И. Семенов, Сравнение разборной и цельносварной конструкции шарового крана

И. Семенов, технический специалист портала трубопроводной арматуры ARMTORG.RU

В последнее время все больше ажиотажа на рынке трубопроводной арматуры наблюдается среди двух самых распространенных видов шаровых кранов: разборный (рис. 1) и цельносварной (рис. 2). Давайте вместе разберемся в конструктивных отличиях данных конструкций, и каждый сделает свой выбор в пользу той или иной конструкции.

Первое, что будем рассматривать, - это используемые материалы.

В обеих конструкциях материалы, используемые для изготовления крана, идентичны, а именно: основные элементы (горловина, корпус, патрубки для цельносварной конструкции, фланцы) выполнены из стали 20 или 09Г2С (для климатического исполнения ХЛ), шток и шар в обоих случаях из нержавеющей стали. Уплотнения седел выполнены из фторопласта Ф4 или Ф4К20 в обеих конструкциях, и, в зависимости от производителя крана, седла из данных материалов устанавливаются как на цельносварные краны, так и на разборные. Здесь лишь стоит напомнить о лучших температурных показателях материала Ф4К20 против Ф4 (максимальная температура для Ф4 - 150 О С, для Ф4К20 - 200 О С). Также стоит отметить существующие отличия по конструкции горловины в обоих вариантах кранов. Так, существует конструкция, где основными уплотняющими элементами являются О-кольца из специальной резины, и конструкция, где в качестве уплотнителя выступают кольца из фторопласта, поджатые гайкой. Разница в конструкции уплотнения горловины существенная. Так, уплотнение горловины резиновыми кольцами является более надежным. При уплотнении горловины фторопластом возникает необходимость плановых ревизий данных кранов и подтяжки гайки горловины для обеспечения герметичности в процессе эксплуатации.

Особенно остро вопрос ревизии стоит при наличии температурных колебаний в трубопроводе, т.е. циклов нагрева охлаждения. Так, при высокой температуре фторопласт, прижатый гайкой (т.е. находящийся в напряженном состоянии) становится «текучим» и заполняет все возможные пространства в узле шток - горловина. При последующем же охлаждении фторопласт может дать усадку, и герметичность горловины нарушится. Но ввиду того, что данная конструкция обслуживаемая, герметичность можно восстановить, подтянув гайку.

Подытожив первую часть сравнения, можно сделать следующие выводы:

■ у разборного и цельносварного крана абсолютно идентичные материалы, используемые в производстве;

■ обе конструкции выполняют один и тот же функционал и имеют одинаковые положительные стороны относительно других типов трубопроводной арматуры. А именно, минимальное время открытия-закрытия поворотом ручки на 90 О, возможность монтажа в любом положении, имеют широкий диапазон DN и PN, возможность визуально определить положение запорного органа.

Но все же эти конструкции отличаются друг от друга. Давайте разберемся, чем. У разборного крана в конструкции присутствуют два несварных соединения (корпус-фланцы). Корпус стягивается шпильками к фланцам (через фторопластовую, либо паранитовую прокладку), в которых находятся фторопластовые седла. При этом увеличивается вес конструкции, а, следовательно, и металлоемкость как минимум на один фланец для фланцевого исполнения (рис. 1б), и на два фланца для приварного. Плюс вес и стоимость шпилек и гаек для стягивания корпуса. Собственно говоря, из этого отличия конструкции вытекают следующие: за счет стягивания фланцев, в которых находятся седла, к корпусу для достижения герметичности усилие поворота шара увеличивается. В цельносварной конструкции усилие прижатия седел к шару всегда стабильное. Отсутствие тарельчатой пружины приведет к нестабильной работе крана при отрицательных и высоких температурах. Уплотнение между корпусом и фланцем может выйти из строя при температурных колебаниях, но ввиду особенности конструкции это можно устранить, подтянув гайки на шпильках. Необходимо понимать, что это не восстановит полную работоспособность крана, но даст небольшой запас времени для установки нового, либо ремонта установленного. Понемногу мы подошли еще к одному принципиальному отличию конструкций - ремонтопригодность.

Так, цельносварная конструкция является неремонтопригодной, а разборная - наоборот (здесь мы не будем учитывать продлевание жизни умирающего крана с цельносварной конструкцией, с течью по горловине, которую можно устранить на короткое время за счет смены верхнего О-кольца из резины, ведь остальные два уплотнителя уже неработоспособны).

Что касается ремонта разборного крана, это палка о двух концах. Для ремонта крана необходимы в наличии следующие обязательные четыре вещи:

■ аналогичный кран (либо другой тип запорной трубопроводной арматуры) для установки его на трубопровод вместо вышедшего из строя на время проведения ремонта;

■ ремонтный комплект (в зависимости от сложности ремонта, это могут быть только уплотнения горловины и/или седла, либо с заменой еще и шара (но это очень редкий случай));

■ грамотный персонал, способный не только разобрать конструкцию и поменять изношенные детали, но и собрать кран обратно, да так, чтоб он еще и соответствовал всем заявленным параметрам завода-изготовителя;

■ специфический для эксплуатационников инструмент для сборки крана (динамометрический ключ и приспособление для соосности и параллельности фланцев). Только на первый взгляд кажется, что просто собрать кран. Нужно сохранить не только равномерное усилие затягивания всех шпилек, а их в зависимости от диаметра разное количествово (так, на Ду50 ставится от 4 шпилек, и чем больше диаметр - тем больше шпилек), но и обеспечить параллельность фланцев. Параллельность фланцев и равномерное усилие прижатия - факторы, обеспечивающие герметичность крана.

Следовательно, ремонт крана в полевых условиях, «на коленке», выглядит не совсем реально. К тому же зачастую ремонтники сталкиваются с проблемой наличия запасных частей не только на своих складах, но и на складах поставщиков.

Насколько целесообразно ремонтировать кран - личное дело каждого эксплуатационника. Хотелось бы отметить одно: ремонтировать кран экономически оправданно, если он сделан из нержавеющей стали. Ведь стоимость нового крана очень высока даже в цельносварной конструкции, что не скажешь о кранах из стали 20 и 09Г2С.

Назначение: краны цельносварные фланцевые 11с67п 2ЦФ (11с67п 2ЦП — под приварку) предназначены для установки на трубопровод в качестве запорного устройства.
Рабочая среда: вода, пар, газ, нефть, масла, нефтепродукты, другие среды нейтральные к материалам деталей крана.
Температура рабочей среды: от минус 40ºС до 180ºС.
Номинальное давление: 1,6 (16); 2,5 (25); и 4,0 (40) МПа (кгс/см²).
Присоединение к трубопроводу: фланцевое, под приварку.
Материал основных деталей:
Корпус, втулка нажимная, рукоятка — сталь 20.
Шар — нержавеющая сталь 12Х18Н10Т.
Шпиндель — сталь 20Х13.
Седло — фторопласт Ф4Г3К6.
Уплотнение шпинделя — фторопласт Ф4.
Кольцо уплотнительное — резина ИРП1287.
Пружина тарельчатая — сталь 60С2А.
Гайка — сталь 35. Шайба — сталь 3.
Герметичность затвора: класс А по ГОСТ 9544-2005.
Производитель: ООО «Луганский завод трубопроводной арматуры «МАРШАЛ», Украина.

Краны цельносварные 11с67п 2Ц устанавливаются на трубопроводе в любом положении, независимо от направления потока среды. Управление краном производится вручную поворотом рычага на 90º до упора или с помощью редуктора вращением маховика. Положение рычага является указателем открытия-закрытия крана. В открытом положении рычаг расположен вдоль оси трубопровода. При наличии редуктора положение запорного шара контролируется по указателю. Краны шаровые цельносварные в процессе эксплуатации должны быть полностью открыты или закрыты. Запрещается использовать кран шаровой как регулирующую арматуру. Во время монтажа на трубопровод кран должен быть в полностью открытом положении. Краны 11с67п 2Ц не требуют специального обслуживания. Рекомендуется раз в месяц несколько раз открыть и закрыть кран для предотвращения образования отложений на поверхности шара.

Основные габаритно-массовые характеристики кранов цельносварных шаровых фланцевых 11с67п 2ЦФ (11с67п 2ЦП — под приварку):

Краны цельносварные торговой марки «МАРШАЛ» имеют следующие виды конструктивных исполнений: кран шаровой цельносварной фланцевый, кран шаровой цельносварной под приварку. Краны выполнены стандартнопроходными, т. е. имеют в корпусе неполный проход. Цельносварные шаровые краны производятся на давление Ру 1,6 (16); 2,5 (25); и 4,0 (40) МПа (кгс/см²) с диаметрами Ду от 15 до 200 мм, имеют ручное управление в виде ручки (рычага). По желанию заказчика краны оборудуются редуктором или присоединением под электропривод, а также произведены из других марок сталей (09Г2С, 12Х18Н10Т), в том числе на соответствие ГОСТ.

Краны цельносварные относятся к типу ограниченно ремонтнопригодных, однако позволяют осуществить замену уплотнения штока без демонтажа крана с трубопровода. Несомненными преимуществами цельносварных кранов является их малая металлоемкость при сохранении высокого качества и надежности изделия, что значительно уменьшает себестоимость установки запорных устройств в трубопроводных системах. Поэтому краны цельносварные торговой марки «МАРШАЛ» находят все большее применение на предприятиях жилищно-коммунальной сферы, теплоэнергетики, газовой, химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.

«Фитинг-техкомплект» ООО принимает заказы на изготовление и поставку любых кранов из производственной линейки «Луганского завода трубопроводной арматуры «МАРШАЛ».
Дилерские соглашения и прямые поставки от изготовителя позволяют нашей организации удерживать конкурентные, на уровне заводских, цены на продукцию ТМ «МАРШАЛ».

Предприятие-изготовитель гарантирует соответствие кранов цельносварных требованиям технических условий «ТУ У 04671406 — 003 — 1999 Кран шаровой 11с67п».
Гарантийный срок эксплуатации кранов фланцевых — 18 месяцев со дня ввода в эксплуатацию, но не более 30 месяцев со дня отгрузки заводом-изготовителем.
Количество рабочих циклов — не менее 10 000.
Полный срок службы — не менее 10 лет.

11с67пЦП цельносварной

Краны шаровые под приварку 11с67пЦП предназна-
чены для установки в качестве запорного ус-
тройства, перекрывающего потоки жидких и
газообразных рабочих сред на трубопроводах
в системах водо- и газоснабжения, предпри-
ятиях теплоэнергетики, в химической, нефте-
перерабатывающей, газовой и других отрас-
лях промышленности. Кран из нержавеющей
стали может применяться в пищевой про-
мышленности. Фирма располагает обширной
информационной базой данных о коррозион-
ных последствиях рабочих сред на разные
материалы и может предложить заказчику тип
крана, соответствующий всем заданным пара-
метрам.

Технические характеристики 11с67пЦП полный проход цельносварной под приварку:

Рабочее давление, не более……………..1,6 МПа; 2,5 МПа; 4,0 МПа;
Температура рабочей среды…………….от – 30°C до +180°C
Рабочая среда…………………………..11c67п - вода, газ, нефтепродукты и другие нетоксичные и
неагрессивные среды, нейтральные к материалам деталей крана
Класс герметичности………………………..А ГОСТ9544
Климатическое исполнение……………..УХЛ1 ГОСТ15150
Температура окружающей среды…….не ниже – 30°С
Количество рабочих циклов…………….не менее 5000
Полный срок службы……………………….не менее 30 лет
Присоединение к трубопроводу………под приварку
Способ управления …………………………рычаг
Краны изготовлены в соответствии с ГОСТ28343 (ИСО7121)
Строительные длины……………………….ГОСТ28908, ГОСТ3706 (ИСО5752)
Концы под приварку в соответствии с ГОСТ 16037

Конструкция крана 11с67пЦП цельносварной полный проход под приварку:

Конструкция 11с67пЦП под приварку

Кран шаровой цельносварной. Полный
проход. Исполнение под приварку. Корпус
неразборный. Все части корпуса соединены
сваркой. Кран не требует технического обслу-
живания и ремонта. Варианты исполнений:
11с67п — из углеродистой стали.
Свободно плавающий шар уплотняется фто-
ропластовыми седлами. Седла прижимаются
к шару тарельчатыми пружинами. Шпиндель,
с защитой от выталкивания, уплотняется фто-
ропластовыми кольцами, зажатыми втулкой.
Управление краном производится вручную по-
воротом рычага на 90°до упоров. Ось рычага
параллельна оси отверстия в шаре и ее поло-
жение является указателем открытия-закры-
тия крана. В открытом положении крана рычаг
расположен параллельно оси трубопровода.
Положение крана при монтаже на трубопрово-
де — произвольное, с потоком рабочей среды в
любом направлении.

Материалы основных деталей крана 11с67пЦП полный проход под приварку.

1 Корпус

Сталь20
2 Шар 12Х18Н10Т
3 Концы под приварку Сталь20
4 Шпиндель 20Х13
5 Втулка нажимная Сталь20
6 Седло Фторопласт 4
7 Кольцо опорное Ст3
8 Пружина тарельчатая 60С2А
9 Уплотнение шпинделя Фторопласт 4
10 Кольцо уплотнительное Резина ИРП1287
11 Прокладка Фторопласт 4
13 Гайка Сталь35
14 Шайба Ст3

Основные размеры и масса крана 11с67пЦП цельносварного полный проход: