Краны стальные КШ.Ц.Ф

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

Кран стальной КШ.Ц.Ф – это запорная трубопроводная арматура с цилиндрической конусной пробкой (затвором), управляемой посредством червячного редуктора (шпинделя). Аббревиатура расшифровывается следующим образом: Кран – тип арматуры; Ш – с червячной (шпиндельной) передачей; Ц – цилиндрическая; Ф – фланцевое присоединение. Данный тип кранов относится к классу пробковых кранов и предназначен для полного перекрытия потока рабочей среды в трубопроводах. Он не является регулирующей арматурой и должен использоваться только в положении «полностью открыто» или «полностью закрыто».

Конструктивные особенности и принцип действия

Конструкция крана КШ.Ц.Ф базируется на корпусе, внутри которого размещена цилиндрическая пробка (затвор) со сквозным отверстием. Пробка имеет коническую форму и плотно притирается к седлам корпуса, обеспечивая герметичность. Основные компоненты:

• Корпус: Изготавливается из углеродистых (ст.20, ст.25) или легированных сталей (09Г2С, 12Х18Н9Т и др.) методом литья или штамповки. Имеет фланцы для присоединения к трубопроводу по ГОСТ 12815-80 или другим стандартам.
• Пробка (затвор) цилиндрическая: Центральный запорный элемент. Её поворот на 90° (от упора до упора) открывает или закрывает проход для среды. Для снижения усилия при повороте и обеспечения смазки уплотнительных поверхностей в конструкции предусмотрена система смазки.
• Червячный редуктор (шпиндель): Состоит из червяка (шпинделя с резьбой) и червячного колеса, связанного с пробкой. Преобразует вращательное движение маховика в поворот пробки, обеспечивая значительное передаточное отношение и, как следствие, управление высоким крутящим моментом при относительно небольшом усилии на маховике.
• Система смазки: Включает в себя пресс-масленку, каналы в корпусе и шпинделе, по которым под давлением подается специальная консистентная смазка (типа ЦИАТИМ-221, ШРБ-4). Смазка заполняет зазоры между пробкой и корпусом, уменьшая трение, предотвращая заклинивание и обеспечивая дополнительную герметизацию.
• Сальниковое уплотнение: Расположено в месте выхода шпинделя из корпуса для предотвращения утечки рабочей среды вдоль штока. Набивается сальниковой набивкой (АГИ, графит) и поджимается накидной гайкой.
• Указатель положения пробки: Стрелка на червячном колесе или штоке, показывающая положение «Открыто»/«Закрыто».

Область применения и рабочие среды

Краны КШ.Ц.Ф нашли широкое применение в системах, требующих надежного отсечения потока, особенно в условиях сред, способных вызывать коррозию или отложения. Основные сферы использования:

• Магистральные и технологические трубопроводы в нефтегазовой промышленности (нефть, нефтепродукты, природный газ).
• Химическая и нефтехимическая промышленность (агрессивные химические среды, щелочи, кислоты – при условии соответствия материала корпуса).
• Энергетика: трубопроводы сырой и подготовленной воды, мазутохозяйство ТЭЦ и котельных, системы воздухопроводов и технологических газов.
• Коммунальное хозяйство: сети технического водоснабжения, реже – для пара низкого давления.
• Промышленные предприятия для транспортировки суспензий, пульпы, сжиженных газов.

Рабочие среды: Нефть, газ, вода, пар (насыщенный, до определенных параметров), аммиак, щелочи, кислоты, углекислота, воздух, азот и другие неагрессивные и агрессивные среды. Критически важно соответствие материала корпуса и уплотнений химическому составу и температуре среды.

Технические характеристики и параметры выбора

Выбор крана КШ.Ц.Ф осуществляется на основе следующих ключевых параметров, регламентируемых технической документацией (паспортом, руководством по эксплуатации) и стандартами (ГОСТ 21345-2005 на краны пробные).

Основные параметры

• Условный диаметр (Ду, DN): От 15 мм (1/2″) до 400 мм (16″) и более. Наиболее распространенные типоразмеры: Ду 50, 80, 100, 150, 200.
• Условное давление (Ру, PN): Рабочее давление, на которое рассчитан кран. Стандартный ряд: Ру 1,0 МПа (10 кгс/см²); 1,6 МПа (16 кгс/см²); 2,5 МПа (25 кгс/см²); 4,0 МПа (40 кгс/см²). Для пара давление указывается в МПа.
• Температура рабочей среды: Зависит от материала корпуса и уплотнений. Для стальных углеродистых кранов обычно от -40°С до +200°С (для воды, нефти) и до +425°С (для пара). Для нержавеющих сталей диапазон может быть шире.
• Климатическое исполнение: Указывается по ГОСТ 15150 (например, У1, УХЛ1, ХЛ1).
• Материал корпуса и пробки: Ст.25Л, 09Г2С, 12Х18Н9Т, 10Х17Н13М2Т и др.
• Материал уплотнений: Фторопласт, резина, бронза, специальные покрытия.
• Тип присоединения: Фланцевое (стандартное для КШ.Ц.Ф). Исполнение фланцев – по ГОСТ 12815-80 (типы 1-9).
• Управление: Ручное (маховик), возможна комплектация редуктором с электроприводом (МЭО, МЭП и др.) для дистанционного управления.

Таблица 1. Примерный ряд типоразмеров кранов КШ.Ц.Ф (на основе данных производителей)

Условный проход, Ду (мм)	Условное давление, Ру (МПа)	Строительная длина, L (мм, примерная)	Высота с маховиком, H (мм, примерная)	Масса, кг (примерная)
50	1.6; 2.5; 4.0	180	350	15
80	1.6; 2.5; 4.0	210	450	30
100	1.6; 2.5; 4.0	230	520	45
150	1.6; 2.5	300	650	90
200	1.6; 2.5	350	800	150
300	1.6	500	1100	300

Преимущества и недостатки кранов КШ.Ц.Ф

Преимущества:

• Высокая герметичность: При правильной притирке и смазке обеспечивают класс герметичности «А» по ГОСТ 9544 (нулевая утечка).
• Надежность и долговечность: Простая и robust-конструкция с минимумом подвижных частей.
• Устойчивость к загрязненным средам: Конструкция менее чувствительна к механическим включениям в сравнении с шаровыми кранами. Смазка помогает вытеснять частицы из зазоров.
• Ремонтопригодность: Возможность замены сальниковой набивки, притирки пробки, восстановления смазочных каналов.
• Малое гидравлическое сопротивление: В полностью открытом положении прямой проход практически не создает турбулентности потока.
• Пожаробезопасность: При выгорании смазки металл-металл контакт пробки и корпуса сохраняет некоторую герметичность.

Недостатки:

• Большой крутящий момент на маховике: Особенно для больших диаметров и высоких давлений, требует установки редукторов или электроприводов.
• Необходимость технического обслуживания: Требует регулярной пополнения смазки через пресс-масленку (перед каждым переключением или по регламенту).
• Зависание пробки: При длительном простое в одном положении без обслуживания пробка может «прикипеть» к корпусу.
• Большие габариты и масса: По сравнению с шаровыми кранами аналогичного Ду.
• Не предназначены для регулирования: Работа в промежуточных положениях приводит к быстрому износу и эрозии уплотнительных поверхностей.

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание

Монтаж: Установка производится на прямолинейный горизонтальный или вертикальный участок трубопровода с обеспечением доступа к маховику и пресс-масленке. Не допускаются нагрузки от трубопровода (изгибающие, скручивающие) на фланцы крана. Обязательна проверка направления потока (указано на корпусе стрелкой). Фланцевые соединения стягиваются болтами с равномерным усилием по диагонали.

Эксплуатация:

• Перед первым пуском и после длительного простоя необходимо произвести смазку (5-10 рабочих циклов со смазкой).
• Поворот маховика производится плавно, без рывков и ударных нагрузок, до упора. Нельзя применять дополнительные рычаги для увеличения усилия.
• Положение «открыто» — когда указатель совпадает с осью трубопровода; «закрыто» — перпендикулярно.

