Шаровой кран: предназначение, виды, где используется

Что такое шаровый кран: конструкция, особенности применения и правила выбора

Ни один современный трубопровод не может нормально функционировать без запорной арматуры. Один из самых распространённых и функциональных представителей этого класса оборудования — шаровой кран. Этот тип запорной арматуры был разработан достаточно давно, однако, из-за несовершенства материалов не демонстрировал достаточного уровня герметичности, что сильно ограничивало его распространение. Развитие технологий и появления новых материалов решило эту проблему.

Шаровой кран — описание и принцип работы

Шаровой кран — элемент запорной арматуры, действие которого основано на центробежном перекрытии отшлифованной сферы. Шлифованный шар перекрывается под воздействием привода от крана, тем самым закрывая или открывая передвижение по трубе рабочей среды.

Этот тип запорного оборудования не способен регулировать давление рабочей среды — только закрывать или открывать. Если шаровой кран длительное время находится в неестественном промежуточном положении, то растёт риск преждевременного выхода из строя.

Некоторые модели предполагают плавную регулировку потока рабочей среды, однако, они используются крайне редко и стоят дорого.  

Применение

Характеризуется высоким уровнем универсальности. Применяется при проектировании разнообразных трубопроводных систем с различными типами среды: для жидкостей, для газовых трубопроводов, для жидкостей с высоким содержанием твёрдых частиц и т.д. Могут применяться для трубопроводов, управляющими перетоками агрессивных жидкостей, средами под высокой или низкой температурой и давлением.

В трубопроводах, предназначенных для транспортировки воды, этот вид запорной арматуры применяется повсеместно — от установки в системах водоснабжения до перекачки воды с большим количеством абразивных частиц.

Часто применяются в трубопроводах, предназначенных для транспортировки нефти и нефтепродуктов.

Хорошо себя зарекомендовали при организации работы трубопроводных систем, предназначенных для перемещения агрессивных жидкостей: кислот, лакокрасочной продукции, щелочей и т.д.

Конструкция

Конструкция проста, но при этом обеспечивает эффективную работу и герметичность системы. Представляет собой корпус, внутри которого находится шлифованный обрезиненный шар с отверстием. От шара через корпус выводится привод, с помощью которого можно изменить положение так, чтобы отверстие переместилось в таком направлении, которое перекрывает поток рабочей среды в него. Диаметр отверстия — один из ключевых параметров, которым характеризуется производительность пропускания рабочей среды.

Преимущества и недостатки

Шаровой кран стал таким популярным видом запорной арматуры благодаря таким преимуществам:

• Компактность конструкции позволяет быстро устанавливать этот вид арматуры в любых местах трубопровода 

• Герметичность обеспечивает высокую эффективность.
• Надёжность. Благодаря простой конструкции необходимость ремонтов возникает крайне редко

Но кроме преимуществ, разумеется, есть и недостатки:

• При работе этой конструкции возникает риск гидроудара в момент изменения положения запорного механизма в системах с высоким давлением; Основной элемент запорного механизма — полимерный уплотнитель. Использование оборудования из полимеров с низкой термостойкостью может быстро привести к поломке в системах, где высока температура рабочей среды;
• Также, полимерные элементы плохо переживают высокую концентрацию абразивных частиц.

Для того, чтобы минимизировать риски, нужно грамотно выбирать оборудование, всегда беря в расчёт характеристики трубопровода и рабочей среды.

 Разновидности

Благодаря своей простоте, этот тип запорной арматуры легко поддается модернизации. Не удивительно, что за последние десятилетия конструкторы из разных стран разработали множество разновидностей шаровых кранов.

Муфтовый

Используется в трубопроводных системах, предназначенных для транспортировки газа или воды. Корпус изготовлен из стали. Присоединяется к трубопроводу через муфту.  

Фланцевый

В своё время заменил вентиль. Отличается тем, что в конструкцию запорного механизма включён фланец, к которому крепится кран. Это придаёт конструкции дополнительную стойкость и позволяет использовать арматуру с такой конструкцией в трубопроводах большого диаметра с высоким давлением.

Полнопроходной

Применяется в трубопроводах любых типов с любым диаметром и с любой рабочей средой. Характеризуется долговечностью и прочностью конструкции. Работает только в двух положениях: открыто и закрыто.

Латунный

Запорная арматура, корпус которой изготовлен из латуни используется в трубопроводах с неагрессивной рабочей средой. Часто применяется в бытовых трубопроводах, предназначенных для поставки питьевой воды. Легко ремонтируется.

