Критерии выбора шарового крана

Шаровые краны широко применяются в различных сферах и устанавливаются на любые типы трубопроводов. Для того чтобы самостоятельно поменять такое приспособление, необходимо разобраться в его конструкции.

Шаровой кран – это один из видов запорной системы, устанавливаемой на трубопроводы. Свое название кран получил благодаря наличию основной вращающейся детали в форме шара.

Отечественные разновидности выпускаются согласно ГОСТ и характеризуются в нем как тип запорной арматуры со сферической пробкой, отверстие в которой обеспечивает прохождение рабочей жидкости и его регулирование. Иностранные аналоги используют диаметр трубы в качестве метрики.

Классификация шаровых кранов зависит от разных критериев:

Цельносварной кран имеет литой корпус из стали, не разбирается, поэтому деталей в нем меньше, а стоимость ниже. Однако его невозможно ремонтировать.

Разборный тип изделий прост в обслуживании, но дороже и с течением времени теряет герметичность, что требует постоянной профилактики.

Прямой вариант самый распространенный. В этом случае оба конца располагаются вдоль потока.

Угловая модификация предназначена для подключения в труднодоступных местах и изгибах трубы. В этом случае выходы расположены перпендикулярно.

Муфтовые соединения с резьбой предназначены для труб с небольшим диаметром (до 45 мм). Поэтому чаще всего используются для бытовых нужд: отопительной системы и водопровода. Они просты, доступны, имеют небольшой размер. Однако с течением времени они забиваются окалиной, что затрудняет их обслуживание.

Подобная конструкция может быть разной в зависимости от резьбы муфты:

• резьба располагается на обоих концах с внутренней стороны (вн-вн);
• на обоих концах с наружной стороны (нар-нар), такой механизм имеет название цапковый;
• с одной стороны внутренняя, с противоположной наружная (вн-нар);
• с одной стороны накидная гайка («американка»), с другой – внутренняя резьба;
• штуцерный тип, при котором с обеих сторон на внешнюю резьбу накручены штуцера.

Фланцевые шаровые краны применяют для труб большого диаметра. Название обуславливает регулирующие обратные фланцы. Им характерно использование различных уплотнителей, увеличивающих герметичность. Наиболее часто подобные соединения применяются на нефтяных и газовых трубопроводах высокого давления. Изготавливаются преимущественно из нержавеющей стали или чугуна. Из недостатков отмечают снижение герметичности при эксплуатации, «разболтанность» в местах затяжки болтов.

Приварные изделия крепятся на трубы неразъемным соединением с помощью сварки, поэтому ремонт их невозможен. Цельносварный кран демонтируют путем вырезки части трубопровода, что является минусом подобной системы. Материал для производства – сталь и пластик.

Полнопроходным устройствам характерен низкий коэффициент сопротивления гидравлическим нагрузкам. Диаметр прохода в изделиях подобного типа совпадает с размерами отверстия в шаровой детали. Благодаря этому уменьшается нагрузка на весь запорный механизм, увеличивается срок службы, исключается снижение напора воды при эксплуатации. Пропускной коэффициент – порядка 90%.

Стандартнопроходные (редуцированные) краны имеют отверстие в затворе меньше на один размер, чем внутренний диаметр трубы. При этом пропускная способность снижается до 70 процентов. Подобные изделия устанавливают в системах, где при потере напора не создается существенный дисбаланс.

Неполнопроходные системы имеют проход, который сужается в обе стороны, поэтому им характерно увеличенное гидравлическое сопротивление. Пропускная способность варьируется в диапазоне от 40 до 70 процентов. Такие шаровые краны имеют разные модификации, которые отличаются длиной и степенью проходимости, устанавливаются в коммуникационных системах, ограничивающих напор.

Наиболее простым видом является бутадиеновая резина. Она применяется на бытовых приборах.

Фторопласт или тефлон используют в качестве уплотнения 99 процентов всех выпускаемых изделий. Это полимер, который обеспечивает качественную изоляцию холодной и горячей воды, пара, нефтепродуктов, масел и природного газа. Предельный температурный диапазон использования составляет от минус 40 до плюс 200 градусов.

Уплотнение «металл по металлу» производят для высокотемпературных кранов. В этом случае отсутствуют мягкие прослойки между корпусом и шаром, однако добиться высокой герметичности в этом случае достаточно сложно.

Регулирующие устройства предназначены для регулируемой подачи жидкости.

Подземные краны имеют удлиненный шток, что позволяет регулировать поток снаружи при установке самого устройства в подземных коммуникациях.

Трехходовые, в отличие от других двухходовых изделий, имеют более сложное устройство, что обуславливает использование в сложных технологических процессах, в индикаторах давления и воды для температурных датчиков, например, теплосчетчиков.

Запорные устройства необходимы для того, чтобы полностью перекрывать поток жидкости или газа.

Ручной изолирующий механизм оснащается ручкой «бабочка».

