Сравнение разборной и цельносварной конструкции шарового крана

Сравнение разборной и цельносварной конструкции шарового крана

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 ^ОС, для Ф4К20 — 200 ^ОС). 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.

трубопроводной шаровой кран арматура.

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 количество (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.