Що таке кульовий кран. Класифікація кульових кранів

Кульові крани, будучи надійною запірною арматурою, має різні модифікації, типи і види і виділити щось основне неможливо.

Існують повнопрохідні кульові кранита звужені кульові крани. Відмінність полягає у наявності чи відсутності звуження умовного проходу. Також кульові крани розрізняються характером руху пробки, і в залежності від цього поділяються на кульові крани з обертанням пробки без підйому і з підйомом пробки в основному перед поворотом і наступним поворотом опусканням.

Форма умовного проходу у кульових кранів також буває різноманітна. Наприклад, вона може бути круглою, прямокутною, трапецеїдальною або овальною.

Матеріал корпусу кульових кранів може бути різний: бронза, латунь, цинк, алюміній, чавун, сталь, титан, пластмаса, кераміка, графіт та багато інших.

Сідла (гнізда) кульових кранів можуть бути металевими, графітовими, пластмасовими та гумовими. Тобто. матеріал ущільнювальних поверхонь різний.

Конструкція корпусу кульових кранів буває з паралельним роз'ємом, перпендикулярним, а також з похилим до осі трубопровідної системи. Існує і варіант цілісного корпусу без роз'єму.

Управління кульовими кранами може здійснюватися як ручне, так і електроприводом, або пневмоприводом або гідравлічним приводом. Ручне керування можливе у кульових кранах з малим умовним діаметром. А ось коли вже потрібно керувати КШ великого діаметра, та й до того ж при великому тиску робочого середовища, то тут без використання механізованого приводу не обійтись.

Кульові крани розрізняють прохідні, кутові, триходові та багатоходові. Це чотири види кульових кранів, що розрізняються у напрямку потоку і числу патрубків.

У газовій і нафтовій галузях промисловості кран кульовий фланцевий найкращий варіант. Також існують інші типи з'єднання КШ з трубопроводом. Це може бути муфтове з'єднання (добре підходить для систем ГВП), приварне та штуцерне.

Головний елемент кульових кранів – це куля. Він може бути плаваючий, застосовується для невеликих діаметрів трохи більше 200мм. І другий вид – це куля в опорах, яка допомагає знижувати витрати на великі потужності приводних механізмів та зусилля для повороту кулі.

Кульові крани можуть мати спеціальне призначення. Наприклад, триходові кульові крани для можливості переключити потік робочого середовища в інших напрямках, кульові крани, що мають обігрів корпусу і кульові крани, що дозволяють контролювати протікання.

Тиск кульових кранів може досягати 16МПа і починатися з мінімального. Умовний прохід варіюється від 10мм до 800мм та більше.

Кульові крани є одним із найнадійніших і перевірених видів запірної арматури. Вони дозволяють заощаджувати не лише на обслуговуванні, тому що можуть служити без заміни кілька десятків років, а й у плані експлуатації дуже прості. Вибравши кульовий кран відомих брендів та профільних заводів-виробників, можна не перейматися станом трубопровідних систем, після встановлення в них цих кульових кранів. Тим більше, що кульові крани поставляються з усіма супутніми документами та сертифікатами.

Заводячи тему про якість трубопровідної мережі, слід нагадати, що має бути приділена увага не тільки трубам, але також трубопровідній та сполучній арматурі. Докладніше зупинимося на запірній арматурі, яка сьогодні застосовується практично повсюдно, у більшості трубопровідних мереж, які призначені для розподілу та транспортування газоподібних та рідких середовищ. Арматура запірного типу дозволяє відкрити, закрити і перенаправити потік робочого середовища, що проходить трубопроводом.

За багато років запірна арматура значно змінилася, пройшовши шлях від звичайних вентилів та закінчуючи кульовими кранами. Установка кульових кранів сьогодні є найпопулярнішою у сфері трубопровідної запірної арматури.

Область застосування кульових кранів

Сфера застосування кранів кульового типу досить широка:

Принцип дії кульового крана

Призначені кульові крани для повного перекриття робочого потоку та не застосовні для його регулювання.

Заміна кульового крана не знадобиться багато років, якщо використовувати його за призначенням та правилами, викладеними в інструкції.

Принцип роботи крана кульового типу заснований на перекритті робочого потоку за допомогою замикаючого елемента, яким служить шар з наскрізним отвором циліндричним.

Під час повороту кулі навколо осі, яка перпендикулярна нерухомому корпусу крана, відбувається перекриття або відкриття доступу робочому потоку.

Стосовно форми отвору, вона буває не завжди круглою (прямокутна, овальна, трапецієподібна). Розмір (діаметр) отвору замикаючого елемента теж буває різним залежно від області застосування крана та трубопровідної мережі.

Замикаючий елемент крана кульового типу, залежно від призначення та габаритів запірної арматури, може герметизуватися в основному двома способами.

А саме:

1. куля на опорах – для кранів великого діаметра;
2. плаваюча куля – для невеликих кранів.

Іноді також застосовні крани з додатковими кільцями ущільнення.

