Типы шаровых кранов: полнопроходные и неполнопроходные, с плавающим и фиксированным шаром, с мягким и жестким уплотнением.
1. Полнопроходные и неполнопроходные шаровые краны
По размеру проходного сечения шаровые краны делятся на:
· Полнопроходные шаровые краны
· Неполнопроходные (суженные) шаровые краны
1) Полнопроходной шаровой кран
Диаметр отверстия в шаре полнопроходного крана близок к внутреннему диаметру трубопровода. В полностью открытом положении рабочая среда проходит через кран с минимальным сопротивлением.
Особенности:
· Низкое гидравлическое сопротивление
· Незначительные потери давления
· Высокая пропускная способность
· Подходят для трубопроводов, требующих очистки с помощью поршней (скребков)
· Подходят для условий, где критически важен низкий перепад давления
Типичные области применения:
· Нефте- и газопроводы
· Магистральные трубопроводы
· Условия эксплуатации, требующие минимального перепада давления
· Трубопроводы, по которым должны проходить очистные поршни
2) Шаровой кран с зауженным проходом
Диаметр проходного отверстия шара в кране с зауженным проходом меньше внутреннего диаметра трубопровода, в результате чего сечение проточной части клапана уменьшено.
Особенности:
· Компактная конструкция
· Небольшой вес
· Более низкая стоимость
· Более высокое гидравлическое сопротивление по сравнению с полнопроходными моделями
· Ограниченная пропускная способность
Типичные области применения:
· Стандартные операции перекрытия потока
· Трубопроводы малого диаметра
· Системы, не предъявляющие жестких требований к перепаду давления
3) Как сделать выбор?
Если технологический процесс требует:
· Низкого перепада давления
· Высокой пропускной способности
· Возможности очистки трубопровода скребком (пропуска очистного устройства)
· Высокой интенсивности потока
Стоит рассмотреть полнопроходные шаровые краны. Если же требуется лишь обычное перекрытие потока и жестких требований к перепаду давления нет, можно выбрать шаровой кран с зауженным проходом.
Однако при выборе нельзя ориентироваться только на условный проход (DN); необходимо также учитывать:
· Фактический диаметр проходного отверстия крана
· Коэффициент пропускной способности (Cv/Kv)
· Характеристики потока рабочей среды
· Допустимый перепад давления
· Требования технологического процесса
2. Шаровые краны с плавающим шаром и с шаром в опорах
По способу фиксации шара шаровые краны делятся на:
· Краны с плавающим шаром
· Краны с шаром в опорах (фиксированным шаром)
1) Кран с плавающим шаром
Шар в кране этого типа не зафиксирован жестко верхним и нижним штоками; под воздействием давления рабочей среды он может незначительно смещаться.
При закрытии давление среды прижимает шар к седлу со стороны выхода, обеспечивая тем самым герметичность.
Краны с плавающим шаром обычно применяются при:
· Малых диаметрах
· Среднем и низком давлении
· Стандартных условиях перекрытия потока
Преимущества:
· Простая конструкция
· Хорошая герметичность
· Более низкая стоимость
· Простота в обслуживании
Недостатки:
· При высоком давлении и большом диаметре требуется значительный крутящий момент для управления.
· Седло клапана испытывает повышенную нагрузку.
· Не подходят для всех условий эксплуатации, связанных с высоким давлением и большими диаметрами.
2) Шаровой кран с шаром в опорах (фиксированным шаром)
Шар такого крана опирается на верхний и нижний штоки. Положение шара зафиксировано, и он не смещается под воздействием потока, в отличие от «плавающего» шара.
Герметичность обеспечивается за счет прижатия седла к шару под действием пружины или давления рабочей среды.
Шаровые краны с фиксированным шаром обычно применяются в следующих случаях:
· Высокое давление
· Большой диаметр
· Магистральные трубопроводы
· Ответственные участки, требующие надежного перекрытия потока
Преимущества:
· Небольшой крутящий момент при управлении
· Пригодность для трубопроводов большого диаметра
· Пригодность для условий высокого давления
· Наличие опоры и высокая стабильность положения шара
Недостатки:
· Сложная конструкция
· Высокая стоимость
· Высокие требования к техническому обслуживанию
3. Шаровые краны с мягким и жестким уплотнением
Шаровые краны можно разделить на следующие категории в зависимости от материала уплотнения:
· Шаровые краны с мягким уплотнением
· Шаровые краны с жестким уплотнением
1) Шаровые краны с мягким уплотнением
В шаровых кранах с мягким уплотнением обычно используются неметаллические седла.
Распространенные материалы:
· ПТФЭ
· Армированный ПТФЭ
· ППЛ
· Нейлон
· Резиновые материалы
Преимущества:
· Хорошая герметизация
· Легкость достижения строгой изоляции
· Малый момент срабатывания
· Подходит для чистых сред
Недостатки:
· Неустойчивость к высоким температурам
· Неустойчивость к сильной эрозии
· Непригодность для сред, содержащих твердые частицы
· Склонность седла клапана к старению или деформации
Типичные области применения:
· Вода
· Воздух
· Азот
· Нефтепродукты
· Чистые жидкости
· Коррозионно-активные среды (низкие температуры и давление)
2) Шаровой кран с жестким уплотнением
В шаровых кранах с жестким уплотнением используется металлическое уплотнение. Поверхности шара и седла, как правило, упрочняются.
Примеры методов упрочнения:
· Напыление твердого сплава
· Наплавка твердого сплава
· Уплотнение по принципу «металл-металл»
Преимущества:
· Термостойкость
· Устойчивость к высокому давлению
· Стойкость к эрозии
· Износостойкость
· Пригодность для тяжелых условий эксплуатации
Недостатки:
· Трудности с обеспечением нулевой утечки (по сравнению с мягким уплотнением)
· Высокие требования к точности обработки
· Более высокая стоимость
· Высокий крутящий момент при управлении
Типичные области применения:
· Пар
· Высокотемпературные нефтепродукты
· Среды, содержащие твердые частицы
· Среды под высоким давлением
· Условия сильной эрозии
