Краны задвижки вентили. Шаровой кран или задвижка стальная, вопрос выбора
За последние десять лет, согласно современному подходу к арматуре на коммунальных сетях, все чаще заменяют чугунные и стальные задвижки шаровыми кранами. Данный момент радовал как российских производителей современной арматуры, так и потребителей.
Несомненно шаровой кран отличается преимуществами перед задвижками:
- шаровой кран имеет более высокие эксплуатационные характеристики, надежность и качество;
- у шарового крана абсолютная герметичность затвора, отсюда отсутствие утечек и, следовательно, экономия воды;
- из-за воды невысокого качества задвижки очень быстро выходят из строя, что приводит к необходимости замены задвижки на новую;
- шаровой кран более долговечен.
Любой ли шаровой кран?
Несмотря на все преимущества современной арматуры, очень важен фактор - насколько в полевых условиях взаимозаменяемы устаревшие чугунные задвижки и шаровой кран. Чтобы не создать трудность в дальнейшей эксплуатации трубопровода, насколько быстро и эффективно возможно заменить арматуру? Поэтому важно понимать какие именно шаровые краны лучше задвижек, то есть какие свойства должна иметь арматура, чтобы заменить старые задвижки на действующих трубопроводах? Рассмотрим данные свойства: 1. Размер (строительная длина шарового крана)Когда ремонтируется трубопровод, где установлены стальные или чугунные задвижки, важную роль играет строительная длина шарового крана. Если правильно выбрать шаровой кран, то можно избавиться от дополнительных монтажных работ, которые не всегда удобны или не осуществимы из-за особенностей технологии и условий безопасности. Здесь можно ожидать несколько сюрпризов. Применяемые в России стандарты строительных длин для задвижек и шаровых кранов – различаются, также различаются строительные длины шаровых кранов различных отечественных и зарубежных производителей. Но оптимальный выбор все-таки существует – некоторые российские производители учитывают «национальные особенности» коммунальных трубопроводов и производят шаровые краны, руководствуясь стандартами строительных длин для задвижек. Такие краны полностью соответствуют заменяемой задвижке. В случае, если Вы занимаетесь монтажом нового трубопровода, выбор строительной длины крана может быть более независимым. Но Вам не помешает уверенность, что, строительная длина использованной арматуры не является эксклюзивной и при необходимости замены через несколько лет Вам не придется искать одного единственного производителя шарового крана с уникальной строительной длиной. При использовании шарового крана, очень часто из-за особенностей конструкции строительная длина оказывается тесно зависимой от другого важного параметра арматуры – условного прохода.
2. Полный и неполный проходВыбор полного или неполного прохода шарового крана зависит от условия работы конструкции в трубопроводной системе и ее допустимого гидравлического сопротивления.
Можно выделить два наиболее характерных случая: когда конструкция устанавливается на магистральной линии с большим расходом среды, необходимо иметь арматуру с малым гидравлическим сопротивлением во избежание больших энергетических затрат на транспортировку среды, особенно жидкой, но в тупиковых позициях вполне допустимо применять арматуру, имеющую повышенный коэффициент гидравлического сопротивления.
Энергетические затраты на компенсацию перепада давлений, создаваемого гидравлическим сопротивлением, пропорциональны кубу скорости, квадрату диаметра прохода, коэффициенту гидравлического сопротивления и плотности среды. Отсюда следует, что наибольшее энергетические потери будут создаваться в трубопроводах, в которых жидкости перемещаются с большой скоростью. В этих условиях необходимо использовать краны, имеющие малые значения коэффициента гидравлического сопротивления. Ориентировочные значения коэффициента для различных типов кранов: полнопроходные - 0,1-0,4; неполнопроходные - 0,4-1,6.
Какого производителя выбрать?
Подавляющее большинство шаровых кранов известных зарубежных брендов производятся по стандартам, несколько отличающимся от арматурных стандартов, применявшихся ранее в России и странах СНГ. И именно строительная длина крана является первым и самым очевидным отличием – шаровые краны зарубежного производства со строительной длиной «под задвижку» могут быть изготовлены производителем только под заказ. Разумеется, стоимость и срок такого заказа неизбежно увеличивается.
