Шаровые краны благодаря надежности и универсальности получили повсеместное распространение в быту и на производстве. Они практически заменили уже устаревших конусных или цилиндрических предшественников.
Что такое шаровой кран
Шаровой кран относится к запорной арматуре пробочного типа, служит для открытия и закрытия потока рабочей среды. Эксплуатируется на всех видах трубопроводов в промышленности, водопроводных, отопительных и канализационных сетях системы ЖКХ.
Достоинства шаровых кранов:
- простота технического устройства и управления;
- высокая надежность затвора;
- на пути прохождения потока нет застойных мест;
- подходит для разных рабочих сред, включая вязкие и газообразные;
- гидравлическое сопротивление значительно меньше по сравнению с другими типами запорной арматуры.
В отличие от вентиля шаровой кран обычно используется для полного отпирания и запирания, однако для регулирования объема потока он не предназначен. Хотя техническое устройство отдельных моделей допускает возможность кратковременной регулировки, но такой режим эксплуатации в рабочей среде с механическими примесями сказывается на герметичности затвора.
Особенности конструкции
Внутри корпуса располагается затвор в форме шара, отсюда и пошло название этого вида запорной арматуры. В шаре имеется проходное отверстие для тока рабочей среды. Сверху затвора находится прорезь для установки штока с уплотнительными кольцами, соединенного с механизмом управления.
В открытом положении проходные отверстия шара и корпуса совпадают. При переводе крана в режим «закрыто» поворотное усилие передается на шар. Вращаясь вокруг своей оси, шар поворачивается на 90 градусов. Проходное отверстие встает перпендикулярно потоку, труба перекрывается.
Между шаром и корпусом установлены уплотнительные кольца – седла. Как правило, уплотнители изготавливаются из фторопласта. По своей химической стойкости он превосходит все известные синтетические материалы и благородные металлы.
Основной недостаток фторопласта – ограничение максимальной температуры до +200 градусов. Один из способов решения этой проблемы, предложенный производителями, заключается в уплотнении металлическими седлами. Такие же уплотнители применяются на трубопроводах с высоким давлением или рабочей средой с сильными абразивными свойствами.
Особенность шаровых устройств для пропан-бутана – внутренняя пружина, поджимающая уплотнительное кольцо к поверхности шара для компенсации тепловых перепадов, возникающих при прохождении газа.
Есть несколько вариантов управления шаровым затвором. Кран с рычажной рукояткой требует меньших усилий при повороте. В местах, где пользоваться рукояткой неудобно или невозможно ввиду ограниченности пространства, ставят устройства с ручкой-бабочкой. На шаровой арматуре большого диаметра для снижения усилий и предохранения от гидроударов применяются редукторы со штурвалом.
Непосредственное или дистанционное управление поворотным механизмом может осуществляться через пневмо-, гидро- или электропривод с допуском перехода в ручной режим. После достижения положения «открыто» или «закрыто» привод автоматически отключается.
Для удобства перевода в открытое или закрытое положение имеются ограничители поворота. У некоторых моделей есть фиксаторы, блокирующие поворот шарового затвора.
В перечне дополнительных опций присутствуют индикатор положения затвора, обратная связь, обогрев, контроль протечек, фильтр, воздухоотводчик, термометр в рукоятке, удлиненный шток, другие функции. Одна и та же модель может выпускаться в разных исполнениях, соответствующих типу рабочей среды и климату.
На корпус наносится маркировка. У шаровой арматуры хорошего качества она предусматривает номинальный внутренний диаметр, максимально допустимое давление рабочей среды, название и логотип компании. Кроме того, может указываться марка материала корпуса, внутрифирменное обозначение модели, знаки различных стандартов, страна изготовления, дата выпуска.
Чем отличаются между собой шаровые краны
Шаровые краны объединяются в группы по целому ряду конструктивных особенностей.
По типу соединения
Муфтовые — это наиболее часто встречающийся тип устройства шаровых кранов для систем подачи воды и отопления в жилых помещениях. Соединение с трубами резьбовое, патрубки корпуса с внутренней резьбой. Диапазон размеров большинства устанавливаемых кранов составляет от 1/2 до 2 дюймов, модели более крупного диаметра применяются редко.
