Шаровый вентиль или кран — технические характеристики

Вентиль шаровый (или шаровый кран) является надёжным запорным устройством ручного типа. Оно широко применяется в устройстве водопроводных, отопительных, газовых системах, в нефтегазовой индустрии. Благодаря своей надёжной и удобной конструкции шаровые вентили с успехом заменили цилиндрические и конические краны, клиновые задвижки.

Основное назначение этих устройств – регулировать или полностью перекрывать движение газовых или жидких сред с созданием полной герметичности. Такие краны незаменимы в работе с агрессивными средами.

Конструктивные особенности и принцип работы шаровых устройств

Шаровым называют кран (вентиль) с затвором со сферической поверхностью.

Основные элементы конструкции шаровых кранов:

• Корпус крана может изготавливаться цельным (с помощью сварки) или разборным. Первый тип устройств ремонту не подлежит. Разборные шаровые вентили ремонтно-пригодные, но имеют более сложную конструкцию, больший вес и стоимость, по сравнению с цельносварными изделиями.
• Шар крана изготавливают в фиксированном или плавающем исполнении. Диаметр его проходного отверстия может быть равным или меньшим номинального диаметра крана.
• Подвижный шпиндель, с помощью которого поворачивается запирающая деталь.
• Съемная ручка.
• Уплотнение между полированным шаром и корпусом обеспечивается торцевыми кольцами из фторопласта.

Истирание фторопластовых колец на порядок ниже, чем у резиновых уплотнителей. Поэтому протечки газа и жидкостей при установке шаровых кранов практически исключаются.

Конструкция шарового крана простая и надёжная. Расположенный в корпусе крана стальной шаровый затвор имеет сквозное отверстие по оси протока. Жёсткое крепление шара и штока образует ось вращения, расположенную перпендикулярно оси протока. Кран открывается при совпадении оси потока и оси отверстия в шаре.

Если шток повернуть на 90, оси станут перпендикулярно друг к другу и шар перекроет поток.

Области применения шарового вентиля

Шаровый вентиль или шаровый кран имеет широкую сферу применения. Он используется в системах транспортировки жидкостей и газа на бытовом и промышленном уровне. Основные характеристики шаровых кранов, определяющие области их применения, регламентируются ГОСТ 9702.

Вентиль шаровый в качестве запорно-регулирующей арматуры может применяться в системах  с диапазоном диметров 10-300 мм, при рабочих давлениях, не превышающих 2500 кг/см². Температура передаваемых сред находится в пределах от -200С до +450С.

Благодаря высокой герметичности и минимальным гидравлическим потерям при полностью открытом кране шаровые вентили используются в газовом хозяйстве, а также для транспортировки пара и сжиженных углеводородов, находящихся в различных фазах. Вентиль шаровый газовый одинаково хорошо работает как во внутридомовых газовых сетях низкого давления, так и в системах газовых потоков высокого давления.

Самой эффективной модификацией для работы с газовыми средами являются равнопроходные краны российского или импортного изготовления, рассчитанные на работу с трубами, имеющими номинальный диаметр от 50 мм, и оснащённые автоматами аварийного закрытия.

Разновидности шаровых кранов

Существует несколько классификационных признаков, по которым разделяют шаровые краны.

По конструктивному исполнению вентиль запорный шаровый может иметь следующие разновидности:

• прямоточную,
• проходную,
• смесительную,
• угловую.

Смесительные краны применяют для смешивания двух жидкостей, например, двух потоков воды, имеющих различную температуру. Существуют специальные виды вентилей, предназначенные для работы в нестандартных условиях – нетипичных рабочих средах или очень высоких температурах.

По функциональному назначению шаровые вентили разделяют на: запорные, запорно-регулирующие и устройства специального назначения.

Например, шаровый вентиль-американка способен решить одну из наболевших сантехнических проблем монтажа оборудования, поскольку эффективно заменяет традиционный сгон, состоящий из резьбы, муфты с контргайкой и обратной резьбы.

Шаровый кран — американка

В зависимости от пропускной способности шаровые краны бывают полнопроходными, неполнопроходными, стандартными.

Пропускная способность  устройства равна отношению площади сечения отверстия запорного шара к площади сечения трубы, на которую кран устанавливается:

• у полнопроходных вентилей это соотношение равно 0,9-1,0,
• у стандартных – 0,7-0,8,
• у неполнопроходных – 0,4-0,5.

Последний вид шаровых вентилей устанавливается на трубопроводах, где не требуется большой расход передаваемой среды.

