Краны шаровые стальные сварные LD КШ.Ц.Ф: конструкция, применение и технические характеристики

Кран шаровой стальной сварной LD КШ.Ц.Ф представляет собой трубопроводную арматуру полнопроходной или стандартнопроходной конструкции, предназначенную для полного перекрытия потока рабочей среды на участках магистральных и технологических трубопроводов. Данный тип арматуры характеризуется высокой надежностью, герметичностью и долговечностью, что обуславливает его широкое применение в энергетике, нефтегазовом комплексе, коммунальном хозяйстве и на промышленных предприятиях. Обозначение расшифровывается следующим образом: КШ – кран шаровой, Ц – сварной (присоединение к трубопроводу осуществляется стыковой сваркой), Ф – фланцевое исполнение (подразумевает наличие фланцев на корпусе для присоединения привода или заглушки).

Конструктивные особенности и материалы исполнения

Конструкция крана КШ.Ц.Ф является сварной неразъемной. Корпус формируется из штампованных стальных заготовок, соединяемых по экваториальному шву с помощью автоматической сварки под флюсом. Данная технология обеспечивает высокую прочность и равнопрочность корпуса, а также позволяет минимизировать риски протечек по линии разъема, характерные для кранов с фланцевым корпусом.

Основные компоненты крана включают:

• Корпус и крышка: Изготавливаются из углеродистых (ст.20, 09Г2С) или легированных сталей в зависимости от требований к рабочему давлению и температуре. Для агрессивных сред применяются стали 12Х18Н10Т, 10Х17Н13М2Т.
• Шаровой затвор (пробка): Полнопроходной или редуцированный. Основной материал – сталь с нанесенным износостойким и коррозионностойким покрытием. Чаще всего используется хромовое напыление (хромирование) или наплавление более твердых сплавов, что обеспечивает высокий класс герметичности и стойкость к абразивному износу.
• Седельные кольца (уплотнения седел): Ключевой элемент, обеспечивающий герметичность в закрытом положении. Выполняются из полимерных материалов: фторопласт (PTFE), армированный фторопласт, RPTFE, PEEK. Материал выбирается исходя из температурного диапазона и химической совместимости с рабочей средой.
• Шпиндель (шток): Передает крутящий момент от привода к шаровому затвору. Изготавливается из нержавеющей стали (например, 20Х13) и оборудуется системой защиты от вырыва под давлением.
• Уплотнение шпинделя: Обеспечивает герметичность в месте выхода шпинделя из корпуса. Обычно используется набор уплотнительных колец из фторопласта или графита, работающих в паре с пружинными элементами для поддержания постоянного поджатия.
• Присоединительные концы: Торцы корпуса выполнены под стыковую сварку (Ц). На верхней части корпуса расположен фланец стандартного ряда (например, ГОСТ 33259-2015) для установки редукторного, электрического или пневматического привода.

Область применения и рабочие среды

Краны LD КШ.Ц.Ф применяются на ответственных участках трубопроводов, где требуется высокая надежность и полная герметичность перекрытия. Основные сферы применения:

• Магистральные трубопроводы для транспортировки нефти, газа, воды и продуктов их переработки.
• Технологические линии тепловых и атомных электростанций (питательная вода, пар, конденсат).
• Объекты нефтегазодобычи и нефтехимической промышленности.
• Магистральные сети теплоснабжения и водоснабжения.

Рабочие среды: природный газ, нефть, нефтепродукты, вода (техническая, питьевая), пар, аммиак, углекислота, а также другие неагрессивные и слабоагрессивные среды в зависимости от материала исполнения.

Технические характеристики и параметры выбора

Выбор крана осуществляется на основе следующих ключевых параметров:

Параметр	Типовые значения / Варианты исполнения	Комментарий
Условный диаметр (DN)	от DN 50 до DN 1200	Определяет пропускную способность. Полнопроходные краны (Kv ≈ Kvs) имеют диаметр прохода, равный DN.
Условное давление (PN)	PN 16, PN 25, PN 40, PN 63, PN 100, PN 160	Максимальное избыточное давление при температуре 20°C, при котором возможна длительная работа.
Рабочее давление (Рр)	Зависит от PN и температуры среды	С повышением температуры допустимое рабочее давление снижается. Регламентируется паспортом изделия.
Температура рабочей среды	от -60°C до +200°C (до +300°C для специсполнений)	Зависит от материала седельных уплотнений: PTFE: -40…+150°C; PEEK: -60…+200°C; Графит: -60…+450°C.
Класс герметичности	А (ГОСТ 9544-2016), VI (API 598)	Класс А (нулевая утечка) – для запорной арматуры. Проверяется испытаниями на герметичность.
Тип управления	Ручной (рычаг, редуктор), электрический привод, пневмопривод	Выбор зависит от требуемого времени срабатывания, удаленности и степени автоматизации.
Климатическое исполнение	У, УХЛ, ХЛ (ГОСТ 15150-69)	Определяет стойкость к атмосферным условиям при эксплуатации на открытом воздухе.

Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами соединения

Преимущества кранов КШ.Ц.Ф:

• Высокая надежность и герметичность: Отсутствие разъемных соединений корпуса исключает протечки по прокладкам фланцев.
• Долговечность: Сварной корпус менее подвержен коррозии в зоне стыка, характерной для фланцевых соединений.
• Снижение эксплуатационных расходов: Не требуется подтяжка фланцевых болтов, замена межфланцевых прокладок.
• Меньшие габариты и вес: По сравнению с фланцевыми кранами аналогичных параметров.
• Экономическая эффективность: На магистральных трубопроводах сварное соединение дешевле в монтаже и обслуживании в долгосрочной перспективе.

Недостатки:

• Сложность демонтажа: Для ремонта или замены крана требуется его вырезка из трубопровода.
• Высокие требования к монтажу: Необходимость квалифицированного проведения сварочных работ и контроля швов.
• Невозможность быстрого переноса: Кран становится неотъемлемой частью трубопровода.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Монтаж кранов КШ.Ц.Ф должен производиться в соответствии с проектной документацией и правилами безопасности. Перед сваркой кран должен быть полностью открыт. Запрещается проводить сварочные работы при закрытом положении затвора. Необходимо защитить седла и шаровой затвор от попадания брызг металла и перегрева. После монтажа обязательна промывка трубопровода для удаления окалины и мусора.

Эксплуатация предусматривает периодический визуальный контроль целостности наружного покрытия и сварных швов, проверку легкости хода шпинделя. Техническое обслуживание, как правило, сводится к контролю состояния уплотнения шпинделя и, при необходимости, его подтяжке. Ремонтопригодность кранов ограничена: при износе седел или повреждении шара в большинстве случаев производится замена всего изделия.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается КШ.Ц.Ф от КШ.Ф.Ф?

КШ.Ц.Ф имеет присоединительные концы под сварку (Ц), но фланец (Ф) только для привода. КШ.Ф.Ф – фланцевый кран, где и присоединение к трубопроводу, и установка привода осуществляются через фланцы. Первый вариант надежнее для стационарных магистралей, второй – удобнее для частого демонтажа.

Каков ресурс циклов срабатывания крана КШ.Ц.Ф?

Ресурс до первого среднего ремонта (замена седельных уплотнений) составляет, как правило, от 5 000 до 10 000 циклов «открыто-закрыто» в зависимости от давления, температуры и чистоты среды. Общий срок службы крана на трубопроводе может превышать 30 лет.

Можно ли использовать кран КШ.Ц.Ф для регулирования потока?

Нет, данный тип кранов является запорным и предназначен только для полного открытия или закрытия потока. Работа в промежуточном положении приведет к кавитационному разрушению шарового затвора и седел, потере герметичности и выходу из строя.

Как правильно выбрать материал седельных уплотнений?

Выбор основывается на таблице химической стойкости материала и температурном диапазоне:

• PTFE (фторопласт-4): Универсален для большинства сред, диапазон -40…+150°C.
• PEEK (полиэфирэфиркетон): Для высоких температур (до +200°C) и абразивных сред, высокая стойкость к пару.
• Графит: Для сверхвысоких температур (свыше +250°C) и специальных сред, где полимеры не применимы.

Требуется ли техобслуживание смазки в кранах КШ.Ц.Ф?

Современные краны, как правило, имеют постоянную смазку в узле «шар-седла», рассчитанную на весь срок службы. Техобслуживание может включать периодическую подачу смазки в узел уплотнения шпинделя через пресс-масленку (если она предусмотрена конструкцией).

Как маркируется кран и что должно быть в его паспорте?

На корпусе крана наносится клеймо с данными: товарный знак, DN, PN, марка материала корпуса, направление потока, дата изготовления, номер изделия. Паспорт изделия должен содержать полные технические характеристики, сведения о материалах компонентов, результаты приемо-сдаточных испытаний (давление, герметичность), рекомендации по монтажу и эксплуатации.

Заключение

Краны шаровые стальные сварные LD КШ.Ц.Ф представляют собой современное, надежное и технически обоснованное решение для организации запорных узлов на магистральных и технологических трубопроводах в энергетике и смежных отраслях. Их выбор, основанный на корректном расчете рабочих параметров и условий среды, обеспечивает длительную и безаварийную работу системы в целом. Приоритет сварного присоединения делает данную арматуру оптимальной для постоянных, не требующих частого демонтажа линий, где на первый план выходят показатели герметичности и минимальных эксплуатационных затрат.