Дистанционный вид управления подразумевает использование разного типа приспособлений:

• электропривод питается от электричества, имеет возможность аварийно перекрывать трубопровод;
• пневмопривод используется в опасных зонах, где нельзя допустить возникновение искр, поэтому не используются электрические аналоги.

Устройства с механическим редуктором монтируются на трубах большого диаметра и в тех случаях, когда необходимо добиться плавной постепенной подачи потока.

Материал корпуса дает название всему механизму.

Латунный кран встречается чаще всего и применяется больше сотни лет. Отличается высокими эксплуатационными характеристиками для водо- и газопроводов. Латунь устойчива к различным механическим воздействиям.

К недостаткам можно отнести следующие факторы:

• маленький выбор по диаметру;
• небольшой температурный диапазон – например, если нагрев составляет около 200 градусов, то кран может выйти из строя;
• механизм не подходит для работы на нефтепроводах.

Некоторые производители для того, чтобы снизить цену, вместо латуни используют силумин. Во-первых, они обязаны предупреждать об этом в аннотации к изделию. Во-вторых, нужно иметь в виду, что этот материал хрупкий, поэтому при ремонте его легко повредить. При эксплуатации устройства могут появиться микротрещины, которые вызывают протечки. Лучше всего устанавливать силуминовые краны на трубах с холодной водой.

Чугунные краны практически исчезли с прилавков. Их активно применяли в советский период вплоть до 80-х годов, и аналогов по качеству им не было. Однако развитие промышленности привело к возникновению различных видов стали, которая имела те же свойства, но стоила дешевле. И чугун отошел на второй план.

Стальные краны могут изготавливаться из разного типа стали:

• Углеродистая. Запорная арматура в подобном корпусе широко применяется в ЖКХ, поскольку ей характерна относительно низкая стоимость и широкий ассортимент. Применение в промышленности ограничено температурой в -40 градусов, а также краны подобного типа нельзя применять даже на слабоагрессивных средах.
• Легированная. Кожух, выполненный из легированных марок стали, улучшает свойства вышеописанных аналогов, расширяя температурный диапазон до -60 градусов. В остальном они идентичны.
• «Нержавейка». Запорные системы, заключенные в корпусе из нержавеющей стали, предназначены для использования на производстве.

Полипропиленовый кран выпускается для установки на пластиковые трубы. Изделиям из ПВХ присущи легкость, долговечность и низкая цена. Однако устанавливать их можно только на пластиковые трубопроводы, что ограничивает сферу применения.

Материал затвора также играет важную роль.

Запирающая сфера должна быть абсолютно гладкой, для этого при производстве используют алмазную огранку. Чем выше качество обработки, тем дольше срок службы, поскольку снижается трение деталей друг о друга.

Фирменные краны имеют затвор из латуни, которая покрывается никелем или хромируется.

Более дешевые варианты изготавливаются из металла, но он недолго может эксплуатироваться во влажной среде и со временем ржавеет. Чтобы определить подделку, используют магнит. Он латунь не притягивает. Крайне важно, чтобы сферический затвор был изолирован, желательно покрыт хромом.

Если кран выполнен из пластика, то и шаровой запорный механизм будет из высокопрочной ПВХ.

Также одним из известных материалов для шара является керамика. Керамические затворы характеризуются повышенной стойкостью к износу, абсолютно не подвержены коррозии.

Для защитного покрытия, как правило, используют хром или никель, которые наносятся путем гальванизации. Однако существует сложность в нанесении покрытия непосредственно на латунь, поэтому между материалом затвора и хромом располагают подложку из меди или никеля. Таким образом достигается высокая степень защиты. Некоторые производители покрывают шар тефлоном, но практика показала, что для этих целей материал не подходит, поскольку имеет низкую стойкость для сред с механическими включениями.

Уплотнительные седла для затворного механизма производятся из разных материалов. Чаще всего это резина, нейлон, тефлон, полиэстер, полиэтилен, бронзу. Выбор уплотнителей осуществляется в зависимости от условий использования запорного устройства.

Металлические седла подойдут при перепадах давления в трубопроводах и наличие абразивных сред. Графит и полиамид будут эффективны для работы в высокотемпературном режиме.

Фторопласт может использоваться как в чистом виде, так и со стеклянными или графитовыми наполнителями, а также с добавлением металлопорошка. Такие седла обеспечивают высокую степень герметичности и обладают стойкостью к износу. Другое название фторопласта – тефлон.

Перечислим некоторые из них:

• стекловолокно увеличивает прочность и наделяет химической стойкостью;
• углеволокно придает свойства электропроводности и стойкости к деформации;
• бронза понижает устойчивость к химическим веществам;
• термопласты увеличивают износостойкость, суперантифрикционность, исчезает абразивность.

Кроме того, толщина тефлоновых уплотнителей может быть достаточно небольшой при сохранении всех характеристик.

