В ассортименте предприятий, выпускающих трубопроводную арматуру, насчитывается более полусотни различных наименований продукции. Это и вентили, и всевозможные задвижки, и поворотные элементы, и многие другие специфические комплектующие. Однако каждое предприятие, независимо от своих размеров, еще обязательно выпускает и так называемые шаровые краны. Это очень распространенная и повсеместно применяемая арматура.

Основное предназначение

В самом общем, схематическом виде любой трубопровод можно описать как герметичную трубу с установленным на нем запорным элементом. Непосредственно по трубе и транспортируется некая рабочая среда – вода, сжиженный газ, горячий пар и т.д. А запорный элемент необходим для того, чтобы регулировать поток данной среды и в случае необходимости – полностью его перекрывать.

Так вот, наиболее практичные и долговечные запорные элементы – шаровые краны. Их используют для:

1. регулировки объема перекачиваемой по трубопроводу среды;
2. полного либо частичного закрытия трубопровода (такая необходимость возникает, к примеру, в случае серьезной аварии);
3. определения уровня давления в трубе (для этого кран резко открывают, а затем смотрят, с какой силой рабочая среда переносится по трубе. Чем скорость передвижения больше, тем выше уровень давления).

Где используется и сколько служит?

Кран шаровый устанавливается как на бытовых, так и на промышленных трубопроводах. К примеру, без данного элемента практически невозможно проложить самый обыкновенный водопровод в многоквартирном жилом доме. Также данную арматуру монтируют на:

1. магистральные газопроводы;
2. промышленные наружные канализации;
3. бытовые газопроводы.

Разумеется, кран для магистрального газопровода и обычного бытового водопровода будут заметно различаться, причем не только своими размерами и материалами изготовления, но и конструкцией. Чем крупнее трубопровод, тем массивнее арматура, которая на него устанавливается. При этом непосредственно сам запорный элемент может весить до нескольких килограммов. Наиболее крупные и тяжелые изделия при установке не только затягиваются болтами, но еще и завариваются при помощи сварочного инвертора или полуавтомата.

Срок службы подобного крана сильно зависит от условий эксплуатации. При больших нагрузках, какие арматура обычно испытывает при эксплуатации на крупных трубопроводах, срок службы изделия не превышает 5 лет. На небольшом бытовом трубопроводе кран вполне может простоять как минимум вдвое больше.

Водопроводные краны той или иной конструкции имеются сегодня практически в любом доме. Наибольшее распространение получили шаровые изделия, изобретенные более 100 лет назад. Они долговечны, практичны, удобны в эксплуатации, легко устанавливаются и ремонтируются.

Конструкция шарового крана чрезвычайно проста и в то же время эффективна. Внутрь металлического или пластикового корпуса (седла) помещается затвор, выполненный в виде шара со сквозным отверстием. Размер отверстия соответствует габаритам входа и выхода устройства.

Шаровый элемент жестко соединяется с рукояткой, и поворачивается вслед за ее вращением. Если шар располагается в открытом состоянии (ось отверстия проходит параллельно оси корпуса), поток жидкости или газа проходит через устройство беспрепятственно, не испытывая гидравлического сопротивления. При повороте на 90°, шар разворачивается глухой стенкой по направлению к потоку рабочей среды, при этом подача носителя полностью прекращается. Поворот на меньший угол дает возможность регулировать интенсивность прохода рабочей среды.

Обратите внимание! Строго говоря, термин «шаровый» является скорее жаргонным, хотя и употребляется гораздо чаще. Верное наименование – «шаровой кран».

Специалисты отмечают следующие достоинства таких устройств:

• Сравнительно небольшие габариты.
• Малый вес.
• Возможность работы при любой ориентации в пространстве.
• Отличные показатели герметичности.
• Выгодное соотношение цены и качества.

Существуют и некоторые недостатки:

• Для поворота крана на 90° требуется высокий крутящий момент.
• При быстром открывании крана в некоторых моделях присутствует вероятность возникновения гидроудара.
• Чтобы шаровый элемент не «залип» и не утратил герметичность, кран желательно открывать и закрывать хотя бы раз в неделю.

Виды шаровых кранов и их применение

Шаровые запорные элементы используются повсеместно, поэтому их классификация достаточно обширна. Вообще, современная промышленность выпускает более 4 000 всевозможных модификаций такой запорной арматуры. Изделия разделяют по нескольким категориям.

