Шаровый кран (Ball valve)

1. Что такое шаровой кран (Ball Valve)?

Шаровой кран — это тип запорной арматуры, в котором в качестве запорного элемента используется сферический затвор (шар) со сквозным отверстием. Поворот ручки или привода на 90° полностью открывает или перекрывает поток.

Основные преимущества:

• Высокая герметичность: Обеспечивают отличное перекрытие потока.

• Простота управления: Быстрое открытие/закрытие поворотом на 90°.

• Низкое гидравлическое сопротивление: В открытом состоянии практически не создают помех потоку.

• Компактность: Малые строительные длины по сравнению с задвижками.

• Надежность: Простая конструкция с малым количеством деталей.

Недостатки:

• Не предназначены для регулирования потока: Работа в промежуточном положении приводит к кавитации и быстрому износу.

• Застойные зоны: В стандартнопроходных (Reduced Bore) моделях могут образовываться зоны, где застаивается среда.

2. Стандарты API (American Petroleum Institute)

Сфера применения: Нефтегазовая промышленность, магистральные трубопроводы, установки с высокими давлениями, температурами и агрессивными средами. Стандарты API предъявляют самые строгие требования к материалам, конструкции и безопасности.

Ключевые стандарты:

• API 6D — «Спецификация на трубопроводную арматуру»

  • Основной стандарт для кранов, используемых в магистральных нефте- и газопроводах.

  • Требует полного прохода (Full Bore), чтобы не уменьшать диаметр трубопровода и позволять проход очистных скребков.

  • Строгие требования к испытаниям (герметичность, прочность корпуса, продолжительность цикла работы).

  • Обязательная антистатическая безопасность: специальная пружина обеспечивает электрический контакт между шаром и штоком, предотвращая накопление статического электричества.

  • «Пожаробезопасное исполнение» (Fire Safe): Конструкция должна сохранять герметичность в течение определенного времени даже при пожаре, когда уплотнения разрушены.

• API 608 — «Металлические шаровые краны с фланцевыми и стыковыми концами»

  • Стандарт для шаровых кранов общего назначения, используемых на технологических установках (не только на магистралях).

  • Допускает как полный (Full Port), так и стандартный проход (Reduced Port).

  • Также требует антистатической конструкции и часто — пожаробезопасного исполнения.

Основные особенности кранов API:

• Материалы: Высококачественные стали (A216 WCB, A351 CF8, CF8M), часто с наплавленными уплотнительными поверхностями из твердых сплавов.

• Классы давления: Соответствуют классам ANSI (Class 150, 300, 600, 900).

• Управление: Предусмотрено под привод (электрический, пневматический).

• Конструкция: Чаще всего с плавающей сферой (для небольших диаметров) или с шаром в опорах (для больших диаметров и высоких давлений).

3. Стандарты ANSI (American National Standards Institute)

Сфера применения: Широкая промышленность США и других стран: химическая, энергетическая, целлюлозно-бумажная, водоподготовка. ANSI стандартизирует не конструкцию крана, а его присоединительные размеры, давления, материалы и методы испытаний.

Ключевые стандарты:

• ANSI B16.34 — «Арматура с фланцевыми и стыковыми концами»

  • Фундаментальный стандарт, определяющий требования к арматуре по номинальному давлению (Pressure Class), допустимым материалам, расчетной толщине стенок корпуса и рабочим температурам и давлениям.

• ANSI B16.5 — «Фланцы и фланцевые соединения»

  • Определяет размеры, типы и давление-температурные характеристики фланцев.

• ANSI B16.10 — «Габаритные размеры арматуры»

  • Определяет строительные длины (Face-to-Face) кранов.

Основные особенности кранов ANSI:

• Классы давления: Class 150, 300, 400, 600, 900, 1500, 2500.

• Совместимость: Кран, соответствующий ANSI B16.34, будет стыковаться с трубопроводом, имеющим фланцы по ANSI B16.5.

• Универсальность: Кран может быть спроектирован по общим промышленным стандартам, но при этом соответствовать ANSI по размерам и давлению. Он не обязательно будет иметь все особенности крана API (например, антистатику или Fire Safe).

4. Стандарты DIN / EN (Deutsches Institut für Normung / Европейские нормы)

Сфера применения: Европейский рынок, страны СНГ, а также проекты, где используются метрические системы.

Ключевые стандарты:

• DIN 3230 / EN ISO 17292 — «Шаровые краны из металлических материалов»

  • Определяет типы, конструкцию, размеры, материалы и требования к качеству.

• DIN EN 1092-1 — «Фланцы и их соединения»

  • Европейский стандарт на фланцы.

• Номинальное давление (PN): Используется метрическая система PN (Pressure Nominale): PN6, PN10, PN16, PN25, PN40, PN63, PN100 и т.д.

Основные особенности кранов DIN:

• Метрическая система: Все размеры в миллиметрах (DN - Diameter Nominal).

• Типы присоединений: Фланцевые (по DIN/EN), муфтовые, под приварку.

• Материалы: Широко используются чугуны (GGG-40, GGG-50), стали (GS-C25, WCB), нержавеющие стали (1.4401/1.4301).

• Конструкция: Большое распространение получили краны с полимерными седельными уплотнениями (PTFE, RPTFE) для повышенной герметичности.

Сравнительная таблица: API vs ANSI vs DIN для шаровых кранов

Итог: Как выбрать?

1. Для магистрального нефтегазового трубопровода:

   • Стандарт: API 6D

   • Проход: Full Bore

   • Опции: Антистатичка, Fire Safe — обязательно.

2. Для технологической установки на химическом заводе (проект по американским нормам):

   • Стандарт: API 608 или ANSI B16.34

   • Проход: Зависит от требований к давлению (Full Port для минимизации потерь).

   • Опции: Fire Safe — часто требуется.

3. Для системы водоснабжения или отопления в Европе или по европроекту:

   • Стандарт: DIN 3230 / EN ISO 17292

   • Проход: Reduced Bore (для экономии) или Full Bore (для магистралей).

   • Давление: PN16 или PN25 для большинства применений.

Понимание этих стандартов позволяет не просто «купить кран», а выбрать оптимальное и надежное техническое решение, гарантирующее долговечную и безопасную работу вашей трубопроводной системы.