Запорные краны

Наибольшее применение из кранов получили запорные. Они используются на магистральных трубопроводах, транспортирующих природный газ и нефть, а также в системах городского газоснабжения, на резервуарах и котлах для определения уровня жидкости, дренажа систем, взятия проб. Классификация запорных кранов приведена на рисунке ниже:

	Классификация запорных кранов

Достоинства крана, как запорного устройства, заключается в следующем: простота конструкции, малое гидравлическое сопротивление, небольшая высота (без учета размеров привода), возможность безколодезной установки и установки в любом рабочем положении на трубопроводе, простая форма проточной части корпуса, отсутствие застойных зон, полнопроходность в шаровых кранах, допускающая возможность механизированной очистки трубопровода, простое управление (поворот пробки на 90°), малое время, затрачиваемое на поворот, хорошая защита и возможность смазки уплотнительных поверхностей деталей рабочего органа, применимость для вязких или загрязненных сред, суспензий, пульп и шламов, возможность использования в качестве запорного или регулирующего устройства. Вместе с тем, краны имеют следующие недостатки: для управления кранами с большим условным диаметром прохода требуется большие крутящие моменты, необходимы тщательное обслуживание и смазка уплотнительных поверхностей конической пробки и корпуса во избежание "прикипания" пробки к корпусу, усложнена притирка конической пробки и корпуса, неравномерный по высоте износ конусных пробок, что в процессе их эксплуатации приводит к снижению герметичности запорного органа. Поэтому для ответственных объектов все большее применение получают шаровые краны, которые используются для трубопроводов с условным диаметром прохода D_у < 1400 мм и более при давлениях р_у < 16 МПа. На линейной части магистральных газопроводов шаровые краны являются основным запорным устройством. Они получили широкое применение и на других объектах газопроводов.

Для того, чтобы снизить крутящий момент, необходимый для управления конусными кранами, и износ уплотнительных поверхностей, применяются краны со смазкой. На конусных соприкасающихся поверхностях этих кранов пробка и корпус имеют каналы, заполняемые специальной смазкой. Смазка периодически вручную или автоматически подается по каналам шпинделя, корпуса и пробки.

Принцип работы кранов с подъемом пробки заключается в том, что при открывании и закрывании прохода предварительно производится подъем пробки на некоторую высоту, необходимую для того, чтобы уплотнительные поверхности пробки и корпуса разошлись, что уменьшает во время поворота пробки трение и износ уплотнительных поверхностей. Это осуществляется путем поворота шпинделя или ходовой гайки. После поворота пробки на 90° она снова "садится" на свое место. В кранах с ручным управлением эти действия выполняются последовательно вручную - с помощью шпинделя и бокового рычага, в кранах с поршневым гидроприводом или электроприводом - специальным механизмом.

Шаровые краны с пробкой в виде шара со сквозным отверстием для прохода среды получают все более широкое применение для различных условий работы. По принципу герметизации запорного органа их можно разделить на две основные разновидности: с плавающим шаром и с шаром на опорах. Применяются иногда и конструкции с плавающими уплотнительными кольцами. Сферические пробка и корпус обладают большой прочностью и жесткостью.
Для кранов с малым диаметром прохода наибольшее применение получили конструкции с плавающей пробкой, в которых пробка не связана жестко со шпинделем, а может смещаться от оси шпинделя. Под действием давления среды пробка прижимается к уплотнительному кольцу корпуса, обеспечивая герметичное перекрытие запорного органа.

При больших условных диаметрах прохода и давлениях плавающая пробка создает чрезмерно большие нагрузки на уплотнительное кольцо, что затрудняет работу крана, поэтому для таких условий рекомендуются конструкции с фиксированной пробкой. Фиксирующая цапфа пробки может иметь подшипники качения или самосмазывающиеся подшипники скольжения, которые в настоящее время широко используются в шаровых кранах.

Для вязких и застывающих (кристаллизующихся) сред (парафинистых мазутов, фенолов, смол) применяются краны с паровым обогревом корпуса. Используются краны как с конусной или шаровой, так и с цилиндрической пробкой.

Краны изготовляются из латуни, бронзы, серого чугуна, стали. Краны из латуни (D_у < 80 мм) применяются для сред с р_у < 2,5 МПа при t_p < 225°С. Чугунные краны (D_у < 150 мм) используются для воды, нефти, смазочных масел, топливного газа, нейтральных газов, фенолов при р_у < 1,6 МПа и t_p < 150°С. Стальные краны (D_у < 1400 мм) применяются для топливных газов, сжиженных газов, нефтепродуктов, каменноугольной смолы, пека при р_у < 16 МПа и t_p < 500°С. Латунные краны изготовляются как пробно-спускные и как запорные. Пробно-спускные краны (с условным диаметром D_у, равным 6, 10, 15 и 20 мм) при р_у = 1 МПа и t_p = 225° С предназначены для установки на котлы и резервуары. Они имеют один присоединительный патрубок с наружной трубной дюймовой резьбой и один спускной патрубок для выпуска рабочей среды, который используются для взятия проб и дренажа.

На рисунке внизу представлены чугунные пробковый и шаровой краны и их монтажные размеры (в скобках приведены их обозначения по классификациям СЕИР и ООН).

	Краны запорные: а - пробковый 11ч8бк (12375, 36-06.219), б - шаровой с плавающей пробкой 11ч37п (12371, 36-06.218)

В таблице приведены выпускаемые в СНГ исполнения запорных кранов по классификациям ЦКБА.

Классификация ЦКБА	PN, МПа	DN, мм
1Б1р	1	50
10Б8бк1	1	6, 10, 15, 20
10Б9бк1	1	6, 10, 15,20
10Б19бк1	1	6, 10, 15,20
10с7п	1,6	10, 15, 20, 25, 32, 40, 50
10с7п1	2	6, 10, 15, 20, 25, 32, 40, 50
10с8бр	2,5	6, 10, 15,20,25,32,40,50
11Б1бк	0,6	20, 25, 32, 40
11БЗбк	0,01	25
11Б6бк	0,6; 1	15, 20, 25, 32, 40, 50
11Б6бк1	0,6; 1	15, 20, 25, 32, 40, 50
11Б7бк	1	6, 10, 15, 20
11Б12бк	0,01	15,20
11Б18бк	1,6	15
11Б22бк,бк1	0,4; 2,5	3
11Б23бк	1	15
11Б24п	1	10, 15
11Б24п1	0,1	15,20
11Б25бк	0,1	15,20
11Б27п	1,6	15, 20, 25, 40, 50
11Б27п1	1,6	15, 20, 25, 40, 50
11Б32бк	0,01	15, 20
11Б34бк	0,01	15,20
11Б37п	1,6	15,20
11Б38бк	1,6	15
11Б39бк	0,1	25
11Б40бк	0,01	25,32
11кч24п1	0,1	15, 20, 25, 32, 40, 50
11кч34п1	0,63	15,20,25,40,50
11лс38п	1...6,3	10, 15, 25
	16	25
11лс38п,п1,п2	16	6, 10, 15, 20, 25
11лс45п	16; 20	50, 80/50, 100
	16	150,200,300
11лсбОп	8	50, 80/50, 100, 150, 200
11лс60п2	8	50, 80, 100
11лс61п	32	15, 25, 32
11лс62р	12,5	700
	8; 10	700, 1200, 1400
11лс65п2	1,6	50, 100
11лс68п	8	300,400,500, 1000
	10	300, 500, 1000
11лс70п	4	50, 80, 100
11лс74п	1,6	100
11лс76п	2,5	15,20,25,32
11лс77п	2,5	25
11лс78п	4	15, 20, 25
11лс80п,п1	1,6	32, 50, 80
11лс660п	8	50, 80/50, 100, 150
11лс745п	16	400
11лс(6)745п	12,5	150, 200
11лс(6)757п, п1	8	300, 400, 500, 700, 1000
11лс(6)760п	8	200
11лс762р	12,5	700
11лс(6)762р	8	700, 1200, 1400
	10	700, 1200, 1400
11лс(6)763п	8	1000
11лс(6)768п	8	300, 400, 500, 1000
	10	300, 500, 1000
	12,5	400, 500
11лс(6)769п, п1	8; 10; 12,5; 16	300
11сббк	1,6	50, 80, 100, 150
11с7бк	0,58	50, 80
11с9бк	1,6	50, 80, 100, 150
11с17бк	0,58	50,80
11с28п	20	15
11сЗЗп	2,5	50, 80/50, 100/80
11с34п	2,5	50, 80/50, 100/80
11с35п	2,5	50, 80/50, 100/80
11сЗбп	2,5	15, 20, 25
11с37п	2,5	32, 40, 50
11с38п	1...6,3	10, 15, 25
	16	25
11с38п,п1,п2	16	6, 10, 15, 20, 25
11с41п	1; 1,6; 2,5	50, 80, 100, 150, 200
11с45п	12,5	150, 200
	16	400
11с55п	10	400
11с70п	4	50, 80, 100
11с72п,п1	8	50, 65/50, 65, 80/65, 80, 100/80
11с74п	2,5	50,80
11с76п	2,5	15, 20, 25, 32
11с77п	2,5	25
11с78п	4	15, 20, 25
11с80п, п1,п2	1,6	32, 50, 80
11с349п	12,5	400, 500
11с373п	8	400, 500
11с448п	8	300, 400, 500, 700
11с448п1	8	300, 400, 500, 700
11с(6)745п	16	50, 80/50, 100, 150, 200, 300
11с745п	16	400
11с(6)749п	12,5	400, 500
11с(6)773п	8	400, 500
11чЗбк	0,1	25, 32, 40, 50
11ч6бк	1	15, 20, 25, 40, 50
11ч8бк	1	25, 40, 100
11ч12бк	0,63	80, 100, 150, 200
11ч16бк	1,6	80, 100, 125, 150, 200
11ч18бк	0,63	25, 40, 50, 65
11ч25бк	1,6	50, 65, 100
11ч37п1	0,6	50, 65, 100
11ч38п1	0,6	15, 20, 25, 32, 40, 50, 65, 80
11ч 42п	1,6	15, 20