По материалу изготовления корпуса:

• . Оптимальный вариант для сетей газо- и водоснабжения с хорошим соотношением цены и качества. Не предназначены для высоких температур носителя.
• Стальные. Самые доступные по цене. Имеют большой ассортимент типоразмеров. Плохо работают в сетях холодного водоснабжения. Подвержены коррозии.
• . Более дорогие и эффективные, по сравнению со стальными устройствами.
• Чугунные. Раньше считались едва ли не единственно доступным вариантом, сегодня почти полностью вытеснены с рынка. Уступают современным моделям по всем показателям.
• . Монтируются в пластиковые трубопроводные системы. По прочности и долговечности почти не уступают латунным. Характеризуются сравнительно малым весом и стоимостью, не подвержены коррозии.

Кран с шаровым типом затвора хорошо известен нашим предкам, однако широкого распространения данный элемент получил не так давно. Ранее шаровой кран утратил свою актуальность из-за недоработок в конструкции и применении некачественных материалов, сейчас же, применяя современные материалы (каучук, фторопласт) конструкторы избавились от старых проблем. Эти материалы используются в качестве уплотнителей, которые обеспечивают надежность в герметизации швов и имеют высокий срок службы. Применяя качественные смазочные растворы, не происходит сильного трения деталей, поэтому использовать шаровой кран достаточно легко и удобно.

Пять видов шаровых кранов

Существует пять видов шаровых кранов. Они делятся:

Цельносварные

Цельносварные шаровые краны недорогие, надежные и не требуют сложного технического ухода. Они чаще всего используются в котельнях и тепловых сетях.

Разборные

Разборные краны стянуты специальными болтами. Внутри крана находятся уплотнители, за счет чего, создается полная герметичность. При необходимости его можно разобрать и отремонтировать. Эти краны дорогие по стоимости и чаще всего используются на промышленных объектах.

Полнопроходные

Полнопроходный шаровой кран состоит из затвора в виде стального шара с круглым отверстием в середине (для прохождения потока воды). Диаметр затворного отверстия зависит от внутреннего диаметра трубы.

С плавающим шаром

В этом виде крана регулирующий и запирающий затвор идет в виде шара. Если повернуть шар на 90 градусов, можно полностью перекрыть поток. Такие краны широко используются в системах городского газоснабжения и водоснабжения.

С фиксированным шаром

У этого вида крана затвор, тоже является сферическим. В отличии от крана описанного выше, у этого затвор жестко закреплен на оси вала и не перемещается в корпусе.

Открывая шаровой кран, можно забыть о потери воды. Как результат, трубы в запорном механизме не изнашиваются. Такие краны практически полностью заменили существующие краны в бытовой жизни. Установку или ремонт шарового крана можно делать самостоятельно, главное знать, как он работает и из чего состоит.

Так же существует три типа шаровых кранов в зависимости от пропускной особенности. Среди них: полнопроходный кран с пропускной способностью 90-100%, стандартный кран с пропуском 70-80% и неполнопроходный кран с пропуском 40-50% воды.

Они изготавливаются из нержавеющей стали, латуни и высокопрочного пластика. Материал латунь имеет хорошее сопротивление к перепадам температур, тем самым противодействует возникновения ржавчины. Материал пластик имеет меньшую прочность, поэтому он восприимчив к высоким температурам. Используя кран для горячей воды и отопительных систем, выбирайте устройство из латуни. Работа таких кранов не теряет герметичности на протяжении 50 или 60 циклов. Используя кран для газа или для холодной воды, лучше выбирать материал из пластика.

Редкий трубопровод обходится сегодня без шаровых кранов. Изобретены они были еще в середине прошлого века, но первые модели признания не получили из-за плохой герметичности. Новые уплотняющие материалы дали второй шанс конструкции с шарообразным затвором.

В последнее десятилетие продажа шаровых кранов переживает бум. Так же, как и патентование все новых и новых модификаций для разных условий. Изготовители подделок тоже оживились, так что купить добротный шаровой кран становится все сложнее.

Ошибки при выборе обходятся дорого. В лучшем случае изделие распадается в руках сразу при монтаже. Но иногда в погоне за сиюминутной экономией берут арматуру, не учитывая давление в системе, а потом расплачиваются за затопление жилья. Или ставят под угрозу жизнь и здоровье, не обращая внимание на специализацию крана для водо- и газопровода. Поэтому перед покупкой стоит получить представление о назначении и устройстве шаровых кранов, а также о рекомендациях по выбору. В этом вам поможет наша статья - обзор шаровых кранов.

