Краны латунные шаровые – устройство, достоинства и правила выбора

устройство, достоинства и правила выбора

Водоразборный шаровой кран из латуни – необходимая деталь сети водоснабжения. Во-первых, простое устройство шарового смесителя позволяет точно настроить напор и температуру воды. Во-вторых, латунная арматура служит долго, почти не требуя дополнительного обслуживания. Но чтобы выбрать качественное устройство, важно обращать внимание на отсутствие шероховатостей на корпусе, цвет необработанных участков и вес изделия, чтобы вместо латунного изделия не купить обычный стальной кран.

Устройство шаровых кранов

Запирающая и регулирующая арматура, которую устанавливают на водопровод, состоит из трех основных частей:

• внешняя оболочка крана – корпус, соединяемый с трубами водоснабжения;
• регулировочный механизм, при движении которого меняется напор воды;
• седла из полимерных материалов, выполняющие роль герметизирующих прокладок между корпусом и регулировочным механизмом;
• управляющий механизм – вентиль, рычаг, кнопка или сенсор, приводящий в движение шток, меняющий положение механизма регулирования потока;
• водоизлив – носик, через который подается вода, есть только у водоразборных кранов, может быть частью корпуса или отдельной деталью.

Внешний вид корпуса, форма носика и способ управления краном выполняют декоративную функцию и служат для удобства использования арматуры.

Основную работу выполняет шаровой механизм регулировки потока, установленный внутри корпуса, – полый шар с двумя или более отверстиями. В открытом положении вода поступает в отверстия по одну сторону шара и выходит с противоположной. В закрытом положении шар поворачивается глухой стороной к подающей трубе, герметично перекрывая ее и прекращая подачу воды.

Шаровой механизм, устанавливаемый в запорной арматуре, имеет всего два круглых отверстия, диаметр которых совпадает с внутренним диаметром водопроводной трубы. Если кран открыт, вода свободно течет по трубопроводу. В закрытом кране шар повернут на 90 градусов к потоку и перекрывает пропускное отверстие трубы.

Такие краны устанавливают в местах подключения бытовой и санитарной техники, внутри смесителей для ванных комнат с помощью шара поток переключается с душа на нижний кран.

В кранах-смесителях, устанавливаемых на кухонных мойках, умывальниках и ваннах, шаровой механизм имеет два входных отверстия и одно выходное: горячая и холодная вода поступает в шар, смешиваются в нем и через носик подаются наружу. Такое устройство позволяет с помощью управляющего механизма регулировать напор воды и ее температуру, смешивая потоки из двух труб в нужной пропорции.

Материалы для изготовления запорных шаровых механизмов

Простота монтажа и управления, герметичность соединений и надежность шаровой арматуры обеспечила популярность изделию, устройство используется в системах различного назначения.

Водоразборные краны выпускаются в нескольких модификациях и могут как исполнять только бытовое предназначение, так и быть элементом стилевого решения интерьера – все это зависит от внешнего вида и дополнительных элементов конструкции.

Функциональность и долговечность крана зависят от материала изготовления основных его деталей.

Корпус и шаровой механизм изготавливают из:

• углеродистой стали с добавками, препятствующими окислению и коррозии;
• сплава алюминия и цинка;
• полимеров: полиэтилена и полипропилена;
• латуни и других сплавов на основе меди.

Основная сфера применения шаровых кранов из стали – промышленные трубопроводы, транспортирующие высокотемпературные жидкости под большим давлением.

Алюминиево-цинковая арматура не выдерживает длительной активной эксплуатации из-за хрупкости сплава. Поэтому цинково-алюминиевые краны используются при обустройстве водопровода на дачах, в летних домиках, гаражах или как временное решение при монтаже трубопровода.

Полимерные шаровые механизмы в настоящее время уже мало чем уступают металлическим, а для трубопроводов, по которым транспортируются химически-агрессивные вещества, краны из полимеров даже предпочтительнее, поскольку не подвергаются коррозии. В быту шаровые механизмы из полиэтилена или полипропилена можно использовать только в сетях холодного водоснабжения – горячая вода для пластика губительна.

В системах водоснабжения и отопления частных и многоквартирных домов используют краны из латуни, покрытые защитным слоем хрома.

Достоинства латунных шаровых кранов

Бытовые смесители на кухнях и в ванных комнатах устанавливаются для получения воды нужного напора и комфортной температуры.

Шаровые краны из латуни пользуются популярностью в частных домах, жилых, офисных и коммерческих помещениях благодаря ряду достоинств:

• низкой стоимости – латунь один из самых дешевых материалов, используемых для производства трубопроводной арматуры;
• привлекательному внешнему виду – шаровой смеситель имеет малые габариты и всего один рычаг, выглядит современно, не громоздко и вписывается в большинство стилей оформления;
• простоте конструкции – кран собирается из малого количества деталей – не более 6, если он не оснащен дополнительными элементами, например, датчиками или сенсорной панелью;
• простоте управления – используется один рычаг управления для регулирования напора горячей и холодной воды;
• точности настройки параметров подаваемой воды – шаровой механизм под воздействием штока управляющего рычага плавно меняет свое положение;
• прочности – латунный корпус устойчив к внешнему воздействию, внутренние части крана, выполненные из латуни – устойчивы к коррозии, давлению, рабочим температурам до 150 градусов;
• безопасности – шток крана не сорвет даже при резком повышении давления в водопроводе;
• герметичности – седла и прокладки между деталями выполняются из полимеров с высокой износостойкостью;
• минимальным усилиям по обслуживанию на протяжении всего срока эксплуатации – детали не требуют подтягивания и замены уплотнителей;
• простоте ремонта – кран легко демонтируется, разбирается, детали поддаются замене.

Обратите внимание! Нельзя устанавливать латунные краны на трубопроводах, транспортирующих жидкость с температурой свыше 150 градусов. Эксплуатация в таких условиях приведет к потере прочности деталей.

Способы изготовления латунных изделий

Самым сложным в изготовлении является корпус – для расположения в нем регулирующего шара необходима точность выполнения сборки, а для прочности и надежности — изготовление корпуса в виде единого цельного элемента.

Шаровой механизм и шток – вытачивают на станке, а корпус отливают в форму, запекают в матрице или куют, используя механический пресс:

• Латунный корпус, отлитый в форму безматричным способом, может иметь пустоты в стенках и неровности на поверхности. Литье не требует серьезных временных и финансовых затрат, но получаемая заготовка имеет низкое качество и нуждается в дополнительной механической обработке.
• Для запекания в матрице используют латунный порошок, который при термическом воздействии сваривается в единую деталь. Этим способом получают корпус с точными параметрами, не требующий дополнительной обработки, но из-за слабого соединения частиц латуни готовое изделие не слишком прочно.
• Самый надежный, но и дорогостоящий – кованый кран, изготовленный методом горячей штамповки. Для изготовления корпуса используется механический пресс с матрицей, в котором горячая латунь сжимается до придания нужной формы. Готовая деталь не имеет полостей в стенках и неровностей на поверхности и не требует доработки кроме очистки от окалины.

Как выбрать качественный кран

Перед покупкой смесителя необходимо выписать технические параметры трубопровода, на который он будет устанавливаться: максимальное рабочее давление и диаметр труб в месте установки.

И главное, на что нужно обращать внимание при выборе арматуры – эти два параметра. Потому что если они не будут совпадать у труб и смесителя, установить устройство не удастся.

Кроме этого, есть и другие рекомендации по выбору качественного крана вообще и шарового латунного в частности:

• Перед покупкой необходимо осмотреть и ощупать смеситель: шероховатости, царапины на хромированном покрытии, неровности краев излива и узлов соединения говорят о низком качестве используемых материалов, производственном браке. Такой кран имеет низкую прочность, будет пропускать воду и быстро придет в негодность.
• Выбирая изделие, важно обращать внимание на наличие технической документации и указание фирмы-производителя. Известные фирмы перед выпуском продукции в продажу, проводят оценку качества, поэтому брак хоть и вероятен, но встречается редко. В документации обычно указываются использованные материалы и способ изготовления. Для бытового использования подходят латунные краны, предпочтительно – изготовленные методом ковки или горячей штамповки.

Это важно! Отличить латунный смеситель от стального, можно приложив к нему магнит – латунь не магнитится в отличие от стали.

• Дешевые краны, продаваемые под видом латунных, нередко оказываются изготовленными из цинка и алюминия. Достаточно сравнить несколько кранов, взвесив их в руке – самый легкий либо выполнен некачественно и имеет воздушные полости или тонкие стенки, либо сделан из цинково-алюминиевого сплава. Однако сравнивать нужно только корпус крана без вентилей, которые сами по себе могут иметь большой вес.
• Кран из латуни обычно покрыт защитным слоем хрома, поэтому имеет стальной оттенок. Чтобы удостовериться, что корпус действительно латунный, следует посмотреть на неокрашенные участки, обычно это соединительные патрубки – они должны иметь золотисто-желтый цвет.
• Форма носика-водоизлива выбирается в соответствии с функционалом смесителя: для умывальника в ванной комнате подойдет кран с цельным корпусом и небольшим изливом, для ванны – с краном и душевым шлангом и переключателем, для кухонной раковины – поворачивающийся в горизонтальной плоскости кран или кран-кронштейн.

infotruby.ru

Латунные шаровые краны – их характеристики и недостатки

Шаровые краны, как наиболее удачный и надежный вид запорной арматуры, нашли широкое применение в различных отраслях хозяйства. Их изготавливают из различного сырья: стали, нержавейки, чугуна, бронзы, латуни.

Латунные изделия получили наиболее широкое применение, благодаря невысокой стоимости, длительному периоду эксплуатации и неприхотливости в плане технического обслуживания.

Оглавление к статье:

Бронзовые и латунные шаровые краны имеют следующие эксплуатационные характеристики:

• предназначены для использования в трубопроводах с температурой рабочей среды не более плюс 120 – 150 градусов и давлением 1,6 Мпа;
• рабочей средой могут быть холодная и горячая вода, другие неагрессивные жидкости и пар;
• материал, из которого изготовлены шток и шар – латунь;
• герметичность по ГОСТ 9544-93 соответствует классу «А».

Для бытовых трубопроводов малого диаметра лучшей запорной арматурой является латунный шаровый кран с муфтовым соединением.

Эти изделия хороши тем, что абсолютно безопасны при использовании на водопроводных сетях. Кованая латунь, из которой их производят, проходит все необходимые проверки безопасности.

Шаровый латунный кран снабжен подвижным уплотнителем, изготовленным из тефлона. Гайка, регулирующая прижимное уплотнительное кольцо располагается непосредственно под ручкой крана. Если во время эксплуатации вдруг появляется небольшая течь, то ее можно легко устранить, подтянув гайку. При этом произойдет прижим сальникового уплотнения, и течь будет устранена.

Рабочий ресурс такого крана рассчитан на 20000 циклов открывания – закрывания.

Шток крана, находящийся внутри корпуса, не вылетает даже при давлении, превышающим нормативное. Поэтому такая арматура считается взрывобезопасной.

Как отличить качественный кран от подделки

Как и все изделия, пользующиеся спросом, латунные шаровые краны часто подделывают, используя более дешевые материалы.

Надежность таких изделий не выдерживает никакой критики и не может обеспечить нормальную работу трубопровода.

На что нужно обратить внимание при покупке крана:

• Материал корпуса – важно, чтобы это была действительно латунь, а не сплав цинка с алюминием, изделие из которого уже через пару лет может просто рассыпаться на части. Отличить качественное изделие от подделки можно по весу – оно значительно тяжелее. Если при помощи надфиля снять гальванопокрытие  на корпусе, то латунь можно обнаружить по едва заметной желтизне, которая через несколько дней окислится до «стандартного» цвета латуни. Изделие из цинково-алюминиевого сплава остается серебристым и при окислении не изменяется.

• Для производства основной массы латунных кранов используется свинцовистая латунь марки ЛС59-2 (ГОСТ 15527).
• Если два крана разных производителей, имеющие одинаковые параметры, отличаются по весу, то лучше брать более тяжелый. Специалисты считают, что стенки такого крана толще и он прочнее.
• Самым надежным сальниковым узлом шарового крана считается узел с тефлоновым кольцом высотой не менее 40% диаметра штока и штоком, вставленным изнутри.
• Если шток вставлен снаружи, то такой кран является ремонтопригодным, но зато при повышении давления в трубопроводе существует возможность выбивания штока.
• Лучше всего, если шаровый затвор крана представлял собой именно шар без различных проточек, используемых для экономии материала. В противном случае в области проточки может скапливаться осадок, приводящий к снижению срока службы арматуры.

• Для снижения воздействия абразивных частиц на поверхность затвора, ее нередко снабжают гальванопокрытием из хрома, который хорошо противостоит абразивам.
• Лучшим способом крепления рукоятки крана считается узел с самоконтрящейся гайкой, которая снабжена полиэтиленовым кольцом, предотвращающим самопроизвольное откручивание гайки при вибрациях трубопровода. Самым ненадежным креплением рукоятки считается винт, который при повышенной влажности может быстро выйти из строя.

Лучшими среди латунных шаровых кранов считаются итальянские или испанские изделия.

Внимательно читайте название страны-производителя на корпусе крана. На поддельных изделиях название фирмы – производителя может быть искажено, а в названии страны могут быть добавлены или удалены буквы.

Самым большим недостатком латуни является возможность обесцинкования, когда из тела изделия вымывается цинк. Но в данный момент времени все добросовестные производители используют в производстве латунь, устойчивую к обесцинкованию.

Преимуществ у латунных кранов немного, но все они весьма существенны.

Основные достоинства:

• длительный срок службы;
• высокая герметичность;
• возможность устранения небольших протечек простым прижимом гайки;
• минимальное обслуживание в течение всего срока эксплуатации;
• возможность установки в любом положении;
• рукоятка крана и контргайка часто имеют латунное напыление, повышающее их коррозионную стойкость.

Таким образом, латунный шаровый кран, произведенный с соблюдением всех технологических требований, является надежным и практически беспроблемным запорным устройством для вашего водопровода.

protruby.com

Кран шаровый латунный и его использование для водопровода и прочих систем

При устройстве трубопровода любого назначения всегда используются различные фитинги и запорная арматура (кран или вентиль латунный, различные виды клапана), изготавливаемые из черной или нержавеющей стали, чугуна или латуни. Латунь – это материал, успешно используемый для производства этих деталей уже на протяжении 100 лет. Но наиболее удачный вариант запорной арматуры — шаровый кран из латуни — прочно вошел в обиход сравнительно рано, не более, чем несколько десятилетий назад.

Шаровые краны из латуни подходят для установки на самые разные типы трубопроводов в быту и промышленности

Шаровые краны: в чем их преимущества?

Понимание того, почему шаровые латунные краны стали использоваться в большинстве трубопроводов, невозможно без сравнения с устаревшими деталями. Шаровые краны практически полностью заменили своих предшественников, которыми были пробковые конусные краны, повсеместно устанавливаемые в трубопроводных системах в советское время.

У пробковых конусных кранов, несмотря на их распространенность, эксплуатационные характеристики были крайне низкими. Их гарантированный срок службы не превышал 8 лет, ресурс включал 1500 циклов при наработке на отказ, составляющей 400 циклов. Причем фактические показатели оказывались еще худшими: гидравлическое сопротивление у пробковых кранов было крайне низким (коэффициент местного сопротивления – 3,5-6,0), а герметичность терялась уже через несколько циклов пользования арматурой. Именно из-за этого стала нередкой ситуация, когда при демонтаже старой арматуры обнаруживается, что пробка в конструкции и вовсе отсутствует.

Прототипы шаровых кранов существовали и во время широкой распространенности пробковых кранов. Правда, они выпускались из тяжеловесного и хрупкого чугуна и предназначались для трубопроводов с диаметром не менее 2 дюймов. Более современные аналоги шаровой запорной арматуры, изготавливаемых из латуни, уже не имели недостатков, свойственных пробковым деталям.

Шаровые краны из латуни выпускаются в самых разных исполнениях для решения любых задач

Итак, можно выделить следующие преимущества шаровых латунных кранов:

1. Эти элементы способны обеспечить трубопроводу максимальный уровень герметичности. Особенно это касается латунных шаровых муфтовых проходных кранов, изготовленных в полном соответствии с ГОСТом 9544-93. Они по всем свойствам подходят под класс герметичности «А».
2. Значительно упрощается использование этих конструкций в быту: латунные краны более легковесные, чем запорная арматура из других типов металла.
3. Могут совершенно безопасно использоваться в трубопроводах, температура рабочей среды в которых не превышает 150 градусов. Оптимальное рабочее давление для шаровых кранов – 1,6 Мпа.
4. У некоторых моделей на рукоятку и контргайку наносится латунное напыление, что препятствует образованию на изделии коррозии.
5. Не требуют особого технического обслуживания на протяжении всего срока эксплуатации.

Как правильно выбрать шаровые латунные краны?

Не все шаровые латунные краны могут похвастаться одинаково высоким качеством. Для того, чтобы сохранить безопасность трубопроводной системы, при покупке данного типа арматуры стоит обращать внимание на следующие пункты:

1. Материал, из которого изготовлена деталь. Самый важный фактор, влияющий на работоспособность запорной арматуры. Хороший, качественный кран должен быть изготовлен именно из латуни: дешевые, «одноразовые» изделия производятся из цинково-алюминиевого сплава (аббревиатура – ЦАМ). В этом сплаве содержится 96% и более цинка, всего лишь 2-3% алюминия и менее 1% меди. Некоторые элементы из этого сплава используются в автомобильной промышленности, но его применение в устройстве трубопроводов недопустимо. В крайнем случае, цинково-алюминиевую запорную арматуру можно использовать при организации временной дачной системы полива.

Краны выпускаются из разных сплавов и не все они одинаково прочны

От крана шарового латунного некачественный аналог из ЦАМ отличается, в первую очередь, слишком легким весом. Показатель удельного веса цинково-алюминиевого сплава примерно на треть меньший, чем у латуни: 6,7 г/см³ в первом случае и 8,7 г/см³ – во втором.

