Краны шаровые муфтовые Ду 25: конструкция, применение и технические аспекты выбора

Кран шаровой муфтовый Ду 25 (номинальный диаметр условного прохода 25 мм, что соответствует 1 дюйму) представляет собой запорную арматуру, предназначенную для полного перекрытия потока рабочей среды в трубопроводных системах. Принцип действия основан на повороте на 90° сферического затвора (пробки), имеющего сквозное отверстие, соосное с трубопроводом в открытом положении и перпендикулярное ему в закрытом. Муфтовое присоединение означает, что корпус крана имеет внутреннюю резьбу для непосредственного вкручивания на трубы с соответствующей наружной резьбой, что определяет его основную область применения в системах малого и среднего диаметра, работающих под давлением.

Конструктивные особенности и материалы изготовления

Конструкция стандартного шарового крана Ду 25 включает несколько ключевых компонентов, от качества и исполнения которых зависит его надежность и ресурс.

• Корпус: Изготавливается методом литья, горячей штамповки или сварки. Основные материалы: углеродистая сталь (например, ст. 20), нержавеющая сталь (AISI 304, 316), латунь (LS59-1, CW617N), реже – чугун или титан. Для агрессивных сред предпочтительна нержавеющая сталь.
• Шар (сферический затвор): Обычно выполняется из того же материала, что и корпус, с последующим хромированием или покрытием из никеля для снижения трения и повышения коррозионной стойкости. В кранах высокого класса шар полируется до зеркального состояния.
• Уплотнения (седла): Критически важный элемент, обеспечивающий герметичность. Применяются полимерные материалы: PTFE (тефлон), усиленный PTFE, нейлон, делон, реже – фторкаучук (FKM). От их термостойкости и химической инертности зависит диапазон применения крана.
• Шпиндель (шток): Передает усилие от рукояти к шару. Выполняется из стали или латуни. Конструкция должна исключать вырыв штока под давлением (антистатическая конструкция, предохранительный элемент).
• Управление: Ручка-«бабочка» (для низкого давления), рычаг или редукторный механизм (для повышенных усилий).

Технические характеристики и параметры выбора

Выбор шарового крана Ду 25 осуществляется на основе анализа следующих параметров, указанных в технической документации (паспорте изделия).

Основные параметры

• Условное давление (Ру, PN): Максимальное избыточное давление при температуре 20°C, при котором обеспечивается длительная работа. Для Ду 25 типичны значения: PN16, PN25, PN40. В американском стандарте – Class 150, 300.
• Рабочее давление и температура: Фактические допустимые параметры зависят от материала корпуса и уплотнений. Например, кран латунный с PTFE уплотнениями может работать при -20…+150°C, а стальной с фторкаучуком – при -60…+200°C.
• Пропускная способность (Kvs): Значение расхода воды (м³/ч) через полностью открытый кран при перепаде давления в 1 бар. Для Ду 25 Kvs обычно находится в диапазоне 12-18 м³/ч, что важно для гидравлических расчетов системы.
• Тип присоединения: Внутренняя резьба согласно ГОСТу (трубная дюймовая) или метрическая. Для Ду 25 стандартной является внутренняя резьба G1″. Необходимо точно согласовывать тип резьбы с трубой или фитингом.
• Конструктивное исполнение: Полнопроходной (full bore, диаметр отверстия в шаре равен Ду трубы) или стандартнопроходной (reduced bore, отверстие меньше, что создает дополнительное гидравлическое сопротивление).

Таблица 1: Сравнительные характеристики кранов из разных материалов (Ду 25, PN16)

Параметр	Латунь	Углеродистая сталь	Нержавеющая сталь AISI 304
Рабочая среда	Вода, пар, воздух, неагрессивные жидкости, ГВС	Вода, пар, масла, нефтепродукты, природный газ	Агрессивные среды: кислоты, щелочи, морская вода, пищевые продукты
Макс. темп. (с PTFE)	+150°C	+200°C	+200°C
Мин. темп.	-20°C	-40°C	-60°C
Коррозионная стойкость	Хорошая	Требует покрытия (никелирование, окраска)	Отличная
Вес, прочность	Средние	Высокие	Высокие
Стоимость	Умеренная	Умеренная	Высокая

Области применения в энергетике и смежных отраслях

Краны шаровые муфтовые Ду 25 находят широкое применение благодаря компактности и надежности.