Что такое шаровой кран

ГОСТ определяет шаровые краны как вид запорной и регулирующей арматуры. От других типов арматуры их отличает главная деталь - запирающий элемент в виде отшлифованного и отполированного шара. Шар этот не цельный, а с вырезом, через который и течет рабочая среда.

Частый вопрос: можно ли использовать шаровой кран вместо вентиля, то есть для плавного регулирования потока? В большинстве случаев ответ будет отрицательным. Просто потому, что запорные модификации кранов более распространены. Для такой арматуры допускаются два состояния: полностью открыто и полностью закрыто. Не совершайте распространенной ошибки, оставляя запорный кран в промежуточном состоянии. Иначе он быстро придет в негодность.

Если нужна плавная регулировка, то придется купить более дорогие модели с замысловатыми вырезами и специальными пластинами внутри шара. Они хорошо справляются с тонкой настройкой, балансировкой потока. Но в быту редко нужна сверхвысокая точность и широкий диапазон регулирования, поэтому для этих целей чаще покупают привычные вентили.

Области применения

Первые запатентованные шаровые краны использовались в топливной системе самолетов. Сейчас сложно найти сферы, где бы они не нашли применения.

Без такой арматуры не обходятся ни пневмогидросистемы ракет, ни подключения к трубам в санузле. Они стали необходимостью в системах отопления, водоснабжения и вентиляции общественных и жилых зданий. Их предпочитают вместо вентилей и задвижек при замене радиаторов подключении бойлеров, установке расходомеров. Внушительных габаритов конструкции с червячными передачами применяют в нефтяной, газовой и химической промышленности. Разработаны специальные инженерные решения для того, чтобы механизм не разрушался при транспортировке агрессивных сред, масел и пищевых жидкостей, канализации стоков.

Какие у шарового крана сильные стороны и ограничения

Популярность шаровых кранов обусловлена следующими преимуществами :

1. Небольшими размерами (у бытовых моделей), эстетичностью. Их можно монтировать любой стороной в ограниченном пространстве (рукоятка в форме бабочки предпочтительнее, если важна компактность арматуры).
2. Надежностью и герметичностью конструкции с минимумом деталей, где возможно появление протечки.
3. Минимальными гидравлическими потерями. В месте установки не образуется застой рабочей среды, завихрения; потери энергии за счет увеличения силы трения здесь значительно меньше (по сравнению с другими видами запорной и регулирующей арматуры).

К недостаткам шарового крана относят возможность гидравлических ударов при резких открываниях и закрываниях, температурные ограничения (уплотнители из полимеров могут разрушиться при температурах выше 100 0 С). Частая причина поломок кранов бытового назначения - грязная вода с твердыми частицами. Песок, окалина, солевые отложения приводят к протечкам. Избежать этого поможет периодическое открывание и закрывание устройства (раз в 1-2 месяца). Системы с некачественной водой рекомендуется оснастить фильтрами.

Большинство проблем вызваны не «слабостями» самого крана, а ошибками потребителей. Среди наиболее частых: покупка контрафактного устройства, несоблюдение правил эксплуатации и монтажа.

Особенности конструкции

Рис. 1. Проходной шаровой кран в разрезе.

Детали конструкции шаровых кранов варьируют в зависимости от сферы их применения. Например, на трубах с диаметром более 30 см ставятся модели с редукторами, а краны для высокоточной регулировки оснащаются измерительными приборами. Устройства с количеством патрубков больше 2-х, с T-образными или L-образными портами, позволяют смешивать и перенаправлять потоки. Но в быту чаще используют кран с двумя отводами (рис.1).

Рис. 2. Затворная пробка запорного шарового крана.

Рассмотрим принципиальное устройство такого шарового крана.

Главный элемент крана - хорошо отшлифованный шар : сферический затвор/затворная пробка с цилиндрическим сквозным отверстием.

Диаметр отверстия совпадает с диаметром трубы либо чуть меньше. В зависимости от этого параметра краны делятся на полнопроходные и неполнопроходные/редуцированные. Первые дороже (иногда почти вдвое) и используются, когда важно минимизировать гидравлические потери. У вторых пропускная способность ниже на 20-50% (в зависимости от модификации). Это замедляет ток среды, повышает риск эрозии, снижает долговечность. Зато они дешевле и компактнее, поэтому их чаще всего выбирают для домашнего использования.

У кранов с функцией регулирования форм шара и отверстия более сложная конструкция (рис 3).

Материал шара - сталь или латунь с антикоррозийным напылением (никель, хром).

Есть в продаже и модели из полипропилена для установки на пластиковые трубопроводы. Учитывайте, что они менее прочные, чем металлические, и не годятся для транспортировки горячих сред (выше 60 0 С).

В большинстве кранов ставятся фторопластовые уплотнительные элементы. Этот материал рассчитан на эксплуатацию в диапазоне температур от -10 0 С до +150 0 С. Для более сложных температурных условий чаще выбирают конструкции с жесткими уплотнениями из металла. Но они характеризуются меньшей герметичностью.

Шпиндель - деталь, которая передает усилие от рукоятки к шару. В современных моделях при сборке его устанавливают изнутри корпуса: это снижает риск выбивания при скачках давления.

Управлять положением затвора можно рукояткой (в форме рычага, бабочки или колеса), которая сверху удерживается самоблокирующейся гайкой.

Кстати, по цвету рукоятки можно быстро определить назначение крана (рис. 4). Если цвет желтый - это арматура для газопровода. Другими цветами обычно маркируют краны для систем отопления и водоснабжения.

Рис. 4. Цвета ручек шаровых кранов разного назначения.

Когда требуется дистанционное управление, выбираются варианты с пневмо- и электроприводами (рис. 5).

Рис. 5. Краны с приводами.

Корпус крана изготавливают из стали, латуни, чугуна или пластика. Для промышленного использования чаще заказывают модели в стальном корпусе, а для бытовых систем - латунные.

В зависимости от способа соединения с трубопроводной линией краны подразделяются на муфтовые, фланцевые и приварные (рис 6).

Рис. 6. Разновидности крана по типу соединения (муфтовый, фланцевый, сварной).

Муфтовое соединение характерно для систем с диаметром трубы до 45 мм. Если нужно поставить запорную арматуру на домашний радиатор, то разумным решением будет муфтовый кран с наружной или внутренней резьбой.

Фланцевые соединения выдерживают большие нагрузки. Такие краны ставятся на системы с трубой более 50 мм в диаметре.

Для крепления приварного крана потребуется сварочный аппарат. Это соединение считается самым прочным и применяется в промышленных трубопроводах с большим диаметром.

Какие шаровые краны выбрать

Основные критерии выбора шарового крана:

1. Диаметр/условный проход (Ду или DN). Эта характеристика указывается на корпусе изделия. Диаметр наиболее популярных в России кранов - от 15 до 50 мм.
2. Тип присоединения. Если оборудуется домашняя система, то обычно берут модели с муфтовым соединением. Для быстрого монтажа удобна модификация с накидной гайкой («американка»).
3. Максимальное рабочее давление (PN). Этот параметр тоже наносится на корпус. Для систем водоснабжения дома чаще покупают краны, рассчитанные на давление до 16 атмосфер (16PN). В системы отопления рекомендуют ставить краны «с запасом» по рабочему давлению (например, 40PN). Материал корпуса крана в системах с горячим теплоносителем (от 1000С) быстрее разрушается (особенно, если куплено недорогое латунное устройство без защитного покрытия).
4. Материал корпуса, толщина стенок. Для большинства систем непромышленного типа подойдут краны с латунным корпусом. Наиболее надежные делаются из горячепрессованной латуни CW617N. Определить материал (латунь или железо) поможет магнит: он не должен притягиваться. Бюджетное решение - недорогие шаровые краны из силумина, сплава алюминия с кремнием. Такие изделия легче латунных аналогов. Материал полюбился кустарным китайским производителям, поскольку не требует дорогостоящего оборудования для обработки. Несмотря на низкие цены на шаровые краны из силумина, приобретать их не рекомендуется из-за хрупкости материала. В недорогих изделиях экономят и на материале корпуса: стенки у них значительно тоньше.
5. Качество поверхности затвора и сборки. Разбирать кран прямо в магазине проблематично, но можно провести визуальный осмотр поверхности сферы. Она должна быть отполированной, без царапин. Уплотнительные детали должны быть тефлоновые, а не резиновые. Поворачивая ручку, убедитесь, что шар полностью перекрывает проход. Ручка должна сидеть плотно, без люфта.
6. Срок изготовления. Если кран лежал на складе более 5 лет, то велика вероятность, что уплотнительные элементы изменили свои характеристики. Поэтому смотрите не только на срок гарантии, но и на дату изготовления.
7. Торговая марка. В промышленности хорошо зарекомендовали себя краны российского производства (например, АДЛ, БАЗ). Продукция для отраслей нефте- и газодобычи, соответствующая ГОСТ и международным сертификатам, успешно конкурирует с западными марками. Более дорогие, но добротные краны выпускаются под германскими, испанскими и итальянскими брендами. Главное, чтобы под краном с маркировкой VALTEC, BUGATTI или DANFOSS не скрывалась подделка.