Также ЦАМ и латунь можно отличить по цвету. Если на изделии из латуни стереть слой гальванопокрытия, то цвет этого участка станет слегка желтоватым, а по прошествии некоторого времени снова окислится до серебристого оттенка. Естественный цвет латунного шарового крана можно обнаружить на его резьбовом патрубке. Оттенок цинково-алюминиевого сплава не меняется, изделия из него сохраняют характерный серебристый цвет в любом случае.

Полезный совет! Латунная арматура может производиться тремя разными способами: ковкой, литьем или прессованием. Лучшим выбором будет кран латунный, изготовленный методом прессования либо же ковки.

2. Вес изделия. Отличаться по весу могут не только изделия, выполненные из разных сплавов: если сравнить два шаровых крана одинакового размера от разных производителей, то их вес будет ощутимо различаться. Считается, что чем увесистее изделие, тем толще его стенки и тем оно, соответственно, надежнее. Но некоторые производители, заметив данную закономерность, стали оснащать запорную арматуру тяжеловесной рукоятью из стали, за счет которой общий вес изделия увеличивается. Поэтому руководствоваться этим принципом при выборе шарового крана можно только предварительно сняв с него дополнительные элементы: рукоятку и гайку крепления.

Краны различаются диаметрами, их подбирают под размер труб

3. Требуемый диаметр проходного сечения. В зависимости от диаметра и пропускной способности шаровые краны могут быть неполнопроходными и полнопроходными. У полнопроходного крана шарового латунного отсутствует гидравлическое сопротивление, благодаря чему в трубопроводе не происходит потерь напора. Полнопроходные детали в основном используются при устройстве водопроводов: потеря напора в трубопроводе с газообразными средами негативно влияет на производительность системы.

4. Вид сальникового узла. Изделия могут иметь различные конструкции сальниковых узлов:

1. Самый простой и недорогой вариант: шток вставляется изнутри. Используется два сальниковых кольца из эластомера. Неремонтопригодный узел с очень низкой температурной стойкостью. Если по штоку образуется течь, замене подлежит весь кран.
2. Шток вставляется изнутри, используется два сальниковых кольца из разных материалов: одно из FPM, другое – из NBR. По характеристикам износостойкости не отличается от предыдущего вида узла.
3. Шток вставляется изнутри. Имеется внутренняя резьба на сальниковой гайке и антрифрикционный элемент. Уплотнение осуществляется за счет тефлонового сальника и кольца из резины. Замене в случае поломки подвергаются все элементы, кроме резинового кольца. Сальник на подобных моделях имеет небольшую высоту, из-за чего ослабляется его герметизация.
4. Внутренний шток, уплотнение выполнено при помощи тефлонового сальника – без резинового уплотнителя. Все элементы узла могут ремонтироваться.
5. Шток вставляется снаружи, оснащен прижимным бортиком. Сальниковая гайка имеет наружную резьбу и выборку под бортик. Уплотнение тефлоновое. Также, как и предыдущий вариант, может ремонтироваться. Встречается проблема: выбивание штока из-за давления рабочей среды.

Шаровые краны имеют разные внешние и внутренние конструктивные элементы

Другие конструктивные элементы шарового крана

Шаровой затвор. Эта деталь обычно представлена в виде шара, но иногда в целях экономии металла в конструкцию шарового затвора могут вноситься изменения. Например, снизу затвора может делаться круговая проточка. Её недостаток – накапливание мусора и осадка из рабочей среды. Иногда шар заменяется на куб, при этом его боковые стороны также протачиваются.

Рукоять. Способ крепления рукояти шарового крана – это одна из особенностей, которая также сказывается на характеристиках изделия. Наиболее надежными считаются узлы с самоконтрящейся гайкой: они защищены от произвольного раскручивания гайки вследствие вибраций трубопровода. Если крепление осуществлено обычной гайкой, то кран будет периодически нуждаться в обслуживании: гайку придется подтягивать. При креплении гайки при помощи винта узел ломается чаще, так как внутренняя резьба штока может ослаблять его.

Шаровый кран из латуни, изготовленный в соответствии с нормативами, сможет стать универсальным решением для газо- или водопровода. Также главное условие для оптимальной работы этого элемента – его правильный выбор, основанный на требованиях системы.

trubamaster.ru

видео-инструкция по выбору своими руками, особенности водоразборных, шаровых, муфтовых, проходных, конусных изделий, цена, фото

 

Монтаж любых трубопроводов невозможен без использования специализированной запорной арматуры. Конструкции из латуни в качестве запорных устройств используются уже более 100 лет, но шаровый водоразборный латунный кран начал применятся в массовом порядке только последние 15 – 20 лет. О его достоинствах, а также о тонкостях выбора мы и будем говорить далее.

Фото крана из латуни.

Основные параметры

На сегодняшний день латунный шаровый кран устанавливается на водопроводные, газовые и прочие конструкции трубопроводов более чем в 50% случаев. Естественно ассортимент такого оборудования достаточно широк. При монтаже своими руками желательно знать основные характеристики и сферу использования таких кранов.

Изначально подобные конструкции делятся на 4 основных направления: это фланцевые, штуцерные, муфтовые и приварные. Коль нас больше интересует бытовое применение, мы будем рассматривать латунный шаровый муфтовый кран, потому как именно он используется в муниципальных и бытовых водопроводах.

Что касается остальных направлений, то фланцевая конструкция больше распространена в газовом хозяйстве, а штуцерная и приварная конструкции используются в нефтехимической промышленности.

Составляющие изделия.

Принцип действия крана

Любой грамотный инженер вам скажет, что чем проще конструкция, тем выше вероятность ее долгосрочной надежной работы. Шаровый муфтовый проходной кран в данном случае является идеальным подтверждением этого закона.

Принцип действия здесь проще некуда. Сам клапан перекрывающий движение проходящей субстанции представляет собой полый шар со сквозным боковым отверстием. Сечение этого отверстия, как правило, равно сечению трубы.

Тело крана четко подогнано по размерам сферы клапана. В результате достаточно повернуть шар на 90º и движение в трубе будет полностью перекрыто. Такую конструкцию еще иногда называют полуповоротной.

Схема крана.

Важно: по похожему принципу может работать и латунный декоративный кран с джойстиковым регулятором.
Только там, в шаре сделано 2 входных отверстия, для холодной и горячей воды.
И одно выходное, через которое смешанная жидкость подается потребителю.

Общие характеристики и достоинства

• По мнению большинства специалистов, главным достоинством таких конструкций, безусловно, является их высокий уровень герметичности. В частности латунные шаровые муфтовые проходные краны по ГОСТу 9544-93, полностью соответствуют классу герметичности «А», что свидетельствует об их надежности и превосходном качестве.
• Что касается использования таких кранов в быту, то по сравнению со своими конкурентами латунные краны для водопровода заслужено считаются самыми прочными и легкими.

Вариант декоративного крана.

Совет: все изделия могут изготавливаться двумя способами, это литьем и ковкой или прессованием.
Так вот предпочтение лучше отдать именно прессованным или кованным кранам, так как после обжатия в теле крана не остается микро полостей и качество изделия вырастает в разы.

• Латунь имеет свои особенности, одной из которых являются жесткие температурные рамки. Латунный шаровой кран по ГОСТу 9544-93, может нормально эксплуатироваться в рабочем диапазоне температур от -60 ºС, до +20 0ºС. Это не всегда подходит для промышленных агрегатов, но идеально соответствует бытовым требованиям.
• Такая запорная арматура выдерживает давление внутри системы до 1,6 МПа. Этого вполне достаточно для установки в квартире или частном доме.

Запорная арматура в системе отопления.

• После монтажа, таким запорным механизмам не требуется дополнительного обслуживания. Иными словами, они не нуждаются в регулярной смазке или каких либо других профилактических действиях.
• Не последнюю роль играет элементарно простая инструкция по монтажу своими руками. Для того чтобы установить такой кран не требуется глубоких, фундаментальных знаний.
• Латунные краны для водопровода не подвержены коррозии. Помимо того, что сама по себе латунь практически не окисляется, еще ведущие производители покрывают рабочие поверхности конструкций специальным гальваническим напылением.

Несколько слов о монтаже

Конструкция со скрытой резьбой.

• Изначально следует отметить, что местоположение самого крана не имеет абсолютно никакого значения, главное чтобы его удобно было монтировать и движению ручки ничего не мешало.
• Кран может иметь внутреннюю, с обеих сторон резьбу или внешнюю с обеих сторон резьбу, также существует смешанный вариант, когда с одной стороны резьба внешняя, а с другой внутренняя. Поэтому определитесь, какой вариант нужен вам.
• На открытую резьбу, вне зависимости находится она на самом кране или на трубе, следует намотать уплотнительную фум-ленту. Как правило, достаточно 3 – 5 оборотов по ходу вворачивания трубной резьбы.

Смешанный вариант.

Совет: если резьба вворачивается свободно, то уплотнительную ленту следует еще подмотать.
Закручивать нужно с небольшим усилием, причем после вкручивания, небольшая часть ленты должна быть выдавлена.

Советы по выбору крана

Так как сейчас на любом строительном рынке или в супермаркете этого добра навалом, мы взяли на себя смелость обозначить основные критерии выбора. Ведь наряду с качественным товаром, встречается достаточно много подделок.