Конструкция шарового крана не имеет лишних деталей, очень проста, вследствие чего надежна. Основным элементом является запор в виде хромированного шара, который вдоль одной оси имеет отверстие. Размер этой детали зависит от диаметра трубы. Если отверстие повернуто вдоль трубы, то происходит подача жидкости или газа, если перпендикулярно, то поток перекрыт. Затвор всегда расположен в центре корпуса между двумя уплотнителями в виде колец. Они имеют название «седла». Крепится шаровой затвор на поворотном штоке с консольным рычагом для регулирования ручкой типа «баттерфляй».

Основные детали простого шарового механизма:

1. Корпус. Внешняя оболочка запорной системы может быть выполнена из нескольких видов сплавов: латунь, углеродистая или легированная сталь, нержавеющая сталь, чугун, полипропилен. Наиболее качественными считаются латунные модели.
2. Ручка обычно выполнена из металла, покрытого для удобства пластиком или резиной. Причем у специалистов принято использовать цвета для обозначения предназначения крана. Так, красная рукоятка говорит о протекании горячей воды, синяя – холодной. Желтый и черный оттенок используются для газопроводов.
3. Самокрутящаяся гайка также производится из стали с покрытием из хрома.
4. Шток с сальником. Если корпус выполнен из латуни, то и шток будет из этого же материала, покрытого никелем в качестве защиты от окисления. Сальниковый уплотнитель может быть изготовлен из бутадиеновой резины или термостойкого тефлона.
5. Шаровой затвор, идеальная форма которого достигается путем алмазной полировки. Хромирование позволяет не только обеспечить защиту от коррозии, но и хороший ход при повороте.
6. Уплотнители для шара (седла) изготавливаются из пластмассы разного вида.

Конструкция затвора бывает двух типов:

• С плавающим шаром. В этом случае шаровой элемент не соединяется жестко со штоком, а двигается. Под давлением входящего потока затвор прижимается к кольцу уплотнителя и перекрывает трубопровод.

• С шаром в опорах. Сферический затвор поворачивается внутри специальных опор. При этом сам шаровой элемент снабжен выступом-цапфой, которая обеспечивает дополнительную плотность прижатия. В результате усилий прикладывается меньше даже при использовании на мощных установках. В связи со сложной конструкцией стоят такие краны на порядок выше.

В зависимости от числа рабочих положений устройства делят на двухходовые и трехходовые.

Двухходовой кран – наиболее простой вид запорного механизма. Его считают наиболее надежным и безопасным. Основные детали: корпус, запирающий клапан и соединительные патрубки. В зависимости от формы затвора двухходовые краны бывают шаровыми, цилиндрическими и конусными. Указанное устройство не рассчитано на частичное перекрывание рабочего потока, только «вкл» и «выкл». Чаще всего для управления таким краном достаточно ручки-рычага с двумя возможными положениями.

Если необходимо делить или соединять рабочие потоки разной температуры и иметь возможность регулировать разные показатели, лучше использовать трехходовые затворы.

Смеситель внешне представляет собой кран с тремя патрубками: два входных для получения разных потоков, один выходной для исходящего смешанного теплоносителя.

Регулировочный сектор находится внутри механизма и позволяет не только смешивать, но и регулировать температуру и силу потока. В зависимости от принципа управления трехходовые краны бывают ручными, электрическими, пневматическими и специализированными, например, термостатическими.

Для ручного управления устанавливают поворотные ручки-вентили, с их помощью можно регулировать подачу и силу потока. Основным недостатком является неравномерный нагрев удаленных от носителя участков, например, отопительных батарей.

Автоматические краны имеют приставку в виде привода, основной задачей которого является регулировка температуры исходящего потока. Принцип работы основан на использовании датчиков, которые измеряют температуру и в случае ее снижения подают сигнал на блок управления для включения электродвигателя. Последний регулирует входящие потоки таким образом, чтобы температурный режим выровнялся до необходимого уровня.

Иногда ее место занимает специализированная жидкость. Для этого внутри запорного клапана предусмотрена полость, куда помещается указанное вещество. При повышении температуры оно расширяется, толкая запирающий клапан. Устройство требует тщательной настройки и постоянной профилактики. Трехходовой термостатический кран обладает высокой чувствительностью, поскольку реагирует даже на незначительные температурные изменения.

В разделительных устройствах, в отличие от смесителей, имеется один входящий патрубок и два выходящих. Их используют в таких контурах, где необходимо перенаправлять поток из одной системы в другую.

Приварной кран – разновидность шарового крана с наипростейшей системой крепления с использованием сварки.

Они имеют низкую стоимость, не требуют профилактики, отличаются простым монтажом, поэтому спрос на них остается высоким. Кроме того, в отсутствии разборных соединительных деталей герметичность на высшем уровне.

Конструкция затвора состоит из следующих элементов.

• стальной корпус;
• запирающий шар;
• ручка в форме рычага или вентиля;
• патрубки без резьбы, концы которых привариваются к трубам.