Штуцерные отличаются от муфтовых шаровых кранов внешней резьбой патрубков. К трубе приваривают ниппель или надевают запорные и упорные кольца, затем подсоединяют к штуцеру накидной гайкой. Для подсоединения радиаторов или водонагревателей используют шаровую арматуру со сгоном американка. Угловой штуцерный кран с носиком предназначен для подключения шланга с обжимным хомутом.
Фланцевые рассчитаны на слабоагрессивную среду без абразивных примесей, применяются в трубопроводах большого диаметра (от 50 мм). Крепятся болтами к ответным фланцам трубы. Удобны для установки в помещениях, где запрещены сварочные работы. Допускается многократная сборка-разборка, в случае аварийной ситуации легко и быстро заменяются. Недостаток – ослабевание соединения при больших колебаниях температуры или давления рабочей среды.
Приварные используются в рабочей среде, находящейся под высоким давлением либо в системах водоснабжения и отопления с пластиковыми трубами. Свариваются с трубой, обеспечивая прочное и абсолютно герметичное соединение. Ремонт невозможен, при выходе из строя шаровой кран целесообразнее заменить.
Комбинированные объединяют несколько типов соединения, например, сварка/муфта, сварка/фланец, муфта/штуцер.
По материалу
Самый большой выбор материалов — у муфтовых и штуцерных шаровых кранов. Стоят дорого, но обладают хорошей надежностью, выполнены из нержавеющей стали, латуни или бронзы.
Краны из нержавейки устанавливаются на трубопроводах с агрессивной рабочей средой и на предприятиях пищепрома. Они не окисляются, безвредны, легко отмываются от остатков компонентов пищевого производства.
Запорная арматура из обычной стали довольно прочная и термостойкая, однако в отличие от цветных металлов подвержена коррозии.
Часто используемые в производстве дешевых изделий алюминиевые сплавы ЦАМ или силумин не впечатляют своими характеристиками. Они рассчитаны на небольшое давление и недолговечны. Шаровые краны из этих сплавов годятся только для временной установки в неответственных местах, например, для дачного водопровода.
Полипропиленовые краны ставятся на трубы из аналогичного материала. Возможен комбинированный вариант с металлическим корпусом и переходами из полипропилена.
Фланцевые и приварные шаровые краны изготавливаются из обычной или нержавеющей стали. Ранее для производства фланцевой арматуры также широко применялся чугун, но сейчас он выходит из употребления и мало используется.
По количеству патрубков
Двухходовые — наиболее распространенный вариант со стандартными функциями открыть/закрыть, чаще прямоточные. Угловые модели применяются для подключения к водопроводной сети смесителей, сантехники, бытовой техники.
Трехходовые в основном используются в быту — системы отопления, присоединение измерительных приборов. В зависимости от того, какую форму имеет проходное отверстие в шаре, бывают Г-образные или Т-образные.
Первые перенаправляют поток вправо или влево от центрального входа. Вторые, помимо перенаправления, смешивают два потока в один или разделяют рабочую среду на два направления.
Есть два варианта расположения центрального патрубка по отношению к боковым – вертикальный и горизонтальный.
Четырехходовые отличаются от трехходовых тем, что возможна циркуляция в виде двух параллельных Г-потоков.
По типу корпуса
Моноблочные — неразборный монолитный корпус. Не подлежат ремонту, при нарушении герметичности надо полностью менять шаровой кран.
Двухсоставные — корпус состоит из двух частей, вспомогательная присоединяется к основной, в которой расположен шар. Соединение частей резьбовое или на стяжных шпильках. Разборность изделия позволяет поменять пришедший в негодность затвор или уплотнители.
Трехсоставные — корпус состоит из центральной части с шаром и двух вспомогательных, соединенных стяжными шпильками.
По размеру проходного отверстия
Полнопроходные — размеры диаметра шарового отверстия и подводящей трубы совпадают, гидравлические потери при прохождении минимальны. К этому типу относится почти вся фланцевая шаровая арматура.
С суженным проходом — диаметр отверстия шара меньше, чем у подводящей трубы. Вероятность гидравлического удара вследствие слишком быстрого перекрытия потока здесь ниже, чем у полнопроходных моделей. Устанавливаются там, где выходной напор рабочей среды не имеет значения. В состав этой группы в большей степени входят приварные шаровые краны.
По степени фиксации шара
С плавающим шаром — шаровой затвор имеет некоторую свободу перемещения. Герметичность обеспечивается прижатием шара к уплотнительному седлу на выходе под напором рабочей среды.
С жестко зафиксированным шаром — шаровой затвор закреплен на штоке и зажат между седлами без возможности перемещения. Для управления кранами с зафиксированным шаром требуется меньше усилий, однако цена их выше, чем у плавающих устройств из-за более сложной конструкции.
Как устанавливается изделие
Прежде чем купить кран и приступить к установке, надо выяснить и учесть диаметр подводящей трубы, максимальное давление, температуры, наличие вибраций. Имеет значение и то, каким будет физическое состояние (вода, пар, газ) и химический состав рабочей среды.
Перед началом работ проверяют целостность крана, легкость и плавность поворота затвора, очищают трубы от грязи. Воду из системы сливают. Защитные заглушки фланцев, труб и резьбы снимают непосредственно перед монтажом.
Затвор должен находиться в полностью открытом положении до завершения установки в трубопровод, чтобы исключить возможность повреждения поверхности шара. Арматура может устанавливаться горизонтально или вертикально, кроме положения штоком с ручкой вниз, направление рабочей среды — любое. Двухсоставный шаровой кран устанавливают вспомогательной частью к выходу, чтобы при перекрытии потока место соединения не разошлось под давлением.
Муфтовый или штуцерный кран устанавливают с герметизацией резьбы сантехническими уплотнителями. Конец трубы не должен доходить до конца резьбы крана. Использовать для установки сжимающий корпус крана инструмент запрещается. К трубе при необходимости приваривают полусгоны.
Фланцевый шаровой кран монтируется на трубу после приварки ответных фланцев. Первоначально их фиксируют двумя болтами, ставят уплотнительные прокладки, затем затягивают остальные болты. По окончании процесса проверяют параллельность уплотнителей.
При монтаже приварных кранов патрубки корпуса свариваются с трубой. Если кран устанавливается вертикально, на период сварки нижнего шва затвор полностью закрывают. Это необходимо для предотвращения подъема тепла вверх по трубе, вследствие которого возникают температурные напряжения. Перед началом эксплуатации и пуском рабочей среды надо дать арматуре полностью остыть. Поворачивать затвор неостывшего шарового крана запрещается.
Повреждение корпуса в местах присоединения, несоблюдение соосности крана и трубы, параллельного расположения уплотнительных поверхностей фланцев ведет к возникновению монтажных напряжений. Если рабочая среда содержит много примесей, на входе надо установить фильтр.
После окончания монтажа затвор открывают, проводят промывку трубопровода и тестирование давлением – опрессовку. Если на арматуру передаются нагрузки от трубы, необходимо установить компенсаторы.
Советы и рекомендации по эксплуатации
Открывают и закрывают шаровой кран медленно для предотвращения возможных гидравлических ударов.
Рабочая среда содержит различные примеси, оседающие на шаре. Чтобы сбить отложения и избежать заклинивания, хотя бы один раз в квартал необходимо выполнять профилактический поворот затвора.
Хотя шаровым краном можно регулировать объем потока, делать это не рекомендуется, за исключением моделей с функцией регулировки. При неполном открытии поток воды с абразивными примесями ударяет в зеркало шара, изнашивает тонкий край проходного отверстия, герметичность прилегания теряется. В образующихся застойных зонах оседают примеси, из-за которых арматуру рано или поздно заклинит.
Шаровые краны для водопровода, размещенного на улице, при сливе воды на зиму должны находиться в открытом положении. В противном случае вода, оставшаяся в проходном отверстии шара, при замерзании расширится в объеме и повредит затвор.
Бить по шаровому крану металлическими предметами, особенно в трубопроводах с воспламеняемой рабочей средой, огне- и взрывооопасно из-за возможного высекания искр.
Загрузка...