Прежде всего, нужно внимательно осмотреть корпус изделия. Он должен быть ровным и не особо массивным. На поверхности не должно быть шероховатостей или наплывов. Как упоминалось ранее, краны могут делаться литьем и прессованием. Толстые стенки и наплывы говорят как раз о литой заготовке. Цена у такого товара ниже, но и качество в разы хуже.

Никелированное изделие.

Далее нужно разобраться в хитросплетениях маркировки. Литеры PN характеризуют максимальный уровень давления, который способен выдержать кран. Здесь уже, чем цифра больше, тем лучше. Диаметр обозначается литерами DN, причем в данном случае имеется в виду внутренний диаметр отверстия и измеряется он в миллиметрах.

Важно: некоторые в целях экономии на прямых участках магистрали устанавливают латунный конусный кран 11б6бк, это устаревшая модель и делать такого не стоит.
Все его основные характеристики едва ли не вполовину ниже, чем у шаровых собратьев.
Плюс экономия будет весьма незначительная.

Солидные производители обязательно указывают на корпусе изделия марку латуни, из которой оно изготовлено. Высшим критерием качества иностранного изделия считается марка CW617N. На данный момент она является самой подходящей для использования в водопроводных или отопительных системах.

Пример маркировки.

Что касается отечественных аналогов, то ей соответствует марка латуни ЛС59-1. Согласно требованиям стандартов этот сплав состоит на 58% из меди, на 40% из цинка и 2% добавлено свинца. Конечно, и фальшивка может иметь ту же маркировку, но обращать внимание все же следует.

Непосредственно под ручкой есть специальная гайка, при помощи которой регулируется сальниковый уплотнитель. Так вот качественные тефлоновые уплотнители имеют белый цвет и должны свободно двигаться по штоку. В подделках зачастую устанавливается черная резиновая прокладка, которая и становится причиной течи.

Важно: при возникновении течи, уплотнительная гайка просто подтягивается и зажимает уплотнитель.
Тефлон будет двигаться свободно, но с резиновым уплотнением, подтянуть гайку будет весьма проблематично.

Эскиз крана.

Обратите внимание на сам шаровый клапан. Поверхность сферы должна быть идеально ровной и иметь зеркальную полировку. Дело в том, что настоящие детали после изготовления еще покрываются никелем или хромируются, плюс в обязательном порядке проходят этап алмазной шлифовки. Подделки сразу видно по матовому покрытию и даже царапинам.

Но зеркальная поверхность не всегда является гарантией высокого качества. Дело в том, что недобросовестные производители могут изготавливать сферу из инструментальной стали, которая легко полируется, естественно она внешне будет выглядеть как оригинал.

Распознать такую подделку можно только при помощи магнита. Как известно из курса физики, сталь притягивается, латунь нет. Стальные сердечники опасны тем, что они ржавеют и быстро приходят в негодность.

Устаревшая модель 11б6бк.

Еще, качественная латунь имеет больший вес, силумин или цинк намного легче и это чувствуется. Если корпус, хромированный или покрытый никелем, то желтый цвет латуни будет видно только непосредственно на самой резьбе. Силумин будет белым, цинк, серебристым.

На оригинальной вещи всегда указывается страна производитель и логотип компании. В подделках, как правило, пропускается одна буква из логотипа, поэтому перед походом на рынок поинтересуйтесь, как правильно пишется фирменное название. Самыми лучшими считаются итальянские и испанские краны.

На видео в этой статье даны советы по выбору данного товара.

Вывод

В завершении хочется отметить, что если вы приобрели действительно оригинальную вещь, то как кран, предназначенный для системы отопления, так и обычный садовый кран из латуни будут служить одинаково долго и надежно.

Кран с напылением.

gidroguru.com

Латунные шаровые краны. Особенности конструкций

 

Предшественники

Латунные шаровые краны в настоящее время почти полностью вытеснили во внутридомовых сетях таких морально и физически устаревших «мастодонтов», как пробковые конусные краны, которые господствовали в зданиях советской эпохи (рис. 1).

Рис. 1. Кран пробковый проходной конусный сальниковый муфтовый 11Б6бк

Пробковые конусные краны имели крайне низкие паспортные эксплуатационные характеристики: срок службы – 8 лет, ресурс – 1500 циклов, наработка на отказ – 400 циклов. Фактические показатели этой дешевой и массовой арматуры были гораздо хуже: притертая пробка крана уже через несколько циклов открытия–закрытия теряла герметичность из-за абразивного воздействия нерастворимых механических примесей в рабочей среде. К тому же пробковые краны обладали весьма значительным гидравлическим сопротивлением. Их коэффициенты местных сопротивлений лежали в пределах от 3,5 до 6,0. Поэтому неудивительно, что при ремонте или демонтаже старых трубопроводных систем нередко встречаются пробковые краны, у которых пробка просто отсутствует, а под прижимную сальниковую гайку проложен подходящего размера «пятак». Сантехники тех времен зачастую просто обозначали наличие запорной арматуры, превращая ее в чисто декоративный элемент системы.

Шаровые краны в советское время, конечно, тоже были хорошо известны, но производились они в чугунном корпусе и выпускались с диаметрами условного прохода свыше двух дюймов. Поэтому когда на рынке трубопроводной арматуры появились дешевые, удобные в монтаже и эксплуатации латунные шаровые краны для внутренних инженерных систем, спрос на них лавинообразно возрос и продолжает расти по настоящее время.

Возросший спрос инициировал появление в продаже кроме действительно добротной продукции и массу изделий весьма сомнительного качества. Этой статьей хотелось бы дать ряд практических советов, которыми предлагается пользоваться при выборе латунного шарового крана.

 

Материал корпуса

Самое главное, на что следует обратить внимание при приобретении крана, – материал корпуса. Это должна быть действительно латунь, а не цинково-алюминиевый сплав (ЦАМ), который частенько используют некоторые недобросовестные производители. ЦАМ представляет собой сплав, содержащий порядка 96–98 % цинка, 2–3 % алюминия и до 1 % меди. Такие сплавы широко применяются в автомобильной промышленности (корпуса карбюраторов), но использование их для изготовления трубопроводной арматуры ограничивается временными дачными кранами. Если кран из ЦАМ будет установлен в инженерной системе многоквартирного дома, то уже через год–два он просто рассыплется на куски (рис. 2).

Рис. 2. Кран из цинково-алюминиевого сплава через два года эксплуатации

Отличить кран из латуни от крана из ЦАМ можно по весу: последний значительно легче, т.к. удельный вес ЦАМ составляет 6,7 г/см³, а у латуни – 8,4–8,7 г/см³. Если слегка снять шкуркой или надфилем гальванопокрытие на корпусе крана, то латунь обнаруживается по чуть приметной желтизне, которая через два дня окислится до характерного «латунного» цвета. Цвет ЦАМ – серебристый, не меняющийся при окислении. Безопасней всего приобретать кран, у которого естественный цвет латуни обнажен из-под гальванопокрытия на каком-либо участке (рис. 3).

Рис. 3. Естественный цвет латуни крана VALTEC BASE виден на резьбовом патрубке

Основная масса представленных на рынке латунных шаровых кранов изготавливается методом горячей объемной штамповки. Для такого способа производства трубопроводной арматуры наиболее оптимальной по составу является свинцовистая латунь марки CW617N по EN 12165, которая примерно соответствует российской марке ЛС59-2 по ГОСТ 15527. Латунные детали кранов, вытачиваемые из прутка (шаровой затвор, шток, сальниковая гайка), как правило, делаются из латуни марки CW614N (ЛС 58-3). Состав применяемых в арматуростроении латуней показан на табл. 2.

 

Таблица 1. Состав латуней для производства шаровых кранов

Марка	Содержание элементов, %
	Cu	Sn	Fe	Al	Pb	Ni	Zn
CW617N	57–59	0,3	0,3	0,05	1,6–2,6	0,3	Остальное
ЛС59-2	57–59	0,3	0,4	0,1	1,5–2,5	0,4
CW614N	57–59	0,3	0,3	0,05	2,6–3,5	0,3
ЛС 58-3	57–59	0,4	0,5	0,1	2,5–3,5	0,5

 

Если взять два однотипных крана разных производителей, то вес у них будет различным. В среде монтажников считается, что чем тяжелее кран, тем толще у него стенки и тем он прочнее. Зная такой способ оценки качества, отдельные производители кранов идут на интересную уловку: они снабжают изделие массивной стальной рукояткой, увеличивающей общий вес крана. Поэтому, сравнивать краны по весу рекомендуется только при снятой рукоятке и гайке крепления.

 

Сальниковые узлы

Сальниковый узел шарового крана обеспечивает его герметичность по отношению к внешней среде. Конструктивные решения этих узлов могут быть различными (табл. 2).