Качество сварки обеспечивают металлы, которые используются для производства корпуса.

Несомненными достоинствами конструкции по сравнению с другими модификациями шаровых кранов являются следующие факторы:

• небольшой вес;
• низкая стоимость;
• простота установки;
• отсутствие застойных зон при эксплуатации;
• высокая степень герметичности;
• использование в труднодоступных местах;
• нет необходимости в профилактике.

Имеющиеся недостатки:

• ремонт невозможен, только полная замена;
• возможность гидроударов при резком открытии;
• не везде есть возможность использовать сварку.

При установке сварку нужно осуществлять аккуратно, чтобы не повредить сферический затвор и кольца уплотнителя.

Муфтовая вариация шарового крана соединяется с трубопроводом посредством муфт, имеющих внутреннюю цилиндрическую или внутреннюю коническую резьбу.

Чаще используются такие типы креплений:

• НН – резьба на входе и выходе наружная;
• НВ – один патрубок имеет наружную резьбу, другой – внутреннюю;
• ВВ – и входной, и выходной патрубки снабжены внутренней резьбой.

Поскольку данная модификация имеет небольшие номинальные характеристики, ее, в основном, используют в коммунальных системах и в быту.

Устанавливать муфтовый кран нельзя, если температура рабочей среды порядка 100 градусов, давление – около 16 бар, а сечение трубы больше 100 миллиметров.

Подобные конструкции запорных механизмов отличаются невысокой ценой, компактными размерами, низким гидравлическим сопротивлением. Существует возможность устанавливать их в любом положении и осуществлять подачу потока в любую сторону. Однако необходимо иметь в виду, что если открыть кран слишком быстро, то можно получить гидравлический удар, который приведет к поломке.

Шаровой кран со штуцером устанавливается на различных технологических промышленных линиях: нефтегазоперерабатывающих, химических, пищевых, целлюлозных и других, которым характерны среды с повышенной степенью агрессивности.

Эта конструкция отличается надежностью, компактностью и износостойкостью. Удобство кранов в том, что их можно многократно переустанавливать и ремонтировать. Поэтому они являются важным элементом различных сложных приборов и машин.

Главное отличие штуцерных кранов от других модификаций в том, что патрубки имеют наружную резьбу. Поэтому крепеж к трубе осуществляется при использовании накидной гайки.

Одной из разновидностей является штуцерно-ниппельная конструкция шарового затвора. Приварные ниппели обычно входят в комплект при покупке. Эти детали обеспечивают возможность быстрой переустановки и бесперебойную работу трубопровода.

Штуцерные краны не только регулируют рабочие потоки, но и могут играть роль переходника между трубами из разных материалов, например, из стали и пластика.

Конструктивной особенностью шарового крана является крепление затвора с помощью специальной системы фиксаторов и прокладок. При установке необходима предварительная осевая оцентровка. Надежность и герметичность достигается равномерной затяжкой болтов по периметру фланцев. Все фланцевые конструкции предназначены для работы при больших нагрузках.

Как и любые другие модификации шаровых кранов, этот тип бывает с разборным и литым корпусом классифицируется в зависимости от способа управления на ручной и автоматический, по коэффициенту пропускной способности делится на полнопроходные и стандартнопроходные виды.

Шаровые затворы с фланцами не предназначены для регулировки рабочего потока, они двухходовые, то есть осуществляют полное закрытие или открытие прохода в трубе.

Необходимо регулярно, не реже 4 раз в год, проводить профилактические работы, что увеличит срок эксплуатации изделия и контролировать уровень затяжки болтов на фланцах.

Среди множества достоинств фланцевого соединения выделяют следующие:

• Надежность, благодаря которой подобные конструкции запорных устройств устанавливают преимущественно в промышленных целях. Кроме профилактики, они не требуют другого технического обслуживания долгие годы.
• Максимально полное перекрывание рабочего потока.
• Низкое гидравлическое сопротивление.
• Установка в любом положении: вертикальном или горизонтальном.
• Широкая линейка диаметров.
• Длительный эксплуатационный срок.

Среди недостатков можно отметить следующие факторы:

• большой вес по сравнению с другими аналогами шаровых кранов;
• фланцевые затворы не рекомендуют использовать в средах с твердыми примесями, поскольку они вызывают истирание ходовой;
• не следует применять для работы с вязкими рабочими потоками, которые образуют осадок, вызывающий отказ затвора.

Для сложной бытовой техники типа посудомоечных машин используют шаровые изделия с фильтром, которые призваны предотвращать попадание твердых частиц внутрь дорогой техники, чтобы защитить ее от поломки.

На самом деле, краны с фильтрами имеют обширную сферу применения. По типу фильтрующего элемента можно выделить два вида запирающих устройств: грубой и тонкой очистки.

