Краны шаровые стандартнопроходные Ду 25

Краны шаровые стандартопроходные Ду 25: конструкция, материалы, применение и монтаж

Шаровой кран стандартнопроходной (полнопроходной) с условным диаметром Ду 25 является трубопроводной арматурой, предназначенной для полного перекрытия или открытия потока рабочей среды. Ключевая характеристика «стандартнопроходной» или «полнопроходной» (Full Bore, FB) означает, что диаметр проходного отверстия в шаре практически равен внутреннему диаметру присоединительного патрубка (и, соответственно, трубопровода Ду 25). Это обеспечивает минимальные гидравлические потери, отсутствие застойных зон и возможность проведения скребков или очистных устройств через арматуру. Данный тип арматуры является одним из наиболее востребованных в системах тепло-, водоснабжения, технологических линиях в энергетике и промышленности.

Конструктивные особенности и принцип действия

Конструкция шарового крана Ду 25 включает несколько базовых элементов:

• Корпус. Основная несущая деталь, изготавливаемая литьем, штамповкой или сваркой. В корпусе размещены седла и шар. Может быть разборным (соединение фланцевое или резьбовое) или неразборным (сварным).
• Шар (затвор). Сферическая деталь с сквозным цилиндрическим отверстием (проходом), диаметр которого соответствует Ду 25. Шар является запирающим элементом. Вращение шара на 90° осуществляет переход из состояния «открыто» в состояние «закрыто».
• Седла (уплотнительные кольца). Располагаются между корпусом и шаром, обеспечивая герметичность в закрытом положении. Изготавливаются из полимерных материалов (PTFE, PTFE+R, нейлон, делрин) или комбинаций металл-полимер.
• Шпиндель (шток). Деталь, передающая крутящий момент от ручки или привода на шар. Обеспечивает фиксацию шара в осевом направлении. Герметичность выхода штока обеспечивается уплотнительными кольцами и сальниковым узлом.
• Управляющий элемент. Ручка (рычаг, бабочка), редуктор или пневмо-/электропривод.
• Уплотнительные элементы. Комплект прокладок и колец, обеспечивающих герметичность мест разъема корпуса и выхода шпинделя.

Принцип действия основан на повороте сферического затвора с коаксиальным трубопроводу отверстием. В открытом положении отверстие совпадает с направлением потока, создавая прямой, практически не суженный канал. При повороте на 90° сплошная сторона шара перекрывает проход.

Материалы исполнения

Выбор материалов определяет стоимость, коррозионную стойкость, температурный диапазон и область применения крана.

Элемент крана	Типовые материалы	Особенности и применение
Корпус	Углеродистая сталь (ст. 25, ст. 20), нержавеющая сталь (AISI 304, AISI 316), латунь (CW617N), титан, дуплексная сталь	Сталь – для высоких давлений и температур, агрессивных сред в энергетике. Латунь – для водоснабжения, отопления, неагрессивных сред. Нержавеющая сталь – для химических, пищевых сред, морской воды.
Шар	Нержавеющая сталь с хромированием или полировкой, латунь с никелированием	Хромирование повышает коррозионную стойкость и снижает трение. Полировка до Ra 0.2-0.4 мкм улучшает герметичность.
Седла	PTFE (тефлон), PTFE с наполнителем (углерод, стекловолокно), нейлон, PEEK, металл (для высоких температур)	PTFE – стандарт для температур до 200°C. Углеродонаполненный PTFE повышает износостойкость. PEEK – для высоких температур и агрессивных сред. Металлические седла – для температур свыше 400°C.
Уплотнения шпинделя	NBR (нитрил), EPDM, Viton (FKM), PTFE	NBR – масла, вода, воздух. EPDM – горячая вода, пар, щелочи. Viton – высокая температура, углеводороды, агрессивные химикаты.
Шпиндель	Нержавеющая сталь (AISI 304, AISI 316), сталь с антикоррозионным покрытием	Обеспечивает прочность и коррозионную стойкость в зоне выхода из корпуса.