 

Таблица 2. Распространенные конструкции сальниковых узлов шаровых кранов

№	Эскиз	Описание	Недостатки узла
1		Шток 1 вставлен изнутри. Два одинаковых сальниковых кольца 4 из эластомера. Самый простой и дешевый узел	Узел неремонтопригоден. Температурная стойкость крана ниже, чем у кранов с тефлоновыми сальниками. Течь по штоку требует замены всего крана. Шток ослаблен кольцевыми проточками
2		Шток 1 вставлен изнутри. Два сальниковых кольца: нижнее 4б – из FPM и верхнее 4а из NBR	Узел неремонтопригоден. Температурная стойкость крана ниже, чем у кранов с тефлоновыми сальниками. Течь по штоку требует замены всего крана. Шток ослаблен кольцевыми проточками
3		Шток 1 вставлен изнутри. Сальниковая гайка 3 имеет внутреннюю резьбу, что потребовало установки антифрикционного элемента 5. Уплотнение выполнено из тефлонового сальника 2 и резинового кольца 4	Узел условно ремонтопригоден, т.к. заменить кольцо 4 нельзя. Малая высота сальника 2 не позволяет ему полноценно выполнять функции герметизации. Шток 1 имеет начальные напряжения от растяжки и ослаблен кольцевой проточкой
4		Шток 1 вставлен изнутри. В роли сальниковой выступает обычная гайка 3 с внутренней резьбой. Растяжка штока потребовала установки антифрикционного элемента 5. Уплотнение выполнено из тефлонового сальника 2 и резинового кольца 4	Узел условно ремонтопригоден, т.к. заменить кольцо 4 нельзя. Малая высота сальника 2 не позволяет ему полноценно выполнять функции герметизации. Шток 1 имеет начальные напряжения от растяжки и ослаблен кольцевой проточкой
5		Шток 1 вставлен изнутри. Сальниковая гайка 3 имеет внутреннюю резьбу. Растяжка штока потребовала установки антифрикционного элемента 5. Уплотнение выполнено из тефлонового сальника 2	Узел ремонтопригоден. Шток 1 имеет начальные напряжения от растяжки
6		Шток 1 вставлен снаружи и имеет прижимной буртик 6. Сальниковая гайка 3 с наружной резьбой имеет выборку под буртик штока. Уплотнение выполнено из тефлонового сальника 2	Узел ремонтопригоден. Возможно выбивание штока давлением рабочей среды. После нескольких подтягиваний сальниковой гайки шток может заклиниться об шаровой затвор

 

Самым надежным и практичным на сегодняшний день признан сальниковый узел с тефлоновым сальниковым кольцом 2 высотой не менее 40 % диаметра штока, прижимной сальниковой гайкой с наружной резьбой 3 и со штоком 1, вставленным изнутри (рис. 4).

Рис. 4. Сальниковый узел крана VALTEC BASE

При выборе крана следует учитывать, что шаровые краны с неремонтопригодными сальниковыми узлами прослужат до первой протечки по штоку, после чего весь кран подлежит замене.

Еще одна опасность подстерегает тех, кто выберет кран, у которого шток вставлен снаружи, а не изнутри корпуса. С одной стороны, такое решение делает кран ремонтопригодным, но с другой стороны оно несет в себе опасность выбивания штока давлением рабочей среды. Надеяться на то, что сальниковая гайка удержит шток от выдавливания, особенно не приходится, т.к. любое незакрепленное (незаконтренное) резьбовое соединение под действием продольной силы стремится к раскручиванию. Это вызвано тем, что продольная сила F на винтовой плоскости раскладывается на две взаимоперпендикулярные силы (рис. 5) – Fp и Fn.

Рис. 5. Взаимодействие продольной силы с наклонной плоскостью

Сила Fn нормальна к винтовой плоскости и взаимодействует на направляющую винтовую плоскость. То есть она задает прочность винтового соединения. Сила Fp направлена вдоль винтовой плоскости. Именно она стремится раскрутить соединение. Препятствием к раскручиванию является сила трения. При вибрационных нагрузках сила трения существенно ослабевает, что ведет к самопроизвольному раскручиванию. Такая же проблема возникает в накидных гайках обжимных фитингов. Именно поэтому их полагается время от времени довинчивать. На эффекте подобного взаимодействия винтовых плоскостей основана детская юла.

Сила, вызванная давлением рабочей среды, стремится вытолкнуть шток шарового крана из сальникового патрубка. Если шток вставлен изнутри, эту выталкивающую силу воспринимает буртик штока, опирающийся на корпус крана (рис. 6).

Рис. 6. Схема работы штока, вставленного изнутри корпуса

Когда шток вставлен снаружи, выталкивающую силу приходится воспринимать сальниковой гайке (рис. 7). Здесь и начинает проявляться «эффект юлы». Вибрации крана и знакопеременные температурные нагрузки приводят к самопроизвольному откручиванию сальниковой гайки и появлению течи. При отсутствии должного контроля гайка может частично выйти из резьбового зацепления. В этом случае, при малейшем скачке давления, оставшаяся в зацеплении часть резьбы будет смята, и шток будет выбит из крана.

Рис. 7. Схема работы штока, вставленного снаружи

Самым неудачным вариантом сальникового узла является такой, при котором опорный буртик штока смещен вверх и прижимается сальниковой гайкой (рис. 8). В этом случае, по замыслу конструкторов, сальниковая гайка одновременно выполняет функцию ограничителя хода штока и прижимного элемента для сальникового уплотнителя. Кроме возможного выбивания штока по описанной ранее схеме в данной конструкции добавляется опасность полного заклинивания шара штоком. Это может произойти уже после нескольких поджатий сальниковой гайки.

Рис. 8. Схема работы штока со смещенным буртиком

 

Шаровой затвор

В большинстве внутридомовых латунных шаровых кранов шаровой затвор представляет собой действительно шар (рис. 9А). Ряд производителей для экономии материала делают снизу затвора круговую проточку (рис. 9Б). При этом в нижней части крана создается «отстойник», куда неизбежно будет скапливаться шлам рабочей среды. Если в кране с обычным шаром расстояние от поверхности затвора до стенки корпуса везде примерно одинаковое, то в шаре с проточкой появляется зона малых скоростей потока, что и приведет к осаждению нерастворимых частиц. Самые экономные фирмы превращают шар в квадрат, протачивая еще и его боковые стороны (рис. 9В). Последнее решение видится весьма неоднозначным, поскольку воздействие краёв боковых проточек на седельные кольца существенно сокращают срок службы уплотнителя.

Под флагом борьбы с пресловутой «сальмонеллой», западные производители в последнее время стали выпускать краны со сквозным отверстием в нижней части шарового затвора (рис. 9Г). Как это должно повлиять на жуткую бактерию пока непонятно, но то, что в этом случае сальниковый узел при открытом кране будет испытывать все «прелести» гидравлических ударов – можно утверждать точно.  

Рис. 9. Сечения шаровых затворов

В качестве седельных уплотнений большинства внутридомовых шаровых кранов используется тефлон (политетрафторэтилен, фторопласт, PTFE), имеющий упрощенную химическую формулу (CF₂-CF₂)n. Открытый в 30-е годы прошлого века в компании DuPont (Рой Планкетт), этот материал оказался необыкновенно скользким и термостойким. Первое время тефлон применялся только в военной и космической отраслях, однако по мере открытия новых технологий получения, он широко внедрился и в остальные сферы.

Изделия из тефлона получаются путем спекания и полимеризации тетрафторэтиленового порошка при температуре порядка 80 °С и давлении до 100 атм. Решающее влияние на физически, химические и механические характеристики тефлона оказывают добавляемые в него присадки. Прочность, твердость, пластичность, электропроводность, антифрикционность, термостойкость, химическая стойкость – этими и множеством других свойств можно варьировать в тефлоне, если использовать различные комбинации добавок (табл. 3).

 

Таблица 3. Влияние добавок на свойства тефлона

Присадка	Свойства, придаваемые тефлону
Стекловолокно	Прочность, износостойкость, теплостойкость, химическая стойкость
Уголь (сажа)	Прочность на сжатие, антифрикционность, теплопроводность, химическая стойкость
Графит	Электропроводность, теплопроводность
Углеволокно	Низкая деформативность, износостойкость, электропроводность, химическая стойкость
Бронза	Низкая текучесть в холодном состоянии, понижает химическую стойкость
Дисульфат молибдена	Износостойкость, прочность при сжатии, низкая химическая стойкость
Термопласты	Суперантифрикционность, износостойкость, химическая устойчивость, исчезает абразивность

 

Как идеальный материал для сальниковых уплотнений шаровых кранов тефлон почти полностью вытеснил остальные материалы. Однако, рынок есть рынок, и в погоне за снижением себестоимости, отдельные производители находят различные лазейки, чтобы сэкономить на достаточно дорогостоящем, но качественном тефлоне.

Толщина тефлоновых колец в седлах крана может быть настолько мала, что при повышении температуры тефлон из кольца превратится в какую-то волнообразную фигуру, совершенно не способную выполнять свою уплотняющую функцию.

Чаще же всего встречаются уплотнительные элементы из тефлона дешевых марок. Их отличает заметная невооруженным глазом зернистость и шероховатость. Обладая слабыми антифрикционными свойствами и весьма низкой прочностью, такой тефлон служит недолго, так как выкрашивается под воздействием кромок шарового затвора.

