Шаровый (шаровой) кран: требования ГОСТ, разновидности и применение

Шаровый (шаровой) кран: требования ГОСТ, разновидности и применение

Шаровый кран, выпускаемый согласно ГОСТ 9702-87, 28343-89, 28908 – 91, 21345-2005 – тип запорной и регулирующей арматуры с затвором (пробкой) в форме сферы (шара), через сквозное круглое отверстие в которой проходит рабочая жидкость. Изобретенные более столетия назад шаровые краны обрели популярность с появлением синтезируемого каучука и фторопласта, использование которых обеспечило плотность перекрытия циркуляции рабочей среды.

Шаровые краны используются практически в каждом трубопроводе бытового и промышленного назначения

Классификация шаровых кранов

По соответствию диаметра отверстия в затворе (подвижном элементе) внутреннему диаметру трубы, на которую устанавливается устройство, запорные устройства относят к:

Полнопроходным. У полнопроходного шарового крана, устанавливаемого на трубу, диаметр отверстия в затворе шара совпадает с внутренним диаметром трубопровода. Высокая надежность полнопроходных шаровых кранов проявляется в уровне потерь циркулирующей жидкости при открытом его положении. Он ничтожно мал и практически равен потерям при прохождении жидкости через трубу, длина которой равна длине корпуса полнопроходного шарового крана. Такой уровень гидравлических потерь в несколько раз ниже, чем у прочих типов запорной арматуры. Это обстоятельство способствовало тому, что полнопроходной шаровый кран востребован как основное запорное устройство на линейной части мощных магистральных трубопроводов.

Редуцированным или стандартнопроходным. У редуцированного шарового крана, устанавливаемого на трубу, диаметр отверстия в затворе шара уступает ее внутреннему диаметру. Разница подбирается в один типоразмер. Стандартнопроходные (редуцированные) запорные устройства находят применение в трубопроводных системах, для которых частичная потеря напора при открытом положении крана не становится критичной.

По типу присоединения устройства относят к:

1. Фланцевым. Фланцевые запорные устройства устанавливают там, где запрещено применять сварку. Они находят также применение на трубопроводах, где предусматривается возможность частичной разборки и последующей сборки.
2. Под приварку. Шаровые краны с соединением под приварку устанавливают, чтобы добиться особенной прочности соединения и обеспечить полную герметичность перекрытия потока циркулирующей жидкости. Такое соединение принято применять на труднодоступном и/или особо ответственном участке трубопровода.
3. Муфтовым. Краны шаровые муфтовые ГОСТ 28908 – 91 оснащены внутренней конической или цилиндрической резьбой. Основной сферой их применения является коммунальное хозяйство.
4. Комбинированным. Запорные устройства с комбинированным присоединением не имеют четко выраженной основной сферы применения. Их устанавливают на участках различных трубопроводных систем.

Полнопроходной кран — наиболее востребованный тип запорной арматуры

Среди устройств специального назначения выделяют:

1. Трехходовые. С их помощью перераспределяют потоки рабочей среды.
2. Оснащенные обогревом корпуса.
3. С контролем протечек.

Особенности конструкции

Конструкция устройства состоит из:

• корпуса;
• седел;
• затвора (шаровой пробки). Именно в устройстве запорных органов кроются основные различия в исполнении устройств. Конструкция с плавающим шаром устанавливается на трубах с диаметром до 200 мм. Пробка, не имеющая жесткой связи со шпинделем, перемещается и прижимается давлением рабочей среды к уплотнительному кольцу, создавая при больших диаметрах чрезмерную нагрузку на него, затрудняя работу устройства. Конструкция с шаром в опорах снабжена цапфой (осевым выступом) в нижней части, входящей в особое углубление, седла прижимаются под давлением к поверхности пробки. Конструкция более сложная и дорогая, но позволяющая применять значительно меньшие усилия, управляя краном, как вручную, так и с использованием привода;
• рукоятки (для ручного управления);
• шпинделя, передающего усилие от рукоятки к затвору.

Корпус кранов может быть пластиковым или металлическим, наиболее долговечные изделия изготавливаются из стали

Основание устройства исполняют из чугуна, стали, бронзы или латуни. Затворную пробку – из стали (хромированной стали) или латуни. Седла – из тефлона или фторопласта. Полипропиленовые конструкции имеют минимальные резьбовые соединения. Их можно устанавливать, устраивая разводку в квартире, частном доме. Срок службы металлических устройств – пять лет, силуминовых (пренебрежительно оцениваемых многими специалистами) – до двух лет.

Цвета рукояток (рычагов) указывают на характер рабочей среды:

• красный – для горячей воды, систем отопления;
• синий – для холодного водоснабжения;
• желтый и черный – для газопроводов.

Краны шаровые латунные муфтовые

Выполняются из кованой латуни, рекомендуются для установки на трубопроводах малого диаметра. При появлении протечек, достаточно подтянуть гайку, прижав тефлоновое сальниковое уплотнение. Эксплуатационный ресурс рассчитан на двадцать тысяч циклов открытия-закрытия.