Присоединительные концы и типоразмеры

Краны Ду 25 (1″) имеют следующие основные типы присоединений:

• Резьбовое присоединение: внутренняя резьба (ВР/ВР), наружная резьба (НР/НР), комбинированное (ВР/НР). Типы резьбы: трубная цилиндрическая (G), трубная коническая (R), NPT. Наиболее распространено для Ду 25.
• Фланцевое присоединение: по ГОСТ 33259, ГОСТ 12815, DIN EN 1092-1, ASME B16.5. Применяется на ответственных трубопроводах с частыми демонтажами.
• Под приварку: приварка встык (Butt Weld) или в раструб (Socket Weld). Обеспечивает абсолютную герметичность, используется на высокотемпературных и высоконапорных линиях в энергетике.

Основные параметры для крана Ду 25:

Параметр	Типовые значения	Примечание
Условный диаметр (Ду, DN)	25	Соответствует наружному диаметру трубы ~33.7 мм (труба 32 мм)
Условное давление (Ру, PN)	16, 25, 40, 63, 100, 160, 250	Наиболее распространены PN16 и PN40 для инженерных систем, PN100-250 для энергетики.
Рабочее давление	Зависит от PN и материала, до 160 бар (для стальных)	Указывается для конкретной температуры среды.
Температурный диапазон	От -60°C до +300°C (зависит от уплотнений)	С EPDM до +150°C, с PTFE до +200°C, с металлическими седлами свыше +400°C.
Строительная длина	~130 мм (фланцевый), ~100 мм (резьбовой)	Определяется стандартом (ГОСТ, DIN, ANSI).
Проходное отверстие	~25 мм (полнопроходной)	Фактический диаметр отверстия в шаре равен или очень близок к внутреннему диаметру трубы Ду 25.

Области применения в энергетике и смежных отраслях

Полнопроходные шаровые краны Ду 25 находят применение в следующих системах:

• Теплоэнергетика: Вспомогательные линии подпитки, дренажные линии, обвязка теплообменного оборудования, системы отопления зданий и сооружений ТЭЦ. Применяются стальные краны на PN40 и выше с уплотнениями, стойкими к температуре до 150-200°C.
• Водоснабжение и водоотведение: Запорная арматура на трубопроводах технической и питьевой воды, промывочных линиях. Используются латунные или нержавеющие краны с экологически безопасными уплотнениями (EPDM).
• Промышленные технологические линии: Трубопроводы сжатого воздуха, инертных газов, слабоагрессивных жидкостей. Выбор материала корпуса и уплотнений определяется характеристиками среды.
• Обвязка котельного и насосного оборудования: Установка на байпасных линиях, линиях рециркуляции, отбора проб.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Правильный монтаж и эксплуатация определяют ресурс арматуры.

Требования к монтажу:

• Монтаж производится в состоянии полностью открытого крана для защиты уплотнительных колец седел от деформации.
• Запрещается использовать рычаг управления для создания момента затяжки при присоединении к трубопроводу. Кран должен быть закреплен ключом под шестигранник на корпусе.
• При сварке кранов под приварку необходимо защитить внутреннюю полость от брызг металла и перегрева. Седла и шар должны быть извлечены или использованы терморассеивающие пасты.
• Направление потока среды, как правило, не регламентировано для двухсторонних кранов, но рекомендуется следовать указательной стрелке на корпусе.
• При фланцевом соединении необходимо равномерно затягивать болты крест-накрест, используя прокладки, соответствующие рабочей среде и параметрам.

Эксплуатация и обслуживание:

• Эксплуатация в пределах паспортных параметров (давление, температура).
• Периодическое (1-2 раза в год) проверка легкости хода и герметичности закрытия.
• Для кранов, длительное время находящихся в одном положении, рекомендуется 1-2 раза в год производить цикл «открытие-закрытие» для предотвращения «прикипания» шара к седлам.
• Смазка шпинделя и шарового узла специальными смазками (если предусмотрено конструкцией) через пресс-масленку.
• При появлении течи по шпинделю возможна подтяжка сальникового узла (если конструкция позволяет). Течь через затвор обычно требует замены седел или всего крана.

