Латунные шаровые краны

Пробковые краны не отличаются особой долговечностью, в среднем срок их службы составляет около 8 лет. По документации краны такого типа имели ресурс в 1500 циклов и наработку на отказ в 400 циклов. На деле же в эксплуатации такие краны зачастую не доходили и до заявленных характеристик, часто теряли свою герметичность еще на начальных стадиях использования и в целом были не удобны и ненадежны в эксплуатации.

При всех указанных минусах, пробковые краны также имели довольно значительное гидравлическое сопротивление, коэффициент местных сопротивлений таких кранов обычно находился в пределах от 3,5 до 6,0.

При этом шаровые краны, на самом деле, были известны еще в советский период, однако производились они тогда в корпусе из чугуна и имели диаметр прохода больше 5 сантиметров. Когда же на рынке появились недорогие, но удобные и надежные шаровые краны из латуни – спрос на них оказался чрезвычайно высок и до настоящего времени только продолжает расти.

К сожалению, огромный спрос на такие изделия привел и к появлению в продаже помимо по-настоящему качественной продукции изделия довольно низкого качества.

В данной статье приведены практические советы, которые помогут правильно выбрать качественный латунный шаровой кран.

Материал корпуса крана

Прежде всего, при выборе латунного шарового крана, следует посмотреть на материал самого корпуса. Рекомендуется выбирать корпус именно из латуни, а не из цинко-алюминиевого сплава, который также часто используется в таких кранах, производителями продукции невысокого качества. Так как указанный сплав состоит в большей степени из цинка, с небольшим добавлением алюминия и меди, то в качестве корпуса для крана он может послужить совсем недолго. Если такой кран установить и использовать на постоянной основе, то уже через пару лет он может буквально рассыпаться.

Отличить латунь от цинко-алюминиевого сплава не всегда просто, но вполне возможно. Прежде всего, латунь значительно тяжелее, чем сплав. Также, если немного снять покрытие на корпусе крана, то по желтизне можно узнать латунь, в то время как цвет цинко-алюминиевого сплава под гальванопокрытием – серебристый, который не меняется со временем при окислении, в отличии от латуни.

Однако говоря о весе крана, то при выборе следует осторожно и внимательно отнестись к выбору по данной характеристике. Многие обращают внимание на вес изделия, выбирая кран, так как помимо определения сплава или латуни как материала, вес может сказать о толщине стенок и, соответственно, прочности изделия. Однако, зная об этом, некоторые производители кранов добавляют к изделию массивную рукоятку, которая значительно увеличивает общий вес изделия. Таким образом, проверяя вес крана следует первоначально снять рукоятку и гайку крепления, для более точной оценки.

Сальниковые узлы

Сальниковый узел в шаровом кране помогает обеспечивать герметичность. В настоящее время наиболее надежным в использовании считается сальниковый узел с тефлоновым кольцом высотой от 40% (и выше) диаметра штока, со штоком, вставленным внутри и с прижимной гайкой (с наружной резьбой).

При выборе крана, надо понимать значение сальникового узла и учесть, что модели, сальниковые узлы которых не подлежат замене и ремонту, в случаях протечки необходимо будет менять целиком. В то же время, если кран имеет сальниковый узел, который можно менять и ремонтировать, то в случае возникновения проблем с краном, в случае протечек и подобных проблем, чаще всего достаточно будет лишь поменять непосредственно или починить узел, без необходимости заменять весь кран целиком.

Также определенная опасность подстерегает тех, кто выберет кран со штоком, вставленным не внутри корпуса, а снаружи. Такой кран удобно чинить, но с другой стороны такое конструкционное решение несет в себе опасность выбивания штока давлением рабочей среды в процессе эксплуатации изделия. Если шток вставлен снаружи крана, то всю выталкивающую силу принимает на себя сальниковая гайка. В таком случае возникают вибрации, что в сумме с температурными нагрузками приводит самопроизвольному ослаблению и даже откручиванию гайки и, в свою очередь, к возникновению протечки.

Еще более неудобным и нецелесообразным в использовании является такой сальниковый узел, в котором опорный буртик штока смещен вверх и прижимается сальниковой гайкой. То есть гайка играет и роль ограничителя хода штока и прижимного элемента для уплотнителя одновременно. Кроме возможного выбивания штока по описанной ранее схеме в данной конструкции добавляется опасность полного заклинивания шара штоком.

Шаровой затвор

В большинстве моделей латунных шаровых кранов шаровой затвор, как ни странно, имеет форму шара, на котором некоторые изготовители делают внизу круговую проточку. При этом в нижней части самого крана создается «отстойник», куда неизбежно будет скапливаться шлам рабочей среды. В шаре с проточкой появляется зона малых скоростей потока, в отличии от кранов с обычным полноценным шаром, что приводит к осаждению частиц. Некоторые производители и вовсе используют вместо шара квадратную деталь, протачивая её боковые стороны. Однако такое решение признается не очень удачным и изделие с таким затвором обычно имеет небольшой срок службы.

В качестве седельных уплотнений большинства внутридомовых шаровых кранов используется тефлон.

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

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, так как 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. 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.

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. Именно эти явления проявляются при попытках использовать шаровой кран в качестве регулирующего органа.

Крепление рукоятки

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

Самым надежным является узел с самоконтрящейся гайкой. 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 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, так как его живое сечение (по резьбе) чрезвычайно мало.