Латунное устройство отличается такими эксплуатационными качествами:

• долговечностью и надежностью, отсутствием необходимости в смазке, техническом, обслуживании, ремонте;
• герметичностью, исключающей утечки;
• возможностью установки в любом положении;
• повышенной травматической безопасностью рукоятки;
• пригодностью к работе при рабочем давлении до 1,6 Мпа и температуре до +150º С.

Муфтовые краны устанавливаются на трубы малого диаметра, в основном, в бытовых условиях

Краны шаровые стальные

Устройство состоит из цельной сферного тела и цилиндрических патрубков. Конструкция сферы, выполненная из высококачественной стали, лишена болтовых разъемов. Этим исключается утечка под давлением рабочей среды.

Стальной шаровой кран характеризуется:

• перекрытием потока рабочей жидкости с высокой скоростью;
• простотой установки и управления;
• отсутствием потребности в специальном техническом обслуживании, замене деталей;
• устойчивостью к высокой температуре рабочей среды;
• экономичностью. Принято считать, что именно эти устройства представляются оптимальным выбором, если исходить из пресловутого соотношения стоимости и качества приобретаемого продукта.

На что обратить внимание при приобретении и установке шарового крана

При подборе запорной арматуры рекомендуется предварительно составить четкое представление о таких параметрах, связанных с ее последующей эксплуатацией:

• сечении труб в трубопроводной системе;
• возможности возникновения гидравлических ударов, которые будут воздействовать на шаровый кран;
• типе и агрессивности рабочей среды, с которой придется контактировать затворной пробке (шару);
• качестве корпуса крана, которое обеспечит беспроблемность работы.

Краны отечественных производителей маркируются согласно ГОСТам

Отечественные производители (как и прочие, работающие на постсоветском пространстве) маркируют запорную арматуру согласно ГОСТам. Продукция зарубежных компаний снабжена стандартным метрическим обозначением, соответствующего условному диаметру трубы.

Металлические изделия заметно тяжелее пластиковых, разницу несложно определить, просто подержав устройство в руке. Блестящее затворное устройство – признак качества, блеск обретается вследствие дорогостоящего опыления латуни никелем или хромом.

Самостоятельно шаровый кран устанавливается при помощи следующих способов:

1. Фланцевого. При фланцевой установке плоские кольца с отверстиями для болтов накладываются по обе стороны крана на болты. Затягиванием болтов достигается стыковка и последующая фиксация.
2. Резьбового. Запорное устройство устанавливается по нанесенной резьбе.
3. Сварного. Запорная арматура приваривается к определенному участку трубопровода. Надежность соединения несомненна, но осложняется проведение ремонта или демонтажа.

Приступая к установке шарового крана

Первым шагом на пути установки устройства является выбор места, где оно будет устанавливаться. В стесненных условиях важно правильно определиться с длиной ручки запорного устройства, можно ли будет нормально поворачивать длинную или короткую ручку на том месте, где намечается установить кран. На вертикальном трубопроводе местоположение ручки не имеет значения. На горизонтальном трубопроводе ручка шарового крана обязательно должна размещаться вверху, допустимое отклонение от вертикали не может превышать 45º.

Способ монтажа шарового крана зависит от материала труб, из которых собирается трубопровод

Шаг второй – подбирается кран с определенными параметрами. В домашних условиях выбор обычно останавливается на муфтовом шаровом кране с резьбовыми соединениями. Запорное устройство с фланцами понадобится при диаметре трубопровода, превышающем 40 мм.

Третий шаг – уточнение диаметра труб, на которые будет устанавливаться устройство, и видов резьбы на концах труб по месту установки.

Шаг четвертый – уточнение направления течения жидкости в трубопроводе и требуемого вида резьбы на кране в зависимости от этого фактора. Это уточнение может и не понадобиться, так как большинство запорных устройств может устанавливаться любой стороной, независимо от направления потока. Но некоторые модели шаровых кранов имеют стрелку – указание требуемого направления течения жидкости. Их можно устанавливать только определенным образом, обусловленным конструктивными особенностями устройства.

Установка металлических и пластиковых шаровых кранов

При установке металлического устройства резьбовое соединение уплотняется, например, ФУМ-лентой. Кран при уплотненном соединении навинчивается не до упора, а так, чтобы обеспечить удобное пользование ручкой. По завершении установки следует сразу же убедится в отсутствии протечки.

Устанавливая пластиковый трубопровод, следует подбирать все элементы (фитинги, трубы, запорное устройство) в исполнении одного производителя. Установка потребует наличия полифуза – специального паяльника для полимерных конструкций в виде плоского нагревательного элемента. Для пайки полипропиленовых изделий требуется разогреть полифуз до 260º С. Кран и труба вставляются в насадки по сторонам полифуза и нагреваются одновременно, не более 6-10 секунд. Размягчившиеся элементы снимаются с насадок и незамедлительно состыковываются. Остывание завершает процесс пайки.