Преимущества и недостатки по сравнению с другими типами арматуры

Преимущества шаровых полнопроходных кранов Ду 25:

• Минимальное гидравлическое сопротивление, отсутствие существенных потерь давления.
• Высокая скорость и простота управления (поворот на 90°).
• Малая строительная высота и длина по сравнению с задвижками.
• Высокая надежность и долговечность при правильной эксплуатации.
• Возможность установки привода для дистанционного управления или включения в АСУ ТП.
• Хорошая герметичность (класс А по ГОСТ 9544).
• Возможность использования для вязких сред и сред с твердыми включениями (благодаря полному проходу).

Недостатки и ограничения:

• Регулирование расхода с их помощью возможно, но не является штатным режимом работы и приводит к быстрому износу седел и шара кавитацией.
• Ограниченный температурный диапазон при использовании полимерных седел (обычно до +200°C).
• По сравнению с клиновыми задвижками, могут иметь больший момент управления при высоких давлениях.
• «Плавающий шар» в дешевых конструкциях может создавать трудности при управлении на высоких давлениях Ду>50.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем отличается стандартнопроходной (полнопроходной) кран от редуцированного (стандартнопроходного)?

У полнопроходного крана (Full Bore) диаметр отверстия в шаре равен внутреннему диаметру трубы Ду 25 (примерно 25 мм). У редуцированного (Reduced Bore) диаметр отверстия меньше, обычно на один типоразмер (например, для Ду 25 отверстие может быть ~20 мм). Полнопроходные краны применяются там, где критичны потери давления или необходим проход очистных устройств. Редуцированные — где эти факторы не важны, а приоритетом является экономия.

Какой класс герметичности должен быть у шарового крана для систем теплоснабжения?

Для закрытой системы теплоснабжения согласно нормам (СП 124.13330.2012) требуется класс герметичности А (полная непроницаемость) по ГОСТ 9544. Большинство качественных шаровых кранов обеспечивают этот класс по затвору. Для систем с водой выше 100°C необходимо обращать внимание на материал уплотнений (PTFE, EPDM для температур до 150°C).

Можно ли устанавливать шаровой кран на вертикальный трубопровод?

Да, можно. Однако рекомендуется, чтобы шпиндель был ориентирован горизонтально или под углом, но не вертикально вниз. Это предотвращает скопление мусора в сальниковом узле. Некоторые модели имеют строгие ограничения по ориентации, указанные в паспорте.

Что означает маркировка «PN40» на кране Ду 25?

PN40 — номинальное (условное) давление 40 бар. Это означает, что кран рассчитан на работу с номинальным давлением 40 бар при температуре рабочей среды 20°C. С ростом температуры допустимое рабочее давление снижается. Для конкретных температурных диапазонов производитель предоставляет таблицы поправок.

Почему шаровой кран нельзя использовать для регулирования потока?

При частичном открытии шарового крана поток становится турбулентным, возникают кавитационные явления, которые разрушают поверхность шара и седла, приводя к быстрому износу и потере герметичности. Для регулирования предназначена регулирующая арматура (регулирующие клапаны, вентили).

Как правильно выбрать материал седла для горячей воды (120°C)?

Для температуры 120°C подходят седла из тефлона (PTFE) или углеродонаполненного PTFE. EPDM также выдерживает такую температуру, но имеет меньшую химическую стойкость к некоторым средам. Необходимо проверять температурный график конкретной марки материала от производителя арматуры.

Требуется ли техобслуживание необслуживаемых шаровых кранов?

Понятие «необслуживаемый» означает, что конструкция не имеет узлов для ремонта (разборной корпус, регулировка сальника). Однако профилактические мероприятия (цикловка, визуальный осмотр, проверка герметичности) обязательны для любой трубопроводной арматуры в рамках системы ППР (планово-предупредительных ремонтов).

Заключение

Шаровой кран стандартнопроходной Ду 25 представляет собой высокоэффективную и надежную запорную арматуру, оптимальную для применения в ответственных участках трубопроводов, где недопустимы потери давления или требуется максимальная пропускная способность. Правильный выбор материала корпуса, типа уплотнений, присоединения и класса давления, а также соблюдение правил монтажа и эксплуатации, обеспечивают длительный и безотказный срок службы изделия в системах энергетики, тепло- и водоснабжения. При выборе необходимо руководствоваться не только условным диаметром, но и полным набором рабочих параметров и требованиями технологического регламента.