Следующее значительно отличающаяся характеристика импортной арматуры – эффективный проход крана. Большинство шаровых кранов зарубежного производства имеют редуцированный (стандартный) по отношению к присоединительному диаметру диаметр эффективного прохода.
При таких условиях лишь незначительное число шаровых кранов зарубежных производителей могут быть признаны аналогами наиболее популярным в коммунальном хозяйстве задвижками. Один из таких зарубежных производителей является компания Temper , датская компания, которая имеет свое производство в России в городе Кургане. Шаровые краны Temper полностью адаптированы под российские стандарты трубопроводной арматуры, а в связи с местным производством, то и цена на данные краны существенно ниже, чем на краны импортного производства.
Подобрать шаровые краны, оформить заказ Вы можете в нашем интернет-магазине или обратиться менеджеру компании ТСК, позвонив по телефону или оставить заявку на сайте.
Несмотря на достаточно очевидные преимущества, которыми обладают , на отдельных предприятиях до сих пор отдают предпочтение клиновым задвижкам. По мнению некоторых инженеров на предприятиях, исполненная из стали задвижка якобы является более надежной, нежели шаровой кран. Кроме того, ее использование позволяет осуществлять регулирование потока рабочего материала.
Однако инженеры ведущих компаний, производящих трубопроводную арматуру, весьма категорично заявляют: в отличие от шаровых кранов, никоим образом не предназначены для ТОО, чтобы регулировать поток рабочей среды.
Особенности клиновых задвижек
Как показывает практика, если задвижки использовать в качестве регулирующей арматуры, они через довольно короткий период времени выходят из строя. И перестают выполнять даже свою основную функцию – не удерживают поток рабочей среды в закрытом состоянии. При этом стоит отметить, что речь идет именно о задвижках, исполненных из стали, так как в данном контексте чугуне можно даже не рассматривать. Это объясняется тем, что чугунная является очень требовательной к условиям эксплуатации. Так, к примеру, задвижки из чугуна могут использоваться в диапазоне температур от минус 20 до +350 градусов Цельсия (э это устройства из лучших марок чугуна). Также имеют место ограничения касательно типа перекачиваемой среды – в отдельных типах газопроводов чугунную трубопроводную арматуру практически нереально использовать безопасно. Также есть ограничения и по другим параметрам – проходного отверстия, и так далее.
Продолжая вести речь о задвижках, стоит отметить следующее. Несмотря на то, что до сих пор задвижки являются наиболее популярным типом трубопроводной арматуры на трубопроводных системах различных видов, тем не менее, в последнее время наблюдается то, что во многих системах начинают заменять задвижки на шаровые краны. Это объяснить совсем несложно: помимо того, что использование задвижек предусматривает постоянный контроль их технического состояния (к примеру, чистка сальниковых уплотнений), такие задвижки не лучшим образом показывают себя в случаях, когда возникают внештатные ситуации, во время которых поток рабочей среды необходимо перекрыть максимально быстро. Помимо этого, конструкция задвижки не в состоянии обеспечить хорошую герметичность, причем данное утверждение касается практически всех элементов устройства – как корпуса, так и затвора. Далее нелишним будет отметить то, что клиновые задвижки имеют не только солидные габариты, но и соответствующий вес, а кроме того – часто подвержены поломкам, вследствие чего регулярно возникают различные аварийные ситуации.
Особенности шаровых кранов
В сравнении с клиновыми задвижками, шаровые краны являются более новым типом запорной трубопроводной арматуры, несмотря на то, что возраст конструкции шарового крана насчитывает уже столетие. Уже из самого названия можно понять, что в данном виде кранов запорный элемент имеет форму шара. Практически шаровые краны показали себя с более выгодной, чем задвижки, стороны.
