Латунные шаровые краны — особенности конструкций

Шаровые краны находят широкое применение в отопительных системах и водоснабжения в быту и в производственных условиях, технологическом оборудовании. В статье мастер сантехник расскажет о особенностях шарового кран из латуни.

История развития запорной арматуры

Одной из важных деталей трубопровода любого назначения можно назвать шаровой кран. Благодаря его несложному устройству можно легко и быстро перекрыть поток воды, а надежность и прочность материала изготовления гарантирует долгую эксплуатацию без дополнительного обслуживания.

Еще недавно большая часть внутридомовых сетей водоснабжения оснащалась пробковыми конусными кранами. Эти детали характеризуются наличием невысоких эксплуатационных качеств. Согласно техническим характеристикам, которые заявлены производителем, рабочий ресурс не превышает 1500 циклов. Использование пробковых кранов в системе с водой низкого качества приводит к быстрой потере герметичности пробки уже через несколько циклов открытия-закрытия.

По этой причине с приходом более современных и усовершенствованных изделий из латунного сплава популярность пробковых конусных кранов существенно снизилась. Высокое качество и простота использования шаровых латунных кранов достаточно быстро вознесли трубопроводную запорную арматуру такого типа на верхние ступени популярности.

Устройство

Кран шаровый является одним из представителей запорной арматуры. Рассматривая его состав, можно выделить следующие основные части:

• Корпус, соединяющийся с трубой водопроводной системы.
• Механизм регулировки, движение которого меняет силу напора воды или полностью перекрывает ее подачу.
• Уплотнительные элементы для герметизации места соединения корпуса и механизма регулировки.
• Вентиль или рычаг, с помощью которого шток движется, меняя положение шара внутