматуры под высоким давлением.
Преимущества и недостатки по сравнению с арматурой из других материалов
Преимущества:
Недостатки и ограничения:
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается кран Ру 40 от крана PN 40?
В современной маркировке это, по сути, одно и то же. Ру (условное давление) – устаревшее, но до сих пор широко используемое в СНГ обозначение в кгс/см². PN (Nominal Pressure) – обозначение по международным и европейским стандартам в барах. Ру 40 соответствует PN 40, что равно приблизительно 4,0 МПа. Важно учитывать, что стандарты испытаний на прочность и герметичность могут различаться.
Можно ли использовать латунный кран Ру 40 для пара?
Да, но с строгими ограничениями по температуре и давлению. Необходимо выбирать модель, в паспорте которой прямо указано разрешение на работу с насыщенным паром. Как правило, для пара допустимое рабочее давление при температуре свыше +100°C резко снижается. Например, при +150°C рабочее давление может быть ограничено 8-10 бар. Требуется консультация техдокументации на конкретное изделие.
Каков ресурс герметичности шарового крана?
Ресурс до появления первых признаков протечки через уплотнительные седла при соблюдении условий эксплуатации составляет в среднем 8-15 тысяч циклов. На ресурс негативно влияют: абразивные частицы в среде, работа в положении «полуоткрыто», превышение температурных пределов, гидроудары.
Почему возникает заклинивание шара и как его избежать?
Заклинивание чаще всего вызвано:
1. Отложениями на поверхности шара (накипь, продукты коррозии трубопровода).
2. Деформацией PTFE седел при тепловом расширении или превышении давления.
3. Механическим повреждением сферы.
Для профилактики необходимо: устанавливать фильтры перед краном, не использовать кран для регулирования потока (только «открыто/закрыто»), соблюдать температурный режим, перед первым пуском после монтажа промыть систему.
Допустимо ли использование льна с краской для уплотнения резьбы G?
Категорически не рекомендуется. Свинцовый сурик или железный сурик в краске могут вызвать активную коррозию латунного сплава (электрохимическая коррозия разнородных металлов). Для герметизации следует применять специальные пасты для соединения металл-металл, сантехнические нити или тефлоновую ленту, совместимую с топливом и газом, если кран используется на соответствующих средах.
Как выбрать между полнопроходным и стандартнопроходным краном?
Полнопроходной (Full Bore, FB) имеет диаметр отверстия в шаре, равный внутреннему диаметру присоединяемой трубы. Он обеспечивает нулевые потери давления и используется на критичных участках, для чистки трубопровода скребком. Стандартнопроходной (Reduced Bore, RB) имеет отверстие на один типоразмер меньше. Он дешевле, компактнее и легче, применяется там, где незначительное гидросопротивление некритично. Для систем с Ру 40, где важен расход, чаще выбирают полнопроходные модели.