Во-первых, в зависимости от исполнения, шаровые краны могут успешно эксплуатироваться практически с любыми средами: это и пар, и вода, и нефтепродукты, и газ, и многое другое. Шаровые краны являются более прочными, чем задвижки, благодаря чему диапазон их эксплуатации существенно шире. Во-вторых, в отличие от задвижек, шаровые краны без вреда для оборудования могут успешно использоваться не только в качестве запорной, но и в качестве регулирующей трубопроводной арматуры.
Также стоит отметить, что современные шаровые краны обладают намного большей герметичностью, чем клиновые задвижки. Это объясняется тем, что производители смогли решить проблему, которая была настоящим бичом шаровых кранов прошлого, а именно малую герметичность, путем использования современных материалов. В современных шаровых кранах седло изготавливают не из металла, как когда-то, а из полимерных композиций. Помимо этого, данное решение позволило попутно существенно облегчить управление краном, благодаря чему теперь для того, чтобы изменить положение запорного элемента, не нужно прилагать значительных усилий.
Еще одна особенность, присущая шаровым кранам, заключается в том, что они имеют компактную конструкцию, чем аналогично отличаются от клиновых задвижек. Это особенно актуально для систем жилищно-коммунального хозяйства, однако даже в трубопроводах крупного размера по своим габаритам шаровые краны выигрывают у клиновых задвижек.
Относительно управления данным видом трубопроводной арматуры, то оно может осуществляться при помощи , . Особо стоит отметить то, как осуществляется управление шаровыми кранами в газопроводах, где управление пневмоприводом крана осуществляется самой средой.
Осталось добавить, что на сегодняшний день производители выпускают шаровые краны, исполненные из латуни, чугуна, сталей и прочих материалов. Однако шаровые краны из латуни нельзя эксплуатировать в системах, в которых температура рабочей среды больше 100 градусов по Цельсию. Также они не особо хорошо показывают себя и при минусовых температурах. Помимо этого, шаровые краны из латуни обычно исполняются с не очень большим диаметром, не больше 80 миллиметров. А вот шаровой кран из стали сможет справиться с температурой даже в +200 градусов. Также он будет себя отлично чувствовать и при минус 50 градусах Цельсия, благодаря чему данная запорная арматура является просто незаменимой в системах перекачивания сред, расположенных на Севере. Еще один плюс стальной арматуры состоит в том, что диаметр проходного отверстия также существенно увеличен – до 300 миллиметров в стандартных исполнениях, и вплоть до 500 по спецзаказам.
Резюме: преимущества шаровых кран перед клиновыми задвижками
Резюмируя все сказанное выше, можно выделить 10 основных преимуществ, которыми обладают шаровые краны перед клиновыми задвижками:
- Клиновые задвижки в основном изготавливаются с диаметром максимум 80 миллиметров, тогда как шаровые краны могут быть исполнены практически для любого диаметра;
- Шаровые краны способны выдержать существенно больший уровень давления;
- У шаровых кранов температурный диапазон эксплуатации существенно больше, чем у клиновых задвижек;
- У шаровых кранов практически нет такой неприятной особенности, как заклинивание, а кроме того – ими существенно легче управлять. Задвижки же заклинивают довольно часто, особенно после того, как длительное время находятся в открытом либо закрытом положении;
- Шаровые краны отличаются тем, что имеют более высокую герметичность;
- Шаровые краны являются универсальными, так как могут эксплуатироваться практически с любой рабочей средой, тогда как клиновые задвижки в большинстве случаев используются только на воду;
- Шаровые краны в сравнении с клиновыми задвижками имеют более компактные размеры и меньший вес;
- Шаровые краны служат намного дольше, существенно реже выходят из строя и более надежны, чем клиновые задвижки;
- Клиновые задвижки нуждаются в регулярном осмотре и обслуживании, тогда как шаровые краны не нуждаются в постоянном контроле состояния и работоспособности, а также требуют минимального техобслуживания;
Клиновые задвижки могут применяться только в качестве запорной трубопроводной арматуры, тогда как шаровые краны могут эксплуатироваться и как запорная, и как запорно-регулирующая трубопроводная арматура.