Следует отметить, что тефлоновые седельные кольца при сборке должны получить строго определенное усилие предварительного обжатия. Рабочая кромка кольца при этом деформируется, принимая сферическую форму. В связи с этим, шаровой кран должен открываться и закрываться с приложением некоторого усилия. Если кран открывается совершенно свободно, это свидетельствует либо о недостаточном усилии предварительного обжатия, либо о том, что под седельные кольца установлены «демпферы» из эластомера. Такое решение резко снижает температурную стойкость и долговечность крана, т.к. эластомер с начальным весьма высоким напряжением резко теряет свои эксплуатационные свойства с течением времени.

Шаровой затвор постоянно находится под воздействием потока рабочей среды, в которой могут присутствовать нерастворимые абразивные частицы, «бомбардирующие» поверхность затвора (рис. 10).

Рис. 10. Шаровой затвор крана после года интенсивной эксплуатации

Для снижения такого воздействия поверхность затвора, как правило, имеет гальванопокрытие из хрома. Хром гораздо тверже никеля и прекрасно противостоит шламовым «атакам». Однако есть следующая тонкость: хром не может наноситься непосредственно на латунь шара, под ним должна присутствовать медная или никелевая подложка. Ее отсутствие резко снижает срок службы крана. При гальванизации хром в силу своей большой твердости осаждается островками, между которыми находится сеть микротрещин. В условиях электролита эти микротрещины заполняются продуктами коррозии слоя подложки (это медь или никель). Таким образом, получается монолитное прочное покрытие. При отсутствии подложки микротрещины остаются незаполненными, а защитное покрытие становится неполноценным.

В последнее время появились шаровые краны, имеющие тефлоновое покрытие шарового затвора. Даже кратковременная пробная эксплуатация таких кранов выявляет крайне низкую стойкость такого покрытия в условиях потока рабочей среды с механическими включениями (рис. 11).

Рис. 11. Шаровой затвор с тефлоновым покрытием

 

Ответственные элементы конструкции

Несмотря на свою кажущуюся простоту, шаровой кран имеет ряд конструктивных особенностей, о которых потребителю неплохо знать, чтобы выбрать такое изделие, которое прослужило бы долго и безотказно. Эти особенности показаны на продольном распиле большого полукорпуса шарового крана (рис. 12).

Рис. 12. Продольный распил полукорпуса крана.

Расстояния на рис. 12:

a – резьба, соединяющая два полукорпуса крана, должна иметь не менее трех ниток. Как правило, это метрическая резьба с шагом 1,25 мм;

b – длина присоединительной резьбы должна соответствовать требованиям ГОСТ 6527. Для кранов из горячепрессованной латуни допускается снижать нормативную длину резьбы на 10 %. В частности, для кранов с номинальным диаметром 1/2″ размер b должен составлять не менее 11 мм;

с – минимальная ширина буртика, ограничивающего заход присоединяемой трубы в муфтовый патрубок крана, определяется из расчета его на срез под воздействием силы, вызванной монтажным усилием ввинчивания.

B = K · Mз / (b · h · DN · σ_л),

где К – коэффициент запаса прочности по материалу, h – шаг присоединительной резьбы, м, Мз – момент завинчивания при монтаже, Н · м; DN – номинальный диаметр трубы, мм; σ_л– предел прочности латуни, МПа.

В случае несоблюдения этого размера, возможно смятие буртика и заклинивание шарового затвора.

Минимальная толщина стенки корпуса d для заявленного номинального давления (PN) должна быть не менее определенной по расчету:

Здесь Dк – наружный диаметр расчетного сечения корпуса крана, мм, σ_л – предел прочности латуни, МПа, К – коэффициент запаса прочности конструкции.

 

Регулирование потока шаровым краном

Шаровой кран относится к запорной арматуре, поэтому на него распространяется действия п. 4.44 СП 41-101: «Принимать запорную арматуру в качестве регулирующей не допускается». Большинство европейских производителей безоговорочно снимают гарантию со своих кранов, если будет доказано, что ими пытались регулировать количество проходящей рабочей среды. Дело в том, что современные шаровые краны имеют весьма тонкую стенку корпуса. Она способно выдержать заявленные в паспорте давления и температуру, но противостоять длительному воздействию абразивных частиц дросселированного потока и кавитации не в состоянии (рис. 13). Именно эти явления проявляются при попытках использовать шаровой кран в качестве регулирующего органа.

Рис. 13. Регулирование потока шаровым краном

 

Крепление рукоятки

Даже такая незначительная конструктивная особенность, как способ крепления рукоятки шарового крана, может сказаться на его долговечности и безопасной эксплуатации.

На рис. 14 представлены наиболее распространенные конструктивные решения этого узла.

Рис. 14. Узлы крепления рукоятки шарового крана

Самым надежным является узел с самоконтрящейся гайкой (рис. 14В). Интегрированное в гайку полиэтиленовое кольцо с внутренним диаметром, меньшим диаметра штока, предотвращает самопроизвольное откручивание гайки в результате продольных усилий и вибрации трубопровода. Крепление рукоятки обычной гайкой (рис. 14Б) требует обслуживания: время от времени гайку приходится подтягивать. Слабая затяжка гайки превращает рукоятку в рычаг, которым можно сломать шток. Наименее удачным является узел, в котором рукоятка крепится винтом. Внутренняя продольная резьба в штоке значительно ослабляет его. К тому же винт в условиях влажного режима эксплуатации быстро ломается, т.к. его живое сечение (по резьбе) чрезвычайно мало (рис. 15).

Рис. 15. Излом штока по внутренней резьбе

 

Разнообразие шаровых кранов

Компании, производящие шаровые краны для внутренних инженерных систем, обычно имеют несколько серий кранов, каждая из которых предназначена для строго определенных условий эксплуатации. В табл. 4 приводится перечень типов шаровых кранов торговой марки VALTEC, которые уже более 10 лет успешно эксплуатируются в России.

 

Таблица 4. Серии шаровых кранов VALTEC

 

 

C полным ассортиментом, подробными описаниями и техническими характеристиками шаровых кранов VALTEC можно познакомиться в каталоге. 

www.hauster.kz

Краны латунные, шаровые, муфтовые, трехходовые, полнопроходные

Кран латунный относится к запорной арматуре, корпус которого выполнен из сплава меди с легирующими добавками. В латунных шаровых кранах запирающим элементом является шар с отверстием в центре. Краны латунные успешно применяются при работе в следующих средах: паре, воде и газе. Благодаря своим физическим свойствам, краны шаровые латунные эксплуатируются и в более агрессивных средах, например, для транспортировки нефтепродуктов, спирта и т. д. В зависимости от типа и назначения используются при температуре среды от -60С до +150С. Краны латунные не исполльзуются для регулирования потока рабочей среды. Они служат в качестве запирающего устройства. Но при необходимости контроля давления к ним могут подключаться манометры. Предлагаем краны латунные: Кран с изогнутым спуском цапковый 10б8бк1; Кран с прямым спуском цапковый 10б9бк1; Кран с прямым спуском и ниппелем цапковый 10б19бк1; Кран пробковый натяжной сальниковый 11б6бк; Пробковый проходной сальниковый кран 11б7бк; Кран пробковый натяжной сальниковый 11б6бк1; 11б25бк; Кран шаровый проходной 11б27п; Кран шаровый проходной 11б27п1; Кран пробковый конусный натяжной 11б34бк; Кран пробковый конусный натяжной 11б12бк; Кран шаровой запорный латунный 11Б41п, 11Б41п1, 11Б41п2, 11Б41п3, 11Б41п4, 11Б41п5; Кран шаровой для манометра 11Б41п19, 11Б41п20, 11Б41п22, 11Б41п23, 11Б41п24, 11Б41п25, 11Б41п26 11Б41п27, 11Б41п28, 11Б41п29; Кран пробковый конусный натяжной 11б39бк; Краны под манометр 11б18бк, 11б38бк;

texbin.ru

Краны латунные шаровые: все дело в сетях

Латунные шаровые краны. Особенности конструкций

Латунные шаровые краны в настоящее время почти полностью вытеснили во внутридомовых сетях таких морально и физически устаревших «мастодонтов», как пробковые конусные краны, которые господствовали в зданиях советской эпохи (рис. 1 ).

Рис. 1. Кран пробковый проходной конусный сальниковый муфтовый 11Б6бк

Пробковые конусные краны имели крайне низкие паспортные эксплуатационные характеристики: срок службы – 8 лет, ресурс – 1500 циклов, наработка на отказ – 400 циклов. Фактические показатели этой дешевой и массовой арматуры были гораздо хуже: притертая пробка крана уже через несколько циклов открытия–закрытия теряла герметичность из-за абразивного воздействия нерастворимых механических примесей в рабочей среде. К тому же пробковые краны обладали весьма значительным гидравлическим сопротивлением. Их коэффициенты местных сопротивлений лежали в пределах от 3,5 до 6,0. Поэтому неудивительно, что при ремонте или демонтаже старых трубопроводных систем нередко встречаются пробковые краны, у которых пробка просто отсутствует, а под прижимную сальниковую гайку проложен подходящего размера «пятак». Сантехники тех времен зачастую просто обозначали наличие запорной арматуры, превращая ее в чисто декоративный элемент системы.

Шаровые краны в советское время, конечно, тоже были хорошо известны, но производились они в чугунном корпусе и выпускались с диаметрами условного прохода свыше двух дюймов. Поэтому когда на рынке трубопроводной арматуры появились дешевые, удобные в монтаже и эксплуатации латунные шаровые краны для внутренних инженерных систем, спрос на них лавинообразно возрос и продолжает расти по настоящее время.

Возросший спрос инициировал появление в продаже кроме действительно добротной продукции и массу изделий весьма сомнительного качества. Этой статьей хотелось бы дать ряд практических советов, которыми предлагается пользоваться при выборе латунного шарового крана.

Самое главное, на что следует обратить внимание при приобретении крана, – материал корпуса. Это должна быть действительно латунь, а не цинково-алюминиевый сплав (ЦАМ), который частенько используют некоторые недобросовестные производители. ЦАМ представляет собой сплав, содержащий порядка 96–98 % цинка, 2–3 % алюминия и до 1 % меди. Такие сплавы широко применяются в автомобильной промышленности (корпуса карбюраторов), но использование их для изготовления трубопроводной арматуры ограничивается временными дачными кранами. Если кран из ЦАМ будет установлен в инженерной системе многоквартирного дома, то уже через год–два он просто рассыплется на куски (рис. 2 ).

Рис. 2. Кран из цинково-алюминиевого сплава через два года эксплуатации

Отличить кран из латуни от крана из ЦАМ можно по весу: последний значительно легче, т.к. удельный вес ЦАМ составляет 6,7 г/см 3. а у латуни – 8,4–8,7 г/см 3. Если слегка снять шкуркой или надфилем гальванопокрытие на корпусе крана, то латунь обнаруживается по чуть приметной желтизне, которая через два дня окислится до характерного «латунного» цвета. Цвет ЦАМ – серебристый, не меняющийся при окислении. Безопасней всего приобретать кран, у которого естественный цвет латуни обнажен из-под гальванопокрытия на каком-либо участке (рис. 3 ).

Рис. 3. Естественный цвет латуни крана VALTEC BASE виден на резьбовом патрубке

Основная масса представленных на рынке латунных шаровых кранов изготавливается методом горячей объемной штамповки. Для такого способа производства трубопроводной арматуры наиболее оптимальной по составу является свинцовистая латунь марки CW617N по EN 12165, которая примерно соответствует российской марке ЛС59-2 по ГОСТ 15527. Латунные детали кранов, вытачиваемые из прутка (шаровой затвор, шток, сальниковая гайка), как правило, делаются из латуни марки CW614N (ЛС 58-3). Состав применяемых в арматуростроении латуней показан на табл. 2 .

Таблица 1. Состав латуней для производства шаровых кранов

Если взять два однотипных крана разных производителей, то вес у них будет различным. В среде монтажников считается, что чем тяжелее кран, тем толще у него стенки и тем он прочнее. Зная такой способ оценки качества, отдельные производители кранов идут на интересную уловку: они снабжают изделие массивной стальной рукояткой, увеличивающей общий вес крана. Поэтому, сравнивать краны по весу рекомендуется только при снятой рукоятке и гайке крепления.

Сальниковый узел шарового крана обеспечивает его герметичность по отношению к внешней среде. Конструктивные решения этих узлов могут быть различными (табл. 2 ).

Таблица 2. Распространенные конструкции сальниковых узлов шаровых кранов

Шток 1 вставлен изнутри. Два одинаковых сальниковых кольца 4 из эластомера. Самый простой и дешевый узел

Узел неремонтопригоден. Температурная стойкость крана ниже, чем у кранов с тефлоновыми сальниками. Течь по штоку требует замены всего крана. Шток ослаблен кольцевыми проточками

Шток 1 вставлен изнутри. Два сальниковых кольца: нижнее 4б – из FPM и верхнее 4а из NBR

Узел неремонтопригоден. Температурная стойкость крана ниже, чем у кранов с тефлоновыми сальниками. Течь по штоку требует замены всего крана. Шток ослаблен кольцевыми проточками

Шток 1 вставлен изнутри. Сальниковая гайка 3 имеет внутреннюю резьбу, что потребовало установки антифрикционного элемента 5. Уплотнение выполнено из тефлонового сальника 2 и резинового кольца 4

Узел условно ремонтопригоден, т.к. заменить кольцо 4 нельзя. Малая высота сальника 2 не позволяет ему полноценно выполнять функции герметизации. Шток 1 имеет начальные напряжения от растяжки и ослаблен кольцевой проточкой

Шток 1 вставлен изнутри. В роли сальниковой выступает обычная гайка 3 с внутренней резьбой. Растяжка штока потребовала установки антифрикционного элемента 5. Уплотнение выполнено из тефлонового сальника 2 и резинового кольца 4

Узел условно ремонтопригоден, т.к. заменить кольцо 4 нельзя. Малая высота сальника 2 не позволяет ему полноценно выполнять функции герметизации. Шток 1 имеет начальные напряжения от растяжки и ослаблен кольцевой проточкой

Шток 1 вставлен изнутри. Сальниковая гайка 3 имеет внутреннюю резьбу. Растяжка штока потребовала установки антифрикционного элемента 5. Уплотнение выполнено из тефлонового сальника 2

Узел ремонтопригоден. Шток 1 имеет начальные напряжения от растяжки

Шток 1 вставлен снаружи и имеет прижимной буртик 6. Сальниковая гайка 3 с наружной резьбой имеет выборку под буртик штока. Уплотнение выполнено из тефлонового сальника 2

Узел ремонтопригоден. Возможно выбивание штока давлением рабочей среды. После нескольких подтягиваний сальниковой гайки шток может заклиниться об шаровой затвор

Самым надежным и практичным на сегодняшний день признан сальниковый узел с тефлоновым сальниковым кольцом 2 высотой не менее 40 % диаметра штока, прижимной сальниковой гайкой с наружной резьбой 3 и со штоком 1. вставленным изнутри (рис. 4 ).

Рис. 4. Сальниковый узел крана VALTEC BASE

При выборе крана следует учитывать, что шаровые краны с неремонтопригодными сальниковыми узлами прослужат до первой протечки по штоку, после чего весь кран подлежит замене.

Еще одна опасность подстерегает тех, кто выберет кран, у которого шток вставлен снаружи, а не изнутри корпуса. С одной стороны, такое решение делает кран ремонтопригодным, но с другой стороны оно несет в себе опасность выбивания штока давлением рабочей среды. Надеяться на то, что сальниковая гайка удержит шток от выдавливания, особенно не приходится, т.к. любое незакрепленное (незаконтренное) резьбовое соединение под действием продольной силы стремится к раскручиванию. Это вызвано тем, что продольная сила F на винтовой плоскости раскладывается на две взаимоперпендикулярные силы (рис. 5 ) – Fp и Fn.

Рис. 5. Взаимодействие продольной силы с наклонной плоскостью

Сила Fn нормальна к винтовой плоскости и взаимодействует на направляющую винтовую плоскость. То есть она задает прочность винтового соединения. Сила Fp направлена вдоль винтовой плоскости. Именно она стремится раскрутить соединение. Препятствием к раскручиванию является сила трения. При вибрационных нагрузках сила трения существенно ослабевает, что ведет к самопроизвольному раскручиванию. Такая же проблема возникает в накидных гайках обжимных фитингов. Именно поэтому их полагается время от времени довинчивать. На эффекте подобного взаимодействия винтовых плоскостей основана детская юла.

Сила, вызванная давлением рабочей среды, стремится вытолкнуть шток шарового крана из сальникового патрубка. Если шток вставлен изнутри, эту выталкивающую силу воспринимает буртик штока, опирающийся на корпус крана (рис. 6 ).

Рис. 6. Схема работы штока, вставленного изнутри корпуса

Когда шток вставлен снаружи, выталкивающую силу приходится воспринимать сальниковой гайке (рис. 7 ). Здесь и начинает проявляться «эффект юлы». Вибрации крана и знакопеременные температурные нагрузки приводят к самопроизвольному откручиванию сальниковой гайки и появлению течи. При отсутствии должного контроля гайка может частично выйти из резьбового зацепления. В этом случае, при малейшем скачке давления, оставшаяся в зацеплении часть резьбы будет смята, и шток будет выбит из крана.

Самым неудачным вариантом сальникового узла является такой, при котором опорный буртик штока смещен вверх и прижимается сальниковой гайкой (рис. 8 ). В этом случае, по замыслу конструкторов, сальниковая гайка одновременно выполняет функцию ограничителя хода штока и прижимного элемента для сальникового уплотнителя. Кроме возможного выбивания штока по описанной ранее схеме в данной конструкции добавляется опасность полного заклинивания шара штоком. Это может произойти уже после нескольких поджатий сальниковой гайки.

Рис. 8. Схема работы штока со смещенным буртиком

В большинстве внутридомовых латунных шаровых кранов шаровой затвор представляет собой действительно шар (рис. 9А ). Ряд производителей для экономии материала делают снизу затвора круговую проточку (рис. 9Б ). При этом в нижней части крана создается «отстойник», куда неизбежно будет скапливаться шлам рабочей среды. Если в кране с обычным шаром расстояние от поверхности затвора до стенки корпуса везде примерно одинаковое, то в шаре с проточкой появляется зона малых скоростей потока, что и приведет к осаждению нерастворимых частиц. Самые экономные фирмы превращают шар в квадрат, протачивая еще и его боковые стороны (рис. 9В ). Последнее решение видится весьма неоднозначным, поскольку воздействие краёв боковых проточек на седельные кольца существенно сокращают срок службы уплотнителя.

