Краны шаровые стандартнопроходные фланцевые LD

Краны шаровые стандартнопроходные фланцевые LD: конструкция, применение и технические аспекты

Кран шаровой стандартнопроходной фланцевый LD представляет собой запорную арматуру полнопроходного типа, предназначенную для монтажа между фланцами трубопроводных систем по стандартам DIN, EN или ГОСТ. Аббревиатура «LD» указывает на конкретную серию или модель, характеризующуюся определенным набором конструктивных особенностей, материалов и рабочих параметров. Основное функциональное назначение – полное перекрытие или открытие потока рабочей среды с минимальными гидравлическими потерями в открытом положении.

Конструктивные особенности и материалы исполнения

Конструкция крана серии LD базируется на классической схеме плавающего или фиксированного шарового затвора. В стандартнопроходном (полнопроходном) исполнении диаметр отверстия в шаре соответствует внутреннему диаметру присоединительных патрубков, что минимизирует турбулизацию потока и падение давления.

• Корпус и крышка: Изготавливаются методом литья или ковки из углеродистой (ст. 20, 25Л), легированной (09Г2С, 12Х18Н9Т) или нержавеющей стали (AISI 304, 316). Для специфических сред применяются сплавы дуплексного типа или с покрытиями (никелирование).
• Шаровой затвор (шар): Производится из высокопрочной стали или нержавеющей стали с последующей шлифовкой и полировкой поверхности. Часто наносится твердое износостойкое покрытие – хромовое (Cr-plated) или никель-фосфорное (Ni-P), для повышения стойкости к абразиву и коррозии.
• Уплотнительные седла: Ключевой элемент, обеспечивающий герметичность. Стандартно используются полимерные материалы: PTFE (тефлон), RPTFE, нейлон, делон. Для высоких температур или агрессивных сред применяются металлические седла или комбинации PTFE с графитом.
• Шпиндель (шток): Изготавливается из нержавеющей стали (AISI 410, 304, 316). Конструкция включает систему противовырывного устройства, предотвращающего извлечение штока под давлением. Уплотнение штока – сальниковое (графитовые или PTFE-набивки) или сильфонное (для критичных сред).
• Присоединение: Фланцевое исполнение по ГОСТ 33259-2015 (DIN EN 1092-1). Тип уплотнения фланца – выступ/впадина (RF), шип/паз (TG), под линзовую прокладку. Давление PN16, PN25, PN40, реже PN63.
• Привод: Ручной (рычажный или редукторный), пневматический, электрический или гидравлический. Краны серии LD стандартно комплектуются ручным рычагом, но имеют присоединительный квадрат под привод по стандарту ISO 5211.

Области применения в энергетике и промышленности

Данные краны находят применение в системах, требующих надежного отсечения потока с высокой цикличностью работы и минимальным обслуживанием.

• Теплоэнергетика: Вспомогательные линии питательной воды, конденсатные линии, системы подпитки, дренажные линии с параметрами до P_у 4.0 МПа, t до 200°C.
• Нефтегазовая промышленность: Технологические линии транспорта маловязких нефтепродуктов, сжиженного газа, топливного газа на собственные нужды.
• Химическая промышленность: Трубопроводы с химически нейтральными или умеренно агрессивными средами при условии совместимости материалов уплотнений.
• Общепромышленные системы: Воздух, инертные газы, вода техническая и питьевая, пар низкого давления.

Ключевые технические характеристики и параметры выбора

Выбор крана LD осуществляется на основе анализа рабочей среды, параметров системы и условий эксплуатации.

Таблица 1. Основные технические параметры кранов шаровых фланцевых LD

Параметр	Типовые значения / Описание
Условный проход (DN)	DN15, DN20, DN25, DN32, DN40, DN50, DN65, DN80, DN100, DN125, DN150, DN200, DN250, DN300
Условное давление (PN)	PN16 (1.6 МПа), PN25 (2.5 МПа), PN40 (4.0 МПа)
Рабочая температура	Стандартно: -20°C до +180°C (с PTFE седлами). Расширенный диапазон: -60°C до +300°C (со спецуплотнениями).
Рабочая среда	Вода, пар, воздух, азот, масла, нефтепродукты, слабые растворы кислот/щелочей (в зависимости от материала корпуса и седел).
Материал корпуса	Углеродистая сталь (WCB), нержавеющая сталь (CF8/304, CF8M/316), ковкий чугун (не для всех давлений).
Материал седла/уплотнений	PTFE, RPTFE, нейлон, PPL, металл-к-металлу.
Стандарт фланцев	ГОСТ 33259 (DIN EN 1092-1), тип исполнения 1 (RF).
Строительная длина	Соответствует ГОСТ 28343-89 или каталогу производителя. Как правило, короче, чем у задвижек аналогичного DN.
Класс герметичности	Класс «А» по ГОСТ 9544 (нулевая утечка) или ISO 5208 Rate A.
Срок службы (циклов)	От 10 000 до 25 000 циклов «открыто-закрыто» в зависимости от давления и среды.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Монтаж осуществляется на подготовленный трубопровод с применением прокладок, соответствующих давлению, температуре и химическому составу среды. Запрещается использование крана для выравнивания misalignment (несоосности) фланцев. Монтажное усилие при затяжке болтов должно прилагаться равномерно, крест-накрест, в соответствии с нормами на фланцевые соединения. Перед вводом в эксплуатацию обязательна промывка линии для удаления окалины и твердых частиц.

Эксплуатация допускается только в положениях «полностью открыто» или «полностью закрыто». Использование в качестве регулирующего органа недопустимо из-за риска кавитационного износа седла и шара. Техническое обслуживание включает периодическую проверку герметичности, состояние внешних уплотнений штока и смазку шарнирных соединений привода (если предусмотрено). При потере герметичности в большинстве конструкций LD возможна одно- или двусторонняя подача затворной смазки под давлением через установленные пресс-масленки без снятия крана с линии.

Преимущества и ограничения по сравнению с другими типами запорной арматуры

• Преимущества:
  • Малая строительная длина и высота.
  • Высокая скорость и легкость управления (поворот на 90°).
  • Полнопроходная конструкция обеспечивает минимальные потери давления.
  • Высокий класс герметичности.
  • Длительный срок службы при корректной эксплуатации.
  • Возможность установки привода для автоматизации.
• Ограничения:
  • Ограниченная рабочая температура (преимущественно определяется стойкостью полимерных седел).
  • Непригодность для сред с кристаллизующимися или высокоабразивными включениями.
  • Невозможность применения для регулирования потока.
  • Более высокая стоимость по сравнению с задвижкой на больших диаметрах (DN250+).
  • Сложность ремонта в полевых условиях (чаще требуется замена картриджа или всего узла).

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

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

Стандартнопроходной кран имеет диаметр отверстия в шаре, равный внутреннему диаметру присоединительного патрубка (и, следовательно, трубопровода). Это минимизирует гидравлическое сопротивление. У редуцированного крана диаметр отверстия шара на один типоразмер меньше (например, у крана DN100 отверстие ~ DN80), что приводит к увеличению потерь давления, но снижает крутящий момент и стоимость. Для систем, где важен минимальный перепад давления, применяются только полнопроходные краны.

Как правильно подобрать материал уплотнительных седел для среды «пар насыщенный, 12 бар, 190°C»?

Для данных параметров стандартный PTFE (тефлон) близок к верхней границе температурного диапазона (обычно до +180°C). Рекомендуется применение седел из армированного PTFE (RPTFE, стекловолокно/графит) или PTFE с графитовыми вставками, которые сохраняют стабильность до +200°C и выше. Альтернативой являются седла на основе перфторалкоксида (PFA) или терморасширенного графита в комбинации с металлом.

Допустимо ли устанавливать шаровой кран LD с электроприводом для аварийного отключения на трубопроводе с ударными явлениями (гидроудар)?

Нет, это не рекомендуется. Шаровые краны, особенно с плавающим шаром, рассчитаны на работу в условиях плавного изменения давления. Гидроудар создает значительные динамические нагрузки, которые могут привести к деформации седел, срыву шара со штока или повреждению привода. Для таких линий следует применять специальную запорную арматуру с демпфирующими характеристиками или шаровые краны с фиксированным шаром и усиленной конструкцией, если это подтверждено расчетами и сертификатами производителя.

Какой класс герметичности является нормой для современных шаровых кранов LD?

Современные шаровые краны фланцевого типа, включая серию LD, должны обеспечивать класс герметичности «А» по ГОСТ 9544-2015 (ISO 5208 Rate A). Это означает полное отсутствие видимых утечек через затвор и уплотнения штока при испытании водой или воздухом под регламентированным давлением. Для критичных сред (газы, легковоспламеняющиеся жидкости) часто дополнительно требуют сертификационных испытаний на гелиевом течеискателе.

Требуется ли техническое обслуживание крана в виде периодической подтяжки сальникового уплотнения штока?

В современных конструкциях кранов LD сальниковое уплотнение часто выполнено в виде набора самоподжимных графитовых или PTFE колец (сильфонное – в особых исполнениях). Оно не требует периодической подтяжки в течение всего срока службы. Если утечка по штоку все же появилась, это указывает на износ уплотнений. В большинстве случаев предусмотрена возможность поджатия гайки сальниковой камеры для восстановления герметичности, но это временная мера. В долгосрочной перспективе требуется замена уплотнительного узла.

Заключение

Краны шаровые стандартнопроходные фланцевые LD представляют собой надежное и эффективное решение для отсечения потока в широком спектре промышленных и энергетических систем. Их выбор должен основываться на всестороннем анализе рабочих параметров (давление, температура, химический состав среды), требований к гидравлике и условиям эксплуатации. Ключевыми аспектами для долговечной работы являются корректный монтаж, соблюдение правил эксплуатации (только «открыто/закрыто») и правильный подбор материалов уплотнений. При соблюдении этих условий данный тип арматуры обеспечивает высокую герметичность, минимальные эксплуатационные затраты и длительный межремонтный ресурс.