Закриття та відкриття кульових кранів здійснюється поворотом рукоятки на 90 °.

Класифікація кульових кранів

За способом кріплення кульові крани поділяються так:

• Кран кульовий муфтовий – найчастіше застосовується для обладнання газопровідних, водопровідних та опалювальних системгромадських та житлових будівель.

Вони малогабаритні, практичні та зручні. Муфтові шарові крани доцільно застосовувати для монтування в трубах, у яких діаметральний переріз не перевищує 45 мм. Для труб із великими габаритами краще використовувати фланцеві кульові крани.

• Кран кульовий фланцевий - застосовується в трубах, діаметр яких складає більше 45 мм. Застосування при монтажі прокладок ущільнення забезпечує високу міцність та герметичність з'єднання труби із кульовим краном.

Фланцеві кульові крани мають високу міцність і пристосовані до великих навантажень. Вони, своєю чергою, поділяються на розбірні, що з 2-х частин, і нерозбірні – з литим корпусом. Крани кульові фланцеві відмінно підходять для трубопроводів, робоче середовище яких - газ або нафта.

• Кран кульовий штуцерний - широко застосовується в харчовій, хімічній та інших галузях промисловості. Кульові крани такого типу зручні в експлуатації завдяки можливості багаторазового демонтажу.
• Кульовий кран приварний – на відміну від інших видів кульових кранів встановлюється у закритих місцях, що не передбачають демонтаж крана.

Приварний кульовий кран встановлюють за допомогою зварювання, тому монтаж кульових кранів такого типу повинен виконуватись виключно фахівцями. Найчастіше приварний кульовий кран використовують у будівництві.

• Кульовий кран комбінований - кран, конструкція якого має на увазі кілька методів його кріплення до труб.

Класифікація кульових кранів за кількістю патрубків:

• прохідні кульові крани;
• кутові кульові крани;
• трьох - та багатоходові кульові крани.

Останні застосовуються для змішування та перенаправлення робочих середовищ.

Окремо варто виділити шаровий кран для підземної установки.

Відмінність крана такого типу полягає в тому, що він має високу вентильну віссю, що дозволяє застосовувати кульовий кран у підземних трубопроводах. При цьому вісь з рукояткою крана виступають над поверхнею землі та дають можливість перекриття та включення потоку в підземному трубопроводі.

Переваги кульових кранів

Кульові крани дуже компактні і при цьому дуже практичні, до того ж, привабливі з естетичної точки зору. Ними зручно користуватися, моментально перекрити доступ робочого потоку можна легким поворотом рукоятки на 90°, що особливо актуально при невеликих раптових аваріях, на кшталт витоку газу або протікання водопровідної труби.

Крім іншого, кульові крани мають високу зносостійкість і виробляються з матеріалів, не схильних до корозії. Вони добре переносять взаємодію Космосу з агресивними середовищами.

До того ж вони цілком доступні за вартістю порівняно з аналогами даного призначення. Завдяки цим перевагам кульові крани стали лідерами на ринку запірної арматури.

Монтаж кульового крана

Як встановити кульовий кран

Отже:

1. Перед встановленням крана необхідно визначити місце його встановлення, керуючись зручністю його експлуатації на цьому місці та відсутністю перешкод іншим приладам. При виборі крана слід з'ясувати діаметр труби та крок різьблення, до якого буде приєднано кран.
2. Кульовий кран може мати фланці. різного типу- З внутрішнім і зовнішнім різьбленням. Перед монтажем слід визначити тип відповідного крана для конкретного випадку – з двома зовнішніми, двома внутрішніми, одним внутрішнім та одним зовнішнім різьбленням.

Якщо передбачається встановлення кранів до батареї або водонагрівача, то для такого випадку підійде кран із внутрішнім та зовнішнім різьбленням.

Крім цього, на крані є стрілка, що вказує напрямок руху води. Ця умова потрібно дотримуватися.

1. Прикрутивши кран на місце, потрібно перевірити ще раз на момент відсутності перешкод повороту ручки. При з'єднанні крана із закритим різьбленням на фланці до труби, у якої відкрите різьблення, намотувати ФУМ-стрічку потрібно за годинниковою стрілкою (дивлячись на отвір труби).

Намотати слід такий шар стрічки, щоб накручування крана було тугим. Далі необхідно пустити воду і в місці з'єднання з трубою чи ні.

Якщо такого не спостерігається, тоді встановлення кульового крана здійснено правильно.

Діаметр отвору кулі кульового крана, як правило, можна порівняти з внутрішнім діаметром трубопроводу, на який встановлюють кран. У такому разі кран називають повнопрохідним.

При проході робочого потоку крізь повністю відкритий кран гідравлічні втрати дуже малі, вони приблизно такі ж, як при русі середовища через ділянку труби, що дорівнює по довжині корпусу кульового крана. Це в рази менше, ніж інші типи запірної арматури.

Ця перевага зробила кульовий кран основним запірним пристроєм, що застосовується на лінійних частинах магістральних газопроводів.

«На об'єктах ВАТ «Газпром» експлуатується практично весь перелік існуючої сьогодні запірно-регулюючої арматури. Насамперед - крани. У 50-х, 60-х роках це були знамениті коркові крани. А сьогодні переважно кульові крани».
Н. Ф. Муталлім-Заде

Якщо порівнювати кран з іншими типами трубопровідної арматури, то на цю тему можна говорити дуже довго.
Денис Рисенко, генеральний директор ALSO

Ім'я того винахідника, хто вперше впровадив у трубопровідну систему кульовий кран, достеменно не відоме. Однак, спираючись на факти першоджерел, кульовий кран, у тому вигляді, в якому він нам звичний, був запатентований на початку другої половини ХХ століття США. З огляду на невисоку герметичність виробу не вдалося зайняти свого рядка на ринку збуту. Лише в середині 70-80-х років, коли фторопласт почав використовуватися як ущільнювач, кульові крани набули досить широкого поширення в промисловості. І якщо взяти сьогоднішній день, то процес розвитку, вдосконалення та впровадження кульових кранів аж ніяк не зупиняється, дозволяючи досягати ідеальних результатів для своєї галузі застосування.

Область застосування кульових кранів

Кульові крани – це універсальний типтрубопровідної арматури. Області застосування кульових кранів є практично будь-яке робоче середовище, матеріалом виробу може служити як сталь, так і пластик або латунь, за типом кріплення до трубопроводу кульовий кран може бути фланцевий, різьбовим, а також під зварювання. Все це, а також багата номенклатура заводів-виробників, дозволило їм зайняти позицію лідера серед запірно-регулювальної арматури в наступних сферах застосування:

• житлово-комунальне господарство;
• тепломережі та енергетика;
• магістральні газо- та нафтопроводи;
• хімічна, нафто-, газопереробна, харчова та інші галузі промисловості;
• системи водоочищення та водопідготовки.

Говорячи про середовище застосування кульових кранів, сміливо можна перерахувати практично всі використовувані на даний момент у промисловості: вода, пара, стиснене повітря, харчові компоненти, нафта, природний газ, газорідинні нафтопродукти, рідкі вуглеводні, а також рідкі та газоподібні агресивні середовища.

Кліматичне виконання кульових кранів:

• У1 (від -45 ° С до +50 ° С);
• УХЛ1 (від -60 ° С до +50 ° С).

Типи кульових кранів:

• по виконанню корпусу
  • розбірні
  • цільнозварні
• за типом приєднання
  • фланцеві
  • різьбові
  • під зварювання
• з управління
  • ручне
  • електроприводне
  • пневмопривідне
  • пневмогідроприводне

Розвиток технологій, посилення вимог до оснащення підприємств, розвиток номенклатури заводів-виробників і, звичайно, здорова конкуренція, призвели до підйому кульових кранів на один щабель з вентилями та засувками, донедавна основними лідерами запірно-регулюючої арматури. А деякі аспекти дозволили навіть оминути своїх конкурентів.

Наприклад, у вентилів, через деякий термін експлуатації, відкладається накип і тверді частинки на деталях, схильних до тертя. Найбільш помітно цей недолік проявляється у системах гарячого водопостачання та опалення.

Із засувками все навіть трохи гірше. Це порівняно слабка герметичність затвора, і часті виходи з ладу, і обмежена швидкість закриття затвора, і великі масо-габаритні розміри (від 1,5 до 4 мас кульового крана при одному діаметрі трубопроводу).

Переваги кульових кранів

Кульові крани від перерахованих вище недоліків позбавлені. Більш того, серед переваг використання кульових кранів перед іншими видами запірно-регулюючої арматури також можна відзначити:

• високий рівень герметичності;
• навколонульові гідравлічні втрати;
• висока швидкість відкриття-закриття;
• можливість регулювання;
• можливість встановлення на крани подовжувачів штока при підземній установці, а також при установці виробу за межами досяжності до органу управління;
• висока надійність та ремонтопридатність.

Кульові крани виробляються в досить широкому діапазоні номінальних значень: - DN 6-1400 мм, PN до 700 кгс/см 2 .

Кульові крани.

Завдяки колосальним зусиллям у цій галузі таких західних компаній як BROEN, NAVAL, SSP, HOKE у Європі та США впровадження кульових кранів набуло повсюдного поширення. А на сьогоднішній день від провідних європейських фірм не відстають і вітчизняні заводи, які, незважаючи ні на що, працювали над підйомом та зміцненням власного виробництва. Наприклад, у СРСР 1990 року з конвеєра виходило трохи більше 15 тисяч сталевих кульових кранів, 1999-го у Росії - понад 70 тисяч. У 2011 році, за зразковими підрахунками, їх було виготовлено понад 2 мільйони одиниць. Серед вітчизняних арматуробудівників можна виділити завод "ЧелябінськСпецГражданСтрой", що випускає кульові крани під торговою маркою LD, а також компанію «НІМЕН».