Под флагом борьбы с пресловутой «сальмонеллой», западные производители в последнее время стали выпускать краны со сквозным отверстием в нижней части шарового затвора (рис. 9Г ). Как это должно повлиять на жуткую бактерию пока непонятно, но то, что в этом случае сальниковый узел при открытом кране будет испытывать все «прелести» гидравлических ударов – можно утверждать точно.

Рис. 9. Сечения шаровых затворов

В качестве седельных уплотнений большинства внутридомовых шаровых кранов используется тефлон (политетрафторэтилен, фторопласт, PTFE), имеющий упрощенную химическую формулу (CF₂ -CF₂ )n. Открытый в 30-е годы прошлого века в компании DuPont (Рой Планкетт), этот материал оказался необыкновенно скользким и термостойким. Первое время тефлон применялся только в военной и космической отраслях, однако по мере открытия новых технологий получения, он широко внедрился и в остальные сферы.

Изделия из тефлона получаются путем спекания и полимеризации тетрафторэтиленового порошка при температуре порядка 80 °С и давлении до 100 атм. Решающее влияние на физически, химические и механические характеристики тефлона оказывают добавляемые в него присадки. Прочность, твердость, пластичность, электропроводность, антифрикционность, термостойкость, химическая стойкость – этими и множеством других свойств можно варьировать в тефлоне, если использовать различные комбинации добавок (табл. 3 ).

Таблица 3. Влияние добавок на свойства тефлона

Суперантифрикционность, износостойкость, химическая устойчивость, исчезает абразивность

Как идеальный материал для сальниковых уплотнений шаровых кранов тефлон почти полностью вытеснил остальные материалы. Однако, рынок есть рынок, и в погоне за снижением себестоимости, отдельные производители находят различные лазейки, чтобы сэкономить на достаточно дорогостоящем, но качественном тефлоне.

Толщина тефлоновых колец в седлах крана может быть настолько мала, что при повышении температуры тефлон из кольца превратится в какую-то волнообразную фигуру, совершенно не способную выполнять свою уплотняющую функцию.

Чаще же всего встречаются уплотнительные элементы из тефлона дешевых марок. Их отличает заметная невооруженным глазом зернистость и шероховатость. Обладая слабыми антифрикционными свойствами и весьма низкой прочностью, такой тефлон служит недолго, так как выкрашивается под воздействием кромок шарового затвора.

Следует отметить, что тефлоновые седельные кольца при сборке должны получить строго определенное усилие предварительного обжатия. Рабочая кромка кольца при этом деформируется, принимая сферическую форму. В связи с этим, шаровой кран должен открываться и закрываться с приложением некоторого усилия. Если кран открывается совершенно свободно, это свидетельствует либо о недостаточном усилии предварительного обжатия, либо о том, что под седельные кольца установлены «демпферы» из эластомера. Такое решение резко снижает температурную стойкость и долговечность крана, т.к. эластомер с начальным весьма высоким напряжением резко теряет свои эксплуатационные свойства с течением времени.

Шаровой затвор постоянно находится под воздействием потока рабочей среды, в которой могут присутствовать нерастворимые абразивные частицы, «бомбардирующие» поверхность затвора (рис. 10 ).

Рис. 10. Шаровой затвор крана после года интенсивной эксплуатации

Для снижения такого воздействия поверхность затвора, как правило, имеет гальванопокрытие из хрома. Хром гораздо тверже никеля и прекрасно противостоит шламовым «атакам». Однако есть следующая тонкость: хром не может наноситься непосредственно на латунь шара, под ним должна присутствовать медная или никелевая подложка. Ее отсутствие резко снижает срок службы крана. При гальванизации хром в силу своей большой твердости осаждается островками, между которыми находится сеть микротрещин. В условиях электролита эти микротрещины заполняются продуктами коррозии слоя подложки (это медь или никель). Таким образом, получается монолитное прочное покрытие. При отсутствии подложки микротрещины остаются незаполненными, а защитное покрытие становится неполноценным.

В последнее время появились шаровые краны, имеющие тефлоновое покрытие шарового затвора. Даже кратковременная пробная эксплуатация таких кранов выявляет крайне низкую стойкость такого покрытия в условиях потока рабочей среды с механическими включениями (рис. 11 ).

Рис. 11. Шаровой затвор с тефлоновым покрытием

Ответственные элементы конструкции

Несмотря на свою кажущуюся простоту, шаровой кран имеет ряд конструктивных особенностей, о которых потребителю неплохо знать, чтобы выбрать такое изделие, которое прослужило бы долго и безотказно. Эти особенности показаны на продольном распиле большого полукорпуса шарового крана (рис. 12 ).

Рис. 12. Продольный распил полукорпуса крана.

Расстояния на рис. 12:

a – резьба, соединяющая два полукорпуса крана, должна иметь не менее трех ниток. Как правило, это метрическая резьба с шагом 1,25 мм;

b – длина присоединительной резьбы должна соответствовать требованиям ГОСТ 6527. Для кранов из горячепрессованной латуни допускается снижать нормативную длину резьбы на 10 %. В частности, для кранов с номинальным диаметром 1/2″ размер b должен составлять не менее 11 мм;

с – минимальная ширина буртика, ограничивающего заход присоединяемой трубы в муфтовый патрубок крана, определяется из расчета его на срез под воздействием силы, вызванной монтажным усилием ввинчивания.

где К – коэффициент запаса прочности по материалу, h – шаг присоединительной резьбы, м, Мз – момент завинчивания при монтаже, Н · м; DN – номинальный диаметр трубы, мм; σ_л – предел прочности латуни, МПа.

В случае несоблюдения этого размера, возможно смятие буртика и заклинивание шарового затвора.

Минимальная толщина стенки корпуса d для заявленного номинального давления (PN) должна быть не менее определенной по расчету:

Здесь D к – наружный диаметр расчетного сечения корпуса крана, мм, σ_л – предел прочности латуни, МПа, К – коэффициент запаса прочности конструкции.

Регулирование потока шаровым краном

Шаровой кран относится к запорной арматуре, поэтому на него распространяется действия п. 4.44 СП 41-101: «Принимать запорную арматуру в качестве регулирующей не допускается». Большинство европейских производителей безоговорочно снимают гарантию со своих кранов, если будет доказано, что ими пытались регулировать количество проходящей рабочей среды. Дело в том, что современные шаровые краны имеют весьма тонкую стенку корпуса. Она способно выдержать заявленные в паспорте давления и температуру, но противостоять длительному воздействию абразивных частиц дросселированного потока и кавитации не в состоянии (рис. 13 ). Именно эти явления проявляются при попытках использовать шаровой кран в качестве регулирующего органа.

Рис. 13. Регулирование потока шаровым краном

Даже такая незначительная конструктивная особенность, как способ крепления рукоятки шарового крана, может сказаться на его долговечности и безопасной эксплуатации.

На рис. 14 представлены наиболее распространенные конструктивные решения этого узла.

Рис. 14. Узлы крепления рукоятки шарового крана

Самым надежным является узел с самоконтрящейся гайкой (рис. 14В ). Интегрированное в гайку полиэтиленовое кольцо с внутренним диаметром, меньшим диаметра штока, предотвращает самопроизвольное откручивание гайки в результате продольных усилий и вибрации трубопровода. Крепление рукоятки обычной гайкой (рис. 14Б ) требует обслуживания: время от времени гайку приходится подтягивать. Слабая затяжка гайки превращает рукоятку в рычаг, которым можно сломать шток. Наименее удачным является узел, в котором рукоятка крепится винтом. Внутренняя продольная резьба в штоке значительно ослабляет его. К тому же винт в условиях влажного режима эксплуатации быстро ломается, т.к. его живое сечение (по резьбе) чрезвычайно мало (рис. 15 ).

Рис. 15. Излом штока по внутренней резьбе

Разнообразие шаровых кранов

Компании, производящие шаровые краны для внутренних инженерных систем, обычно имеют несколько серий кранов, каждая из которых предназначена для строго определенных условий эксплуатации. В табл. 4 приводится перечень типов шаровых кранов торговой марки VALTEC, которые уже более 10 лет успешно эксплуатируются в России.

Таблица 4. Серии шаровых кранов VALTEC

COMPACTСерия бюджетных неремонтопригодных кранов для внутриквартирных трубопроводов из неметаллических труб

BASEСерия полнопроходных ремонтопригодных кранов для внутридомовых и квартирных стальных трубопроводов без изгибающих усилий

PERFECT Серия номерных полнопроходных ремонтопригодных усиленных кранов для внутридомовых стояков. Краны способны воспринимать изгибающие моменты и температурные деформации трубопроводов

VALGASСерия полнопроходных кранов для газопроводов низкого и среднего давления

VTp.742 Краны для полипропиленовых трубопроводов

VT.245 Краны для металлополимерных трубопроводов

VT.245 Кран с дренажем и воздухоотводчиком

http://valtec.ru

legkoe-delo.ru