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 Dу < 1400 мм и более при давлениях ру < 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 (Dу < 80 мм) применяются для сред с ру < 2,5 МПа при tp < 225°С. Чугунные краны (Dу < 150 мм) используются для воды, нефти, смазочных масел, топливного газа, нейтральных газов, фенолов при ру < 1,6 МПа и tp < 150°С. Стальные краны (Dу < 1400 мм) применяются для топливных газов, сжиженных газов, нефтепродуктов, каменноугольной смолы, пека при ру < 16 МПа и tp < 500°С. Латунные краны изготовляются как пробно-спускные и как запорные. Пробно-спускные краны (с условным диаметром Dу, равным 6, 10, 15 и 20 мм) при ру = 1 МПа и tp = 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 крановпо 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 |