И затворы дисковые поворотные . Шаровые краны более компактные более лёгкие, простота монтажа, скорость управления буквально в одно движение и возможность регулировки потока является несомненным преимуществом крана шарового перед задвижкой. Разберём некоторые преимущества этих запорных устройств.
Преимущества монтажа задвижки и кранов шаровых.
При монтаже приваркой кранов, многие делают ошибки, которые невозможно допустить при монтаже задвижек.
Некоторые монтажники, приварив кран шаровой и не дав ему остыть, и желая побыстрее проверить, как он функционирует, в одно движение срывают фторопластовые внутренние уплотнительные элементы затвора крана.
Также распространённой ошибкой монтажа является вертикальный монтаж кранов шаровых приваркой в закрытом положении затвора. Брызги сварки капают на зеркало запорного элемента - шар и застывают на нём и затем при повороте крана застывшие брызги раздирают фторопластовый уплотнитель. Важно приваривать кран только в открытом положении затвора!
Задвижка монтируется на трубопровод дольше тяжелее по весу и имеет невысокую скорость управления затвором. К тому же задвижка это только запорная арматура и никоим образом регулирующая. Но она не имеет фторопластовых деталей, что говорит о том, что срок эксплуатации задвижек выше, чем у кранов шаровых.
На срок эксплуатации кранов влияет такой фактор, как патрубки приварные. Некоторые краны исполнены с патрубками из очень качественной стали, иногда даже бывает так, что сам кран на сороковое давление рассчитан, а патрубки приварные исполнены ВГП на шестнадцатое давление. Внимательно выбирайте кран, поинтересуйтесь, из каких сталей исполнен корпус и патрубки приварные.
Преимущества эксплуатации.
Ещё один фактор преимущества задвижки пред кранами шаровыми и затворами это вероятность гидроудара.
Гидроудар в трубопроводе это масса воды в трубопроводе плюс давление ударяющая в запорный элемент запорной арматуры при подаче среды в трубопровод. Допустим, сантехник в подвале 16-ти этажного жилого дома повернул на один оборот «штурвал» - маховик задвижки на подачу воды. Насколько открыто проходное отверстие задвижки сантехник прекрасно понимает и будет ждать, пока трубопроводная система заполнится водой. Пока задвижка «шипит» (спуск воздуха), он стоит, курит. Если сантехник не трезв и захотел открыть сразу задвижку, то у него всё равно это не получиться, поскольку вращать маховик можно в течение четырёх минут до полного открытия. Запорный механизм задвижки устроен так, что вероятность гидроудара сведена к минимуму либо предполагает лёгкий гидроудар, что способны выдержать не все краны шаровые, поскольку трудно рассчитать насколько открыто проходное отверстие.
Шаровой кран бывает разборный и не разборный, но основная масса выпускаемых кранов неразборные и их называют необслуживаемыми. Задвижку в случае заклинивания, или какой либо неисправности, возможно, разобрать и отремонтировать.
В итоге противостояние затворов поворотных, кранов шаровых и задвижек будет всегда. Каждый из этих запорных арматур является необходимым под конкретные нужды. Сказать нельзя, что задвижка это уже «динозавр», а кран шаровой какой бы он не был красивый и надёжный это прогрессивный и идеальный вариант для установки на трубопровод.
В нашей компании «РосСервис» для установки на трубопровод Вы всегда можете подобрать задвижки стальные 30с41нж Ру16 Ду 50-400, а также шаровые краны для давлений от 0,6 до 4 МПа и под различные диаметры трубопроводов.
В последнее время в трубной отрасли появилась практика использования дисковых поворотных затворов вместо шаровых кранов и задвижек, будь они клиновыми или параллельными. Промышленники активно внедряют данную трубопроводную арматуру, так как считают ее более практичной для использования, и практически на всех объектах теплоснабжения задвижки и краны заменены дисковыми затворами. В данном обзоре мы разберемся, чем они руководствуются при выборе запорной арматуры и почему среди задвижек, кранов и затворов выбирают затворы.