• Системы теплоснабжения и ГВС: В качестве запорной арматуры на ответвлениях к отопительным приборам, в узлах обвязки теплообменников, на байпасных линиях.
• Водоподготовка и химводоочистка (ХВО): Для переключения потоков воды и реагентов в линиях малого диаметра.
• Пневматические системы: Управление подачей сжатого воздуха к приборам КИПиА, пневмоинструменту.
• Топливные системы: В магистралях жидкого и газообразного топлива (газ-воздух) на технологических установках.
• Общепромышленное применение: В технологических линиях для неагрессивных жидкостей и газов.

Монтаж, эксплуатация и обслуживание

Правильный монтаж – залог долговечности. Резьбовое соединение требует уплотнения. Применяют фум-ленту, нить Tangit Unilok или анаэробный герметик. Затяжку производят ключом только за шестигранник под рукоятью, не допуская усилия на корпус. Кран должен быть установлен в удобном для обслуживания положении, но не опираться на трубы. Перед вводом в эксплуатацию систему необходимо промыть. Обслуживание, как правило, минимально – периодическая проверка герметичности и, при необходимости, подтяжка сальникового узла (если конструкция предусматривает). Большинство современных кранов – неразборные (repairble) или условно-разборные.

Нормативная документация и стандарты

Производство и поставка кранов шаровых регламентируется рядом стандартов:

• ГОСТ 28343-89 (ИСО 7121-86): Краны шаровые на номинальное давление Ру 16.
• ГОСТ 21345-2005: Краны шаровые с муфтовыми и фланцевыми соединениями на давление до 16 МПа.
• ISO 17292: Металлические шаровые краны для нефтяной, нефтехимической и смежных отраслей.
• API 608: Металлические шаровые краны фланцевые, стыковые, резьбовые.

Маркировка на корпусе должна включать: товарный знак, Ду, Ру, материал корпуса, направление потока, дату изготовления.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается кран Ду 25 от крана на 1″?

Это одно и то же. Условный проход Ду 25 мм соответствует трубной резьбе 1 дюйм. Однако, важно помнить, что наружный диаметр трубы на 1″ составляет около 33.5 мм, а внутренний зависит от толщины стенки.

Можно ли использовать латунный кран Ду 25 на пару?

Да, но с строгим соблюдением параметров, указанных в паспорте. Большинство латунных кранов с PTFE уплотнениями рассчитаны на насыщенный пар давлением до 10-16 бар при температуре до +150°C. Для пара высоких параметров требуются стальные краны с графитовыми уплотнениями.

Что означает «антистатическое исполнение» шарового крана?

В конструкции предусмотрена специальная пружина или контакт, обеспечивающий электрическую связь между шаром и корпусом. Это предотвращает накопление статического электричества от трения при повороте шара, что критически важно при работе с горючими жидкостями и газами.

Почему кран с «рычагом» предпочтительнее крана с «бабочкой» для Ду 25?

Рычаг позволяет создать большее усилие для поворота шара, особенно при высоком рабочем давлении или в случае залипания шара из-за отложений. «Бабочка» более компактна, но подходит для систем с низким давлением и частым ручным управлением.

Как правильно ориентировать кран при монтаже?

Шаровой кран может устанавливаться в любом положении (горизонтально, вертикально). Главное – обеспечить удобный доступ к рукояти. Исключение составляют краны с ручным редуктором или электроприводом, ориентация которых может быть регламентирована паспортом. Поток, как правило, не имеет направления, кроме случаев, когда кран имеет специальную маркировку (стрелка) или конструкцию «3-ходовой».

Что делать, если кран под рукоятью начал подтекать?

Это указывает на износ или необходимость подтяжки сальникового уплотнения штока. В разборных конструкциях необходимо подтянуть сальниковую гайку. В неразборных – требуется замена крана. Эксплуатация с подтеканием недопустима.

Можно ли использовать кран Ду 25 в качестве регулирующего?

Нет. Шаровые краны предназначены для работы в двух положениях: «открыто» и «закрыто». Работа в промежуточном положении приводит к кавитационному износу шара, эрозии поверхности, вибрации и быстрому выходу из строя уплотнений. Для регулирования потока применяются специальные регулирующие вентили или шаровые краны с седлами V-образной формы (специальное исполнение).