Никелированный

Никелирование — способ обезопасить корпус от коррозии и воздействия рабочей среды. Никелирование применяется для изготовления кранов с разной конструкцией. Часто применяется для трубопроводов с агрессивной рабочей средой.

Спускной

Применяется для перекрытия отдельного участка трубопровода. Например — используется в системах индивидуального и коллективного отопления в том случае, если конструкцией предусмотрена необходимость спускания воздуха из системы. Такая необходимость часто возникает при возникновении воздушных пробок в отопительных системах, построенных на циркуляции теплоносителя, преимущественно — воды. Широко известна конструкция спускного крана под названием «кран Маевского». Включение такой арматуры в систему производится методом вкручивания.

Как выбирать

Выбор запорной арматуры — это важный этап при построении трубопроводной системы. Для того, чтобы выбор был корректен и полностью соответствовал проекту системы, в первую очередь, нужно знать все входящие характеристики: тип рабочей среды, ожидаемое давление ит.д.

• Тип соединения с трубой. От того, как арматура крепится к трубопроводу, зависит весь ход работ.  Арматуру, с муфтовым соединением бессмысленно покупать для соединения с трубой посредством сварки;
• Допустимое давление в системе. Этот показатель обозначается буквами PN на корпусе арматуры. Как правило, для инженеров рекомендуется предусматривать установку запорной арматуры с значительным запасом прочности. Это делается для того, чтобы систему не разорвало в результате гидроудара или резкого скачка давления. Особенно это касается систем с рабочей средой с высокой температурой и давлением, например — систем отопления;Диаметр прохода. Обозначается буквами Ду или, для европейской продукции — DN. Точный диаметр, как правило, наносится на корпус устройства;
• Материал корпуса и габариты. Большинство бытовых трубопроводных систем предполагают использование дешёвой запорной арматуры с корпусом из латуни. Для того, чтобы точно определить, какой материал применялся для изготовления корпуса, можно использовать магнит. Часто при проектировании простых систем применяют различные дешёвые сплавы алюминия. Они легче, чем латунь и сталь, но при этом значительно дешевле. Сплав алюминия с кремнием — силумин, особенно популярен среди производителей простого запорного оборудования. Благодаря тому, что его он лёгок в обработке и не требует дорогих и точных станков, многие производителей контрафактного оборудования часто используют именно его. Такая запорная арматура стоит недорого, однако работает не долго, и известна в целом, своим низким качеством.;
• Качество обработки материала и сборки. Обратите внимание на точность механической обработки. Если детали обработаны не аккуратно, то покупать изделие не стоит, скорее всего герметичность не будет обеспечена. Также, стоит обратить внимание на материал уплотнителей. Они не должны быть резиновые. В современной запорной арматуре чаще всего используется тефлон
• Дата производства. Не рекомендуется покупать продукцию, которая долго, более 5 лет, пролежала на складе — качество уплотнителей может сильно снизится;
• Бренды. Рекомендуется покупать либо продукцию известных, привычных российских производителей, либо запорную арматуру от всемирно известных европейских машиностроительных корпораций: DANFOSS, VALTEC и др. При этом, аккуратнее с выбором — часто под громким именем можно встретить дешёвую подделку. Запорная арматура для трубопроводов с повышенной ответственность обязательно должна быть сертифицирована и соответствовать всем действующим государственным стандартам.

В последние годы большинство инженеров, проектируя трубопроводные системы, предпочитает использовать именно этот тип запорной арматуры. Высокая эффективность, простота конструкции и низкая цена делает шаровые краны одним из самых распространённых элементов трубопроводов. К тому, же, конструкция постоянно совершенствуется, многие инженерные компании, изготавливающие запорную арматуру, постоянно изобретают всё новые и новые виды этого оборудования.

Однако, у популярности есть и обратная сторона. Вместе с производителями высококачественной продукции, рынок привлекает внимание безответственных производителей, которые буквально завалили прилавки промышленных магазинов контрафактными и низкокачественными изделиями. Использование запорной арматуры сомнительного качества ставит под угрозу работу трубопровода и, как следствие — благополучие многих тысяч людей, ведь от работы труб часто зависит жизнь целых городов и отраслей промышленности.

Для того, чтобы избежать ошибок в выборе оборудования, нужно разбираться в его характеристиках и выбирать только качественный товар.