Приставка «дисковый» говорит о конструкции поворотного затвора сама за себя: он состоит из корпуса, затвора в виде диска и штока. Корпус обычно производится из таких металлов, как чугун, алюминий и бронза; возможно изготовление из пластика и стали (нержавейки или углеродистой стали). Затворы из нержавейки применяются, в частности, в пищевой промышленности, чтобы регулировать и перекрывать потоки сырья, готовой продукции и моющих растворов. Диск затвора обычно имеет плоскую или сложную форму и изготавливается из различных металлов. Это может быть ковкий чугун, нержавеющая сталь, тефлон, бронза, латунь, алюминий и так далее. Ось штока затвора может совпадать с осью диска, однако, когда затвор выполнен в большом диаметре, оси разнесены по длине затвора для того, чтобы предотвратить протечки в местах посадки штока в корпус. Шток затвора может быть цельным и раздельным. При условиях, когда необходима большая герметичность, в штоке применяется двойное уплотнение. Управление затворами может осуществляться как вручную, так и посредством электрической, пневматической, гидравлической и механической приводной системы. Затворы могут быть установлены на трубопроводы в любом положении, однако при больших диаметрах рекомендуется горизонтальное положение штока, что минимизирует риск заклинивания из-за попадания в шток каких-либо плотных веществ. При фланцевом соединении диаметр фланцев на затворе не больше диаметра фланцев на трубопроводе, поэтому монтаж осуществляется без особых трудностей.
Преимущества дисковых поворотных затворов перед задвижками
Для того чтобы выявить, почему дисковые затворы более рентабельны для различных отраслей промышленности, следует разобраться с принципом действия клиновой задвижки. Задвижка – это вид трубопроводной арматуры, состоящий из корпуса и фланцевого соединения, в котором происходит вертикально-поступательное перемещение запирающего элемента перпендикулярно направлению рабочей среды. Обычно управление задвижкой осуществляется вручную, а также с помощью электро- или гидропривода. Очень редко используется пневмопривод для автоматизации эксплуатации задвижки. Таким образом, мы видим первое преимущество затворов перед задвижками: затворы могут управляться любым способом, в то время как варианты приводного управления для задвижек ограничены.
Во-вторых, затворы имеют более простую конструкцию и, вследствие этого, менее затратный ремонт и сниженные габариты. Так, вес одного затвора меньше веса задвижки того же условного прохода (при DN более 600) примерно в 8 раз, что уменьшает весовую нагрузку на трубопровод и упрощает монтажные работы, т. к. не требуется мощного грузоподъемного оборудования и специальных монтажных площадок.
В-третьих, для открытия и закрытия затвора необходимы меньшие временные ресурсы, так как конструкция затвора предусматривает изменение положения (поворот диска на 90 градусов) при повороте ручки. Также возможно наличие нескольких положений рукоятки для более плавного дросселирования рабочей среды.
В-четвертых, в дисковых затворах имеется более надежное эластичное уплотнение, которое предотвращает протечки во время эксплуатации затвора. У задвижек уплотнение выполнено в виде «металл-по-металлу», поэтому любое попадание твердых частиц приводит к прекращению их работы. Отсюда следует пятый недостаток задвижек: затратный ремонт и частый ввиду сложности и неудобности конструкции. Затворы же могут эксплуатироваться до трех раз дольше задвижек.
В-шестых, дисковые затворы не имеют резьбовых рабочих пар «втулка – шпиндель». Наличие таких пар у задвижек увеличивает риск коррозии, особенно часто это происходит на теплотрассах и открытых площадках. Также затворы не имеют застойных зон, в которых накапливаются различные механические примеси рабочей среды. У задвижки они, к сожалению, есть, что нередко приводит к заклиниванию, после которого открытие данной арматуры требует неимоверных усилий.
Последнее, что следует отметить, это стоимость затворов. Цена затворов вполне сопоставима с ценой задвижки российского производства. Кроме того, если учитывать ремонт задвижек, то вполне вероятно, что затвор обойдется даже дешевле.
