Шаровые краны под приварку с приводом из стали 20
Шаровые краны под приварку с приводом из стали 20 — это запорная арматура, корпусные детали которой изготовлены из углеродистой конструкционной стали 20 (ГОСТ 1050). Материал обеспечивает сочетание прочностных характеристик и технологичности при изготовлении корпусов методом штамповки или литья с последующей механической обработкой. Приварные концы под стыковую сварку формируют неразъёмное соединение с трубопроводом, что исключает фланцевые утечки и снижает массу обвязки.
Сталь 20 относится к группе качественных углеродистых сталей с содержанием углерода около 0,17–0,24 %. Для арматуры, работающей при температурах от –40 до +200 C, этот материал применяется в системах с неагрессивными и слабоагрессивными средами: вода, пар, нефтепродукты, природный газ. Предел текучести стали 20 составляет не менее 245 МПа, временное сопротивление разрыву — 410–530 МПа, что достаточно для корпусов кранов DN 15–300 мм, работающих при номинальном давлении PN 16–40.
Конструктивные особенности и приводы
Краны под приварку с приводом комплектуются электрическими, пневматическими или гидравлическими приводами. Электроприводы применяются для дистанционного управления в системах автоматизации, пневмоприводы — при наличии сети сжатого воздуха на объекте, гидроприводы — при необходимости больших крутящих моментов на шпинделе. Присоединение привода к фланцу крана выполняется по ISO 5211, что обеспечивает унификацию монтажа.
Управление потоком осуществляется поворотом шара на 90. Для снижения крутящего момента и износа уплотнений в конструкции применяются плавающие или опорные шары с уплотнительными кольцами из PTFE или усиленного полимера. Привод устанавливается на верхнем фланце корпуса через переходную муфту, что позволяет обслуживать арматуру без демонтажа с трубопровода.
Применение в промышленных системах
Приварные шаровые краны со стальным корпусом из стали 20 востребованы на объектах нефтегазовой отрасли, в системах теплоснабжения, водоподготовки и пожаротушения. Основные области применения:
- магистральные и технологические трубопроводы перекачки нефти и нефтепродуктов;
- обвязка насосных станций и компрессорных цехов;
- системы отопления и горячего водоснабжения промышленных зданий;
- узлы учёта и распределения природного газа на ГРП и ГРС;
- технологические линии химических производств с неагрессивными средами.
Сварное соединение «встык» обеспечивает герметичность, сопоставимую с прочностью основного трубопровода, что критично для подземных и канальных прокладок. Отсутствие фланцев сокращает количество потенциальных точек утечки и упрощает теплоизоляцию арматуры.
Технические параметры
| DN | PN, МПа | Температура, C | Тип привода | Материал уплотнений |
|---|---|---|---|---|
| 15 | 4,0 | –40…+200 | электропривод | PTFE |
| 50 | 4,0 | –40…+200 | пневмопривод | PTFE + 25% стекловолокно |
| 100 | 2,5 | –40…+200 | электропривод | PTFE |
| 200 | 1,6 | –40…+200 | гидропривод | PTFE + 25% стекловолокно |
Монтаж и эксплуатация
Приварка крана к трубопроводу выполняется электродуговой сваркой с предварительным подогревом кромок до 150–200 C для предотвращения образования трещин в околошовной зоне. После сварки необходимо провести термообработку сварного шва, если это требуется проектом. При монтаже следует исключить попадание окалины и брызг на уплотнительные поверхности шара — для этого кран устанавливается в полностью открытом положении.
Обслуживание кранов с приводом сводится к периодической проверке крутящего момента на шпинделе, контролю герметичности сальникового узла и замене уплотнительных колец при потере герметичности. Для электроприводов предусмотрены концевые выключатели, сигнализирующие о положении «открыто/закрыто», что интегрируется в системы АСУ ТП.
Вопросы и ответы
Какие среды допустимы для шаровых кранов из стали 20?
Сталь 20 применяется для воды, пара, нефтепродуктов, природного газа и других неагрессивных сред. Для химически активных сред требуется арматура из нержавеющих сталей или с внутренним покрытием.
Какой тип привода выбрать для автоматизации?
Для объектов с сетью сжатого воздуха целесообразен пневмопривод, для автономных систем — электропривод. Гидропривод оправдан при больших диаметрах и высоких крутящих моментах.
Требуется ли термообработка после приварки крана?
Для трубопроводов с толщиной стенки более 12 мм или при низких температурах эксплуатации рекомендуется местная термообработка сварного шва для снятия остаточных напряжений.
Каков ресурс уплотнительных колец из PTFE?
При соблюдении рабочих параметров и отсутствии абразивных частиц ресурс уплотнений составляет 10 000–15 000 циклов открытия/закрытия, после чего требуется замена колец.