Фильтр грубой очистки защищает систему от твердых мелких включений. Поэтому шаровой кран с таким фильтрующим элементом устанавливают на водопроводы и сложные технические конструкции для защиты от различных продуктов окисления, минеральных осадков. Внешне такой механизм представляет собой обычный кран, внутрь которого вставлена мелкозернистая сетка. Картридж может быть сменным, в противном случае необходимо разбирать и чистить весь механизм.

Запирающие изделия тонкой очистки более дорогостоящие, поэтому их рекомендуют использовать только для систем, подающих питьевую воду. Конструкция подразумевает наличие встроенной фильтрующей кассеты, которая требует регулярной замены.

В последнее время стали популярны смесители финского типа. Они способны регулировать не только температуру воды, но и ее напор. Их конструкция относится к типу «американка».

Подобный вид затворов позволяет осуществлять врезку, не вращая саму трубу. Для этого в конструкции предусмотрены накидные гайки и штуцер. Таким образом, осевой прижим дает возможность взаимно вращать только две контргайки, неподвижно закрепляя кран на месте. Накидные соединительные детали внутри имеют прокладки, обеспечивающие герметичность конструкции.

Краны для отопительных систем отличаются от других тем, что в них необходим отдельный выход для воздуха. Кран Маевского снабжен для этих целей специальным клапаном. В ГОСТ указанный тип запирающих устройств обозначен как радиаторный игольчатый воздушный клапан.

Самое главное его конструкционное отличие от других механизмов – наличие специального воздухоотводчика, принцип работы которого основан на самопроизвольном высвобождении воздуха при открытии вентиля. Особенностью затвора подобного типа является игольчатый клапан.

В качестве исходного материала для изготовления кранов, как правило, выбирается латунь. Отдельные элементы, например, колпак воздушного клапана, изготавливаются из высокотемпературной пластмассы.

Основные детали стандартные: корпус, шток с резьбой, кольцевой уплотнитель. Отличительным элементом является воздушный колпак.

Винтовой шток игольчатой частью обычно вкручен в отверстие до предела. При завоздушивании системы его необходимо выкрутить на несколько оборотов для открытия воздушного клапана. Плотность воздуха ниже плотности воды, поэтому он выходит первым. Как только начинает выдавливать воду, кран закрывается. Процедуру можно повторять несколько раз.

Способы регулировки могут быть ручные и автоматические. Последние отличаются возможностью установки только в вертикальном положении. Это обусловлено наличием поплавкового механизма внутри цилиндрического корпуса.

Поплавок взаимосвязан с игольчатым штоком посредством рычагов. Вход в кране предусмотрен снизу. Шток выполняет функции клапана, закрывая при необходимости выходное отверстие сверху.

Если внутри механизма находится жидкость, то она прижимает клапан, блокируя выход. Как только внутрь попадает воздух, давление ослабевает и клапан открывается, выпуская воздух наружу. После выхода воздушного пузыря все возвращается на место, кран закрывается.

Габариты кранов указываются исходя из внутреннего диаметра прохода в трубопровод. За единицу измерения в отечественных изделиях принят миллиметр, для иностранных аналогов – дюйм. Для перехода из одной системы измерения в другую достаточно запомнить, что 1 дюйм = 25,4 мм.

При выборе запорного механизма необходимо помнить, что указанный размер пластиковых и металлических труб отличается даже при видимой их одинаковости.

От размера зависит цель и частота использования:

1. Краны диаметром 25, 32 и 40 мм (1, 25 и 1.5 дюйма соответственно) рассчитаны на нечастое применение, и постоянные нагрузки им противопоказаны.
2. Небольшой размер уместен для бытовых приборов. Так, диаметр, равный 15 мм (0.5 дюйма), подойдет для систем водоснабжения, а 20 мм (0.75 дюйма) – для отопительных контуров, оборудованных циркулярным насосом.
3. Если циркуляция рабочего потока в системе обусловлена естественным образом, то используются трубы большего диаметра, а значит, и краны, соответствующие их параметрам (от 50 до 75 мм).
4. На производстве и в промышленных системах встречаются разные типоразмеры до 200 мм.

Габариты шаровых кранов устанавливаются ГОСТом и измеряются только в миллиметрах.

Такой параметр, как длина, представляет собой величину, равную длине участка трубы, которая будет замещена запорным устройством. Иными словами, это расстояние от одного конца крана до другого.

Соответственно, строительная высота – это расстояние между верхней и нижней точками устройства.

Проектирование любого трубопровода должно учитывать габариты запорных механизмов. Они не только должны соответствовать диаметру трубы и рабочей среде, которая пропускается через систему, но также обеспечивать свободный доступ к крану для замены и профилактики.

К размерным характеристикам также относится тип внутренней (в виде гайки) и наружной (в виде болта) резьбы. Последнюю разновидность именуют также штуцером.

Основными параметрами резьбы являются диаметр, глубина и шаг.

По форме резьба в кранах бывает коническая и цилиндрическая. Обычная метрическая цилиндрическая форма обозначается в метрике буквой М с указанием диаметра, например, М56. Для мелкой резьбы добавляют размер шага (М5х2). Левосторонняя нарезка обозначается буквами LH, также дополняют маркировку классом точности.

Метрическая коническая резьбовая нарезка обозначается MK, все остальные параметры аналогичны вышеописанной модификации.

Чаще всего в шаровых кранах используется трубная нарезка. Цилиндрическая имеет маркировку G. Рядом с буквой указывают значение номинального диаметра резьбы, выраженное в дюймах, класс точности и длину свинчивания. Коническая обозначается R. Буквенное сочетание Rc используют для характеристики внутренней резьбы.

При наличии трапециевидной резьбы на маркировке будет стоять Tr, после чего номинальный диаметр в мм, шаг, направление (правая/левая) и класс точности. Упорная резьба (S) встречается в шаровых кранах реже.

Максимально допустимая величина рабочего давления является важнейшим критерием при создании любой коммуникационной системы с использованием шаровых кранов, которая измеряется в атмосферах либо в паскалях (Па). Единица измерения в 1 атмосферу равна 1 бар.

Так, для бытовой водопроводной системы характерно давление порядка 10 бар для холодного водоснабжения, 20 бар – для горячего.

Поскольку в любой конструкции возможны перегрузки, это необходимо учитывать при выборе кранов и закладывать запас прочности вполовину от номинального значения. Это поможет избежать протечек вследствие гидроударов, которые случаются в централизованном контуре водоснабжения.

На маркировке давление указывается следующим образом:

• Номинальное давление – максимально допустимое значение для работы крана. Обозначается буквами PN либо «Ру». Последнее применялось на изделиях, выпускаемых на территории стран советского периода и регламентировалось ГОСТ 26349-84.
• Пробное давление – избыточное давление, при котором производят испытание запорного устройства на прочность, стойкость и плотность в предельном температурном диапазоне. Обозначается «Рпр» и устанавливается ГОСТ 356-80.
• Рабочее давление обеспечивает работу шарового крана в заданном режиме. На маркировке указывается «Рр».

Зависимость рабочего давления от его номинального значения, температурного режима рабочего потока и материала, из которого изготовлен кран, регламентируется в ГОСТ 356-80.

Область применения шаровых кранов обширна:

• транспортировка жидкостей и газов промышленного производства по трубопроводам на далекие и близкие расстояния, например, нефти, природного газа или масел;
• организация ответвлений от магистрального водопровода или любого другого;
• водоснабжение и системы отопления;
• водостоки;
• гидранты, в том числе пожарные;
• бытовые приборы от стиральной машины до парового генератора.

В современном мире установка шаровых кранов не составляет труда даже у простых обывателей, исключение составляют более сложные модификации.

Чтобы срок эксплуатации был длительным, необходимо следовать правилам, указанным в инструкции. Важно грамотно осуществлять подбор запирающего устройства под функциональные параметры коммуникационной системы.

Так, для трубопроводов большого сечения, в которых рабочая среда оказывает существенную нагрузку на затвор, предпочтительно использовать краны с фланцами. Они обеспечат высокую степень герметичности и надежности. Для большей прочности используют специальные уплотнители. Частным случаем применения подобных шаровых механизмов являются нефте- и газопроводы. Причем на сложных участках, где необходима супернадежность, устанавливают фланцевые устройства в литом корпусе.

Штуцерные аналоги широко используются в химической и пищевой промышленности. Поскольку они находятся под постоянным воздействием агрессивных сред, их приходится демонтировать чаще. А штуцерное крепление позволяет это делать многократно.

В строительстве используют такие виды шаровых кранов, как приварные. Их устанавливают в труднодоступных закрытых местах, подразумевая, что их демонтаж производиться не будет.

Для бытовых нужд используются все модификации запорных устройств, соответствующих трубам малого диаметра. Их устанавливают в коммуникационных системах, бытовых технических устройствах: стиральных и посудомоечных машинах, счетчиках воды и газа, на краны с питьевой водой, отопительные батареи. Широко распространены краны типа «смеситель», почти во всех используется фильтр грубой очистки.

До недавнего времени все качественные шаровые запорные устройства выпускались иностранными производителями. Они были долговечнее и лучше отечественных аналогов. Для увеличения конкурентоспособности российской продукции требовалось пересмотреть структуру производства и разработать эффективную систему коммуникаций, применить новые разработки в различных областях науки и техники.

В первую очередь пришлось обновить производственное металлообрабатывающее оборудование. Кроме того, использовать разработки в сфере полимерных покрытий. Для увеличения качественных характеристик уплотнителей производственники подключают научно-технических специалистов в области химии.

Государство пошло навстречу отечественным заводам-изготовителям шаровых конструкций. Оно субсидирует увеличение производственных мощностей, благодаря чему отечественные аналоги шаровых затворов вышли на рынок, преодолев жесткий ценовой барьер.

Зарубежные производители добились значительных успехов благодаря высокому контролю качества и автоматизации процессов.

