Виды шаровых кранов

Шаровой кран — это механическое изделие, применяемое для управления потоками сред. Он обрел свое наименование благодаря шарообразному элементу внутри корпуса, который вращается для открытия или закрытия канала. Механизмы широко применяются в различных отраслях, включая химическую промышленность, нефтегазовую отрасль, водоснабжение и так далее.

Сегодня рассмотрим различные виды шаровых кранов и их ключевые особенности.

Содержание:

1. Конструкционные характеристики
2. Разновидности
3. Материалы
4. Плюсы и минусы
5. Где используют
6. Подводя итог

Конструкционные характеристики

Первые пробные варианты таких устройств были разработаны более столетия назад. Однако модели, пригодные для промышленного выпуска, были созданы сравнительно поздно. Это объяснимо тем, что продолжительное время не было подходящих материалов, обеспечивающих плотное соединение с элементом круглой формы, который является базой конфигурации. По этой причине не удавалось целиком заблокировать поток.

Только открытие фторопластов и искусственного каучука поменяло сложившуюся ситуацию. С использованием этих материалов получилось добиться действительно герметичного прилегания и снизить затраты ресурсов, требуемых для управления клапаном.

Вот основные компоненты и устройство изделия:

1. Шар: сферическое тело, которое вращается внутри корпуса. Шар имеет полость внутри, которая может быть выровнена с потоком для разрешения его прохождения или закрыта для его блокировки.
2. Корпус: представляет собой металлическую или пластиковую оболочку, которая содержит шар. Корпус имеет два или более отверстия для подключения трубопроводов.
3. Шток: соединяется с шаром и служит для его вращения внутри корпуса. Внешний конец штока может быть соединен с рукояткой или механизмом управления, который позволяет оператору открывать и закрывать кран.
4. Уплотнительные кольца: располагаются между шаром и корпусом для предотвращения утечек жидкости или газа. Они обеспечивают герметичное соединение при закрытом положении.
5. Рукоятка или привод: служит для поворота шара и управления потоком. Это может быть механической рукояткой, электрическим или пневматическим приводом, в зависимости от типа изделия.

Принцип работы очень прост — когда рукоятка поворачивается, шар внутри корпуса также поворачивается. Если отверстие в шаре совпадает с трубопроводом — поток проходит, а если не совпадает — поток блокируется. Это обеспечивает быстрое перекрытие и хорошее уплотнение при закрытом положении.

Шаровые изделия славятся наиболее продолжительным сроком службы, по сравнению со всеми существующими запорными арматурами и не подвержены протечкам. Тем не менее их следует применять исключительно для открытия и закрытия, так как они не предназначаются для регулирования потоков. Такое использование способно повредить как кольца, так и сам шар, и в конечном итоге вызвать поломку.

В бытовых сантехнических или кухонных помещениях обычно эксплуатируются устройства с рычажными механизмами. В промышленности используют электро- и сервоприводы. Можно поставить оборудование, которое позволяет удаленно управлять потоками сред, и соединить его с разнообразными датчиками.

Разновидности

Краны различаются между собой, в зависимости от характера проходного отверстия они бывают:

• Неполнопроходными — отверстие на внутреннем элементе значительно уменьшено по сравнению с проходным сечением трубы, что обеспечивает пропускную способность трубопровода на уровне 40-70% (устанавливают такие изделия там, где необходимо ограничить давление транспортируемой среды);
• Стандартнопроходными — вырез на шаре меньше на один стандартный размер, чем внутренний диаметр трубопровода, пропускная способность изделий составляет от 70 до 90% (это практически не сказывается на мощности напора);
• Полнопроходными — вырез на сферическом элементе совпадает с внутренним диаметром трубопровода, такие изделия обеспечивают пропускную способность на уровне 91-99%.

Если рассматривать способ присоединения к трубе как основу для классификации, то устройства делят на:

• Муфтовые — двухсоставные, оснащенные резьбой на внутренней или внешней поверхности;
• Фланцевые — прикрепляемые к трубопроводу фланцами при помощи болтов, имеют моноблочную или трехсоставную конструкцию;
• Сварные — крепятся путем сваривания элементов с трубой, являются трехсоставными, что удобно для обслуживания (среднюю часть можно извлечь для прочистки и промывки);
• Комбинированные — изготавливаются, как правило, на заказ для конкретных типов трубопроводов, в них используются совмещенные варианты креплений (резьба и сварка, фланец и сварка и т. д.).

Материалы

Самыми популярными материалами для корпусной части арматуры считаются медь, нержавейка и поливинилхлорид:

1. Медные считаются более актуальными, поскольку имеют прекрасные механические характеристики. Их эксплуатируют для транспортировки очищенной воды, газов, масел и воздуха. Однако растворы хлоридов способны вызывать их декомпозицию.
2. Краны шаровые из нержавеющей стали подходят для агрессивных веществ. Часто их монтируют в системах с высоким температурным режимом и опасными реагентами.
3. Доступные по цене ПВХ-краны применяют в повседневном водоснабжении. ПВХ обладает устойчивостью к солевым растворам, кислоте, щелочи и растворителям, но не подходит для температур свыше 60C и не обладает устойчивостью к ароматическим и хлорированным углеводородам.

Помимо этого, на рынке можно найти позиции, выполненные из другого сырья.

Арматура из углеродистой стали считается прочной, долго служащей и доступной. Ее изготавливают из стали марок 20 и 09Г2С, которые сохраняют высокие эксплуатационные свойства при повышенном давлении и широких температурных перепадах. Ключевой минус такого композита — склонность к коррозиям, поэтому каждое изделие дополнительно хромируется или покрывается никелем.

Бронза по характеристикам эксплуатации напоминает медь. Такая арматура подходит для сетей, по которым течет среда с температурой до 150C. Однако подобные модели не рекомендуется устанавливать в трубопроводах, содержащих агрессивные жидкости.

Титановые механизмы легкие и высокопрочные, но они не применяются в бытовых коммуникациях из-за высокой стоимости, которая существенно превосходит стоимость аналогичных изделий из альтернативного сырья.

Полимерные наилучшим образом подходят для эксплуатации в сетях, также выполненных в пластике. Преимущества таких моделей включают в себя химическую инертность и антикоррозийность, однако по надежности они уступают металлам. Их часто используют в бытовых отопительных приложениях.

Керамику стали применять недавно. Преимущества материала включают в себя долгий срок службы, антикоррозийность, химическую инертность, высокопрочность и износостойкость. Однако его недостатками являются повышенная стоимость и неспособность выдерживать физическое воздействие, включая удары и падения.

Чугун редко используется для производства, хотя арматура из чугуна является долговечной и надежной, хорошо выполняет свой функционал. Однако она тяжела и дорога, поэтому используют ее в основном в промышленных трубопроводных системах.

Силумин — это сплав алюминия и кремния. Он легкий, антикоррозийный, но основным преимуществом является низкая стоимость. Однако силуминовые изделия хрупки и быстро повреждаются даже при слабых механических воздействиях, часто стирается резьбовое соединение.

Плюсы и минусы

Популярность шаровой арматуры объясняется следующими преимуществами:

• Компактный размер и эстетичный дизайн — их можно монтировать в ограниченных пространствах;
• Надежность и герметичность конструкции с минимальным количеством деталей;
• Минимальные потери в гидравлической системе. В месте установки не возникают застои рабочей среды и завихрения, а потери энергоресурсов за счет трения здесь значительно меньше (в сравнении с иными видами запорной и регулирующей арматуры).

К недостаткам относят возможность гидравлических ударов при резком открытии и закрытии, а также ограничения по температуре (полимерные уплотнители способны повредиться при температурах выше 100C).

Частой причиной поломок бытовых кранов является использование грязной воды с наличием твердых частиц, таких как песок, окалина и солевые отложения, что может привести к утечкам. Периодическое открывание и закрывание устройства (раз в 1-2 месяца) может предотвратить эти неприятности. Для систем с некачественной водой рекомендуется установка фильтров.

Большинство проблем вызваны не «слабостями» самого крана, а ошибками потребителей. Среди наиболее распространенных ошибок можно выделить покупку поддельных устройств и ненадлежащее соблюдение правил эксплуатации и монтажа.

Где используют

Шаровый кран широко используется в различных отраслях и приложениях благодаря своей простоте, надежности и эффективности. Вот некоторые области, где механизм наиболее распространен:

• Водоснабжение и канализация;
• Нефтегазовая промышленность;
• Химическая промышленность;
• Пищевая промышленность;
• Медицинское оборудование;
• Автомобильная промышленность;
• Энергетика;
• Оборудование для водных видов спорта.

Подводя итог

Шаровые краны популярны благодаря своей простоте в эксплуатации и установке, а также способности обеспечивать быстрое открытие и закрытие потока. Они доступны в различных размерах, материалах и конфигурациях, что делает их универсальным выбором для множества приложений.
Надеемся, что данный текст оказался полезен. Также рекомендуем ознакомиться со статьей: “Обратные клапаны для воды для чего нужны?” на странице нашего блога.