Преимущества дисковых поворотных затворов перед шаровыми кранами
Следуя той же схеме, определим принцип функционирования шаровых кранов и особенности их конструкции. Кран получил название «шаровой» не случайно. Как и любой другой водопроводный кран, он состоит из корпуса и подвижного элемента. Но в шаровом кране подвижный элемент имеет шарообразную форму и отверстие для протока воды (шаровая пробка), что очень удобно, так как диаметр шара обычно равен диаметру трубы, к которой он присоединяется. Чтобы открыть затвор, достаточно повернуть ручку крана на 90 градусов. Такие краны называются полнопроходными и используются не только в водопроводах и газопроводах, но и в системе отопления, а также в качестве регулирующей арматуры. Кроме того, шаровые краны имеют ряд других преимуществ, на которые стоит обратить внимание при выборе трубопроводной арматуры такого плана. Среди них простота конструкции, небольшие габариты, удобное управление и практичность в использовании. Однако есть и свой минус: краны с консольной ручкой во время поворота могут попасть в так называемую «мертвую» зону. Управление краном осуществляется как вручную, так и с помощью механизированного привода (например, электрического).
Собственно, из недостатка шарового крана вытекает основное достоинство поворотного затвора. Для пользователей шаровых кранов проблема того, как предотвратить заклинивание, стоит наиболее остро. Площадь уплотнения в шаровых кранах значительно превышает площадь уплотнения в затворах, что означает, что в шаровых кранах есть зазоры между шаром и самим уплотнением. Таким образом, при длительном неиспользовании между уплотнением и шаром накапливаются механические отложения. Если кран не используется в течение какого-то времени, он перестает поворачиваться. Затворы же не прикипают и не заклинивают после длительной эксплуатации, так как механические отложения могут накапливаться лишь в месте примыкания диска к уплотнению.
Во-вторых, затворы расходуют меньшее количество энергии для осуществления управления по сравнению с шаровыми кранами. Причина в том, что шаровой кран будет функционировать при большем крутящем моменте (для работы затвора необходимо в 5 раз меньше энергии). И опять же все сводится к конструкции: диск в затворе только примыкает к поверхности уплотнения, а шар в шаровом кране находится между двух кольцевых уплотнений, поэтому возникает необходимость сопротивления.
В-третьих, шаровые краны подвержены воздействию гидроударов, когда поворотные затворы их выдерживают. Последнее – это особенности габаритов. Затворы имеют меньшие габариты и массу, а купить затвор при этом гораздо проще. Цена затвора меньше цены шарового крана.
Недостатки дисковых поворотных затворов
Говоря о достоинствах дисковых затворов, нельзя не сказать об их недостатках. В частности, шаровые краны имеют одно весомое преимущество перед затворами: они могут работать при таком давлении, при котором поворотные затворы эксплуатироваться не могут. Так, эксплуатация шаровых кранов возможна при 20 МПа, а поворотных затворов – лишь при 1,6 МПа.
Отметим, что дисковые затворы нельзя применять в средах с сильно кристаллизирующимися включениями. Не исключено получение гидравлического удара по ручке в конце хода, что обусловлено прямым соединением запорного диска и ручки управления штоком. В связи с этим специалисты рекомендуют использовать редуктор на поворотные затворы, начиная с диаметра в 150 мм. Кроме того, несмотря на высокую скорость изменения положения, точность регулирования затвора не очень высокая, а чтобы избежать износа диска, следует осуществлять его поворот в диапазоне от 15 до 75 градусов.
Важно, что для бесперебойного и эффективного функционирования затвора необходимо провести его квалифицированный монтаж и установить его в нужном месте на трубопроводе. Иначе даже самый дорогой и качественный затвор будет сломан и не обеспечит стабильное регулирование рабочей среды.
Интернет-обзор подготовлен Дарьей Петшик,
журналистом Медиа-центра «Арматурный эксперт»,
Санкт-Петербург, 2015
Статьи по теме