Сейчас многие российские фирмы по производству шаровых кранов продолжают разрабатывать системы контроля качества, для чего на предприятиях создают собственные научные базы с привлечением квалифицированных специалистов. Используются технические центры, оборудованные точными приборами с числовым программным управлением. Все эти меры призваны снизить процент брака и вывести отечественных производителей на новый уровень контроля качества. На данный момент изделия сертифицируется согласно ГОСТам, имеют международные сертификаты.

Поскольку основное сырье добывается и перерабатывается в России, есть возможность минимизировать затраты и удерживать конкурентные цены.

Благодаря всем вышеперечисленным факторам в России появились производители шаровых кранов, качество которых не уступает импортным аналогам, а стоимость позволяет конкурировать на мировом рынке.

Массовым потребителем шаровых кранов является промышленность, в частности, крупнейшие компании в следующих областях: нефтегазодобывающей, химической, целлюлозно-бумажной, строительной. Запорные шаровые конструкции отечественного производства стали замещать импортные аналоги на крупных трубопроводных магистралях.

На сегодняшний день добросовестные производители шаровых запорных систем аккредитованы в отраслевых справочниках России.

Российская компания с товарным знаком Dinamika располагается в городе Казань.

Ее основным видом деятельности является разработка и производство запорной арматуры для следующих областей:

• трубы разного назначения, в том числе магистральные;
• системы мониторинга среды;
• контрольно-измерительные приборы в составе импульсных линий высокого давления.

Предприятие имеет собственную материально-производственную, научно-техническую и логистическую базы. Благодаря этому в производстве используется отечественное сырье и комплектующие, а также собственные разработки. Поэтому компания имеет возможность контролировать закупочные цены и предлагать выгодные условия для покупателей.

Основная продукция:

• Запорные краны

1. фланцевые запорные вентили разных диаметров и номинально допустимых показателей;
2. игольчатые клапаны.

• Шаровые краны

1. Фланцевые краны – рассчитаны на трубопроводы диаметром от 15 до 200 мм.
2. Муфтовые. Варианты с ручным управлением и внутренней резьбой рассчитаны на давление рабочей среды от 1,6 до 16 МПа, представлены диаметрами от 15 до 100 мм. Кроме того, имеются модели с дополнительным отводом для соединения с манометром.
3. Под приварку. Устройства востребованы на общепромышленных линиях с диаметром труб от 15 до 200 мм, устанавливаются на долгосрочной основе.
4. Штуцерные. Краны с ручным управлением и наружной резьбой имеют несколько вариаций по типу установки: сварные, с зажимами. Они предназначены для труб небольшого сечения (до 20 мм).

Также производятся задвижки клиновые, обратные клапаны, отборные устройства, фланцы и комплектующие.

Шаровые краны представлены самой широкой линейкой в диапазоне всей продукции фирмы. В частности, промышленные аналоги рассчитаны на рабочее давление до 160 бар. Разрабатываются полнопроходные модификации для сечений до 200 мм.

На данный момент общие характеристики продукции Dinamika следующие:

• герметичность класса «А»;
• номинальный диаметр от 15 до 200 мм, для редуцированных конструкций (неполнопроходных) до 250 мм;
• условное давление от 1,6 до 160 МПа (в частности 16, 25, 40, 63,100);
• рабочая среда: нефть, газ, соляные растворы, углеводороды в виде жидкости или газа, вода и пар;
• предел температуры рабочей среды – до 200 градусов, при индивидуальной разработке возможен до 500 градусов;
• климатический температурный диапазон для эксплуатации – от -60 до +40 градусов;
• сталь, используемая для корпуса ст. 20, 35, 40, 09Г2С, 12Х18Н10Т;
• по индивидуальным заказам изготавливаются кислотостойкие краны с использованием в сплаве молибдена.

Вся продукция сертифицирована, проходит опрессовку, имеет технический паспорт, соответствует ГОСТ.

Кроме разработки и производства, компания осуществляет все логистические коммуникации от заказа до доставки.

ООО «Научно-производственное предприятие ГКС» – предприятие, производственные мощности которого находятся в городе Долгопрудный. Предприятие создано в 2004 году как производство надежных запорных конструкций для нефтегазоперерабатывающей промышленности и энергетики. Конкурентоспособность обеспечивается не только выпуском продукции, компания занимается собственными разработками в области улучшения качественных характеристик шаровых кранов.

Шаровые краны и комплектующие проходят испытательную проверку на специальных стендах по утвержденным программам. Качество сварных швов проверяется неразрушающими методами контроля, которые прошли аттестацию в «Газпром» и «Транснефть». Контроль качества соответствует требованиям ГОСТ и международных стандартов API. Собственные разработки имеют патенты РФ. Вся продукция сертифицирована.

Все специалисты по сварке, работающие на предприятии, аттестуются Госгортехнадзором.