Техническое обслуживание (ТО):

• Ежесменное ТО: Визуальный контроль на отсутствие утечек, очистка от загрязнений.
• Периодическое ТО (по графику): Дозаправка смазки, проверка и подтяжка сальникового уплотнения, контроль легкости хода.
• Капитальный ремонт: Демонтаж, разборка, дефектовка, притирка пробки и седел, замена сальниковой набивки, сборка и испытание на герметичность.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем кран КШ.Ц.Ф принципиально отличается от шарового крана?

Основное отличие – конструкция запорного элемента. В шаровом кране – это сфера со сквозным отверстием, вращающаяся на опорных подшипниках. В КШ.Ц.Ф – цилиндрическая пробка, притертая к корпусу и требующая смазки. Шаровые краны, как правило, более компактны, требуют меньше усилий для управления и не нуждаются в смазке, но более чувствительны к загрязнениям и могут иметь худшую пожаробезопасность. КШ.Ц.Ф надежнее в тяжелых условиях с абразивными средами.

Как часто необходимо проводить смазку крана?

Частота смазки регламентируется производителем. Общее правило: смазка производится перед каждым переключением крана, если он используется редко (раз в неделю/месяц). При частой эксплуатации смазка подается периодически, при появлении ощутимого увеличения усилия на маховике. Минимальная периодичность – не реже одного раза в квартал, даже если кран не переключался.

Что делать, если кран «заклинил» и не поворачивается?

Запрещено применять чрезмерную силу! Последовательность действий: 1) Попытаться подать свежую смазку через пресс-масленку, слегка постукивая молотком (через медную прокладку) по корпусу в районе пробки. 2) Если не помогло – аккуратно попробовать повернуть маховик в обратную сторону на небольшой угол. 3) При отсутствии результата – требуется демонтаж и ремонт (разборка, очистка, притирка). Частая причина – затвердевание старой смазки или коррозионные отложения.

Можно ли использовать кран КШ.Ц.Ф для регулирования расхода среды?

Категорически не рекомендуется. Кран предназначен только для запорных функций. Работа в промежуточном положении приводит к кавитации, эрозионному износу уплотнительных поверхностей пробки и корпуса, вибрации и быстрому выходу арматуры из строя. Для регулирования следует применять регулирующие клапаны или задвижки с специальной конструкцией.

Как подобрать смазку для крана?

Смазка должна соответствовать рекомендациям завода-изготовителя. Универсальными считаются тугоплавкие консистентные смазки: ЦИАТИМ-221 (для температур до +150°С), ШРБ-4, Лита (для высоких температур и пара). Для агрессивных сред (кислород, хлор) применяются специальные, часто фторопластовые, смазки. Неправильно подобранная смазка может полимеризоваться, вымываться или вступать в реакцию со средой.

Каков средний срок службы крана КШ.Ц.Ф?

При соблюдении условий эксплуатации, регулярном ТО и отсутствии аварийных ситуаций (гидроудары, превышение параметров) срок службы крана может составлять 15-25 лет и более. Наиболее подвержены износу сальниковое уплотнение (набивка меняется при ремонте) и притертые поверхности пробки и корпуса (восстанавливаются притиркой).

Заключение

Кран стальной КШ.Ц.Ф остается востребованным и надежным типом запорной арматуры для ответственных участков трубопроводов в энергетике, нефтегазовой и химической отраслях. Его ключевые преимущества – герметичность, ремонтопригодность и устойчивость к сложным условиям эксплуатации – компенсируют необходимость регулярного обслуживания. Правильный выбор типоразмера и материала, грамотный монтаж и строгое соблюдение регламента технического обслуживания являются залогом длительной и безотказной работы данного оборудования. При проектировании новых систем или модернизации существующих, выбор в пользу кранов КШ.Ц.Ф оправдан для средних и больших диаметров, высоких давлений и сред, где надежность и безопасность являются приоритетными критериями.