Покупать шаровой кран лучше не на рынке, а в специализированном магазине, предоставляющем гарантию качества.

Новости компаний

Шаровым универсальным приварным краном называют особое устройство, предназначенное для перекрытия трубопроводов с разной средой.

Это универсальное монтажное приспособление, что может использоваться в любых условиях, даже сложных. Высокая надёжность, прочность соединения позволяют применять шаровый кран в тех местах и зонах, где недопустимо протекание теплоносителя. Основными сферами использования таких устройств являются коммунально-бытовой сектор энергетики, промышленные сети. Их монтируют и в домашних системах, возле радиаторов или батарей.

Принцип устройства и работы

Шаровые краны бывают разных типов. Они отличаются по нескольким параметрам, таким как материал, из которого изготовлены, и диаметр. Однако конструкционное исполнение одинаковое ввиду особенностей модели устройства. В корпусе из металла на оси, перпендикулярной трубопроводу, закреплён специальный затвор в форме шара. Выполнена эта деталь из нержавеющей полированной стали. Важным конструкционным элементом в этом шаре является сквозное отверстие. Диаметр равен внутреннему сечению трубопровода. В некоторых моделях может быть немного меньше.

При открытии оси отверстий на шаре и труб совпадают, отчего обеспечивается беспрепятственное движение носителя по системе. При повороте затвора на 90 градусов ход перекрывается. Получается, что шар становится боком, глухой стороной. Отверстие на детали перемещается по оси в плоскость, перпендикулярную направлению потока теплоносителя. Движение среды дальше по системе становится невозможным. Надёжность блокирования хода теплоносителя обусловлена особой конструкцией. В корпусе предусмотрено наличие уплотнителя, в зоне между шаром и стенками имеются фторопластовые торцевые кольца. Они и обеспечивают хорошую прижимную силу при помощи тарельчатых пружин или стяжных болтов.

Особенности управления

Управление шаровым затвором осуществляется при помощи рычага или редуктора. В этом случае требуется участие обслуживающего персонала или пользователя, который должен при необходимости поворачивать рукоятку. Есть в продаже модели, работа которых возможна при подсоединении электрического или пневмопривода.

Рычагами ручного управления оснащаются краны, у которых номинальный диаметр отверстия в шаре < DN125. Если же приспособление характеризуется большим калибром, то применяют редукторный привод. Для управления такими устройствами требуются немалые физические усилия, которые человек не всегда способен обеспечить.

Важно, что электроприводы, которые используются в работе с шаровыми кранами больших диаметров, оборудуются специальными механизмами. Для них характерно высокое передаточное отношение, только в таком случае обеспечиваются значительные крутящие моменты. Стоит отметить, что подобная особенность существенно усложняет конструкцию самого привода, влияет на увеличение его стоимости. Краны с электроприводами обычно используются при 2-позиционном регулировании. Таким способом возможно дистанционное управление устройствами, что расположены на удалённых или труднодоступных участках отопительной системы или сети теплоснабжения. Кроме того, применение электроприводов позволяет автоматизировать управление шаровыми кранами больших диаметров.

Нюансы применения

О них стоит знать каждому, кто устанавливает запорную арматуру, в том числе и на домашние системы отопления. Чтобы они исправно выполняли свою функцию, нельзя бесконтрольно закрывать/открывать эти устройства. При частом движении шара наступает его абразивный износ. Он перестаёт обеспечивать надёжность блокирования хода теплоносителя в сети. Со временем кран начнёт протекать, отчего потребуется ремонт системы, замена этого устройства.

Стоит понимать, что кран – это запорная арматура. Она не предназначена для пропорционального регулирования потока среды на теплообменник или от него. Он также не годится для работы при неполном повороте запорного шара. Такой режим эксплуатации тоже провоцирует быстрый износ детали.

Нашли ошибку - выделите и нажмите Ctrl+Enter