Материалы, используемые для производства запорной арматуры

Для производства корпусов шаровых кранов используют сталь, нержавеющую сталь, латунь, бронзу, чугун.

Наиболее широкое распространение среди муфтовой запорной арматуры получили латунные краны. Они имеют невысокую стоимость, длительный эксплуатационный период, не нуждаются в техническом обслуживании.

Недостатком латунных кранов является склонность некоторых видов латуней к избирательному обесцинкованию. Ведущие производители сантехнического оборудования для производства запорно-регулировочной аппаратуры применяют латуни, стойкие к обесцинкованию.

Латунные и бронзовые шаровые краны применяют при температурах передаваемых сред до +200С для трубопроводов с номинальным диаметром менее 50 мм.

Стальные шаровые вентили практичны, надёжны. Их производят в муфтовом, фланцевом, сварном исполнении. Применяют во внутренних и наружных системах водоснабжения и отопления. В инженерных системах заданий стальные шаровые краны практически вытеснили из инженерных систем чугунные задвижки. Для наиболее ответственных систем используют шаровые вентили, изготовленные из коррозионноустойчивых нержавеющих сталей.

В последнее время получают широкое распространение полиэтиленовые и полипропиленовые шаровые краны. Шаровый вентиль пластиковый не имеет в своём составе металлических частей, поэтому имеет небольшую массу, надёжен и прост при эксплуатации, обладает высокой прочностью и устойчивостью к механическим воздействиям.

Эти устройства являются экономически выгодным вариантом для многих видов трубопроводов. Полиэтиленовые краны соединяют с трубой пайкой встык или с применением муфт с закладными нагревателями. Полипропиленовые шаровые вентили монтируют с помощью муфтовой сварки.

Способы крепления изделий к трубопроводу

Для  крепления запорно-регулирующих вентилей применяют:

• сварные соединения,
• муфты,
• фланцы.

Вентиль шаровый фланцевый применяют, как правило, для трубопроводов диаметром более 50 мм, хотя выпускают и изделия меньшего диаметра. Он рекомендован для установки в тепловых сетях и котельных. Фланцевые соединения удобны, прежде всего тем, что их легко демонтировать и заменить потерявший герметичность кран без проведения сварочных работ.

Приварные шаровые краны стоят дешевле фланцевых, являются менее металлоёмкими, применяются, чаще всего, в трубопроводах диаметром более 50 мм. Рекомендованы для применения в тепловых сетях и котельных для бесканальной прокладки. При необходимости ремонта необходимы сварочные работы.

Вентиль муфтовый шаровый применяется, как правило, для трубопроводов диаметром условного прохода менее 65 мм. Применяется, чаще всего, для внутренних систем водопровода и отопления.

В тепловых сетях это устройство обычно не применяется, но при согласовании может использоваться при соблюдении следующих условий: диаметр крана должен быть менее 100 мм, температура – ниже 115С, давление – менее 1,6 МПа.

Маркировка шаровых кранов

По требованию ГОСТ Р 52760 маркировка устройств запорно-регулирующей сантехнической арматуры должна быть нанесена на корпус или фирменную табличку, прочно зафиксированную на изделии.

Маркировка шарового крана должна включать:

• условный проход (условный диаметр) – DN;
• величину номинального давления – PN;
• материал, из которого изготовлен корпус;
• стрелку, которая указывает направление транспортируемой среды;
• максимальную рабочую температуру или диапазон допустимых для работы температур;
• величину рабочего или расчётного давления;
• дату изготовления изделия.

Номинальным диаметром называют внутренний диаметр соединяемых труб, за исключением пластиковых, у которых номинальным является наружный диаметр. Номинальным называют постоянное избыточное давление транспортируемой среды, при котором трубы и их соединительные элементы могут работать в течение всего эксплуатационного периода при температуре воды или газа, равной 20С.

ГОСТ 4666 регламентирует отличительную окраску запорно-регулирующей арматуры. Чугунные устройства имеют чёрную окраску, из углеродистой стали  – серую, из нержавеющей стали – голубую или синюю.

Самой качественной запорно-регулирующей арматурой признана продукция, произведенная итальянскими компаниями. Вентили итальянского производства изготавливаются горячим прессованием, что обеспечивает однородность материала, а, следовательно, его надёжность. Широкой популярностью пользуется изделие росийско-датского производства – danfoss вентиль шаровый.

Богатый ассортимент запорно-регулирующей арматуры позволяет выбрать устройства, наиболее подходящие для конкретных эксплуатационных условий.