Общие характеристики выпускаемых изделий:

• Диаметр – от 6 до 700 мм.
• Давление до 32 МПа. На сегодняшний день фирма производит уникальные типы шаровых запорных устройств, не имеющие аналогов в России, рассчитанные на давление 25 и 32 МПа.

Основная продукция:

• шаровые муфтовые запорные устройства;
• штуцерно-ниппельные модификации;
• фланцевые краны;
• цельносварные затворы.

На предприятии налажен серийный выпуск следующих типов шаровых запорных устройств:

• затворы шаровые с обогревом;
• краны с контролем протечек;
• трехходовые модификации;
• индивидуальные заказы по размерам и условиям заказчика.

Например, для энергетических промышленности компания запустила производство игольчатых вентилей, имеющих уникальные рабочие показатели: давление 32 МПа, температура среды – 450 градусов.

Выпуск продукции рассчитан под любой климат и разные типы рабочей среды. Все изделия изготавливаются из нержавеющей стали, в индивидуальных случаях из других марок металла. Для уплотнителей используются высококачественные эластомеры: разные виды фторопластов или резины.

Для автоматического управления краны снабжают следующими устройствами:

• червяные редукторы;
• электроприводы;
• пневматические приводы;
• гидроприводы.

В России работает еще несколько заводов, производящих шаровые краны.

Некоторые из них:

• Бердский электромеханический завод. Предприятие из Новосибирской области выпускает большой ассортимент различной продукции, в том числе шаровые затворы.
• Усть-Катавский вагоностроительный завод (УКВЗ) располагается в Челябинской области. Кроме основной продукции, связанной с вагонами, выпускает различные виды шаровых кранов: муфтовые, фланцевые, газовые регуляторы давления.

• Семеновский литейно-механический завод имеет производственные площади на территории Нижегородской области. Продукция ориентирована на нефтегазовую отрасль и ЖКХ. Помимо стальных затворов, выпускает чугунные краны.
• Кстовский трубный завод работает на территории Нижегородской области. Шаровые краны, которые производятся компанией, используются в бытовых коммуникационных контурах: водоснабжение, отопление, канализация, газопровод.

• Уральский завод трубопроводной арматуры, расположенный в Челябинске, реализует шаровые краны для жидкостей и газов, которые используются, в основном, в нефтегазовой отрасли.
• ПКФ «Экс-Форма» (Саратов). Имеет патенты на разработанные газовые шаровые краны. Заторы рассчитаны на следующие рабочие параметры: диаметр от 15 до 100 мм, давление от 1,5 до 2,5 МПа, рабочая среда – жидкость или газ, температура потока – от -30 до +50 градусов, температурный диапазон окружающей среды – от -60 до +45 градусов. Модификации представлены пятью вариантами по типу крепления (муфтовое, фланцевое, штуцерное, под приварку, межфланцевое) и двумя по климатическим условиям (умеренный, холодный). Продукция характеризуется большим сроком эксплуатации (до 30 лет), идеальной геометрией сферического затвора, корундовым покрытием шара, устойчивым к коррозии. Шаровые краны имеют класс герметичности «А». В качестве автоматических регуляторов применяют электроприводы.

На сегодняшний день сантехнический рынок предлагает широкую линейку шаровых кранов для бытового использования. Соответственно, появились некачественные варианты, которые нужно научиться выявлять при покупке.

Для этого следует воспользоваться советами профессионалов:

• Перед покупкой шарового запорного устройства внимательно изучите место его установки. Необходимо выяснить диаметр трубопровода, тип резьбы.
• При покупке в первую очередь обращайте внимание на сопутствующие документы: сертификаты качества, гарантии, технический паспорт.
• Если приобретается металлический затвор, то лучше убедиться в качестве стали. Если приобретаете силуминовый, поскольку он дешевле аналогов, имейте в виду, что он хрупкий, требует бережного ухода и подходит только для холодной воды.

• При покупке пластиковых кранов лучше приобретать их вместе с трубами, чтобы пластик был одной марки и от одного проверенного производителя.
• Резьба на патрубках должна иметь не менее 5 витков для надежности соединения.
• Идеально ровный хромированный или покрытый никелем затворный шар гарантирует высокое качество.
• Авторитетные сертифицированные компании маркируют продукцию максимально четко.

• Коммуникационные системы имеют разные характеристики, поэтому шаровые краны для них отличаются. Одним из важных показателей является допустимое рабочее давление. Обычно для холодного водоснабжения достаточно 10 бар, тогда как для горячего – от 20. Специалисты советуют устанавливать затворы, имеющие рабочее давление чуть больше, чем допустимое, чтобы избежать поломки при внезапном гидроударе.
• Теплоизоляция в домах обеспечивается отопительными контурами. Они имеют высокую температуру рабочей среды, давление которой оказывает существенные нагрузки. Чтобы избежать протечек, рекомендуется использовать качественные кольцевые уплотнители, например, из термостойкого тефлона.

О том, на что обратить внимание при покупке шарового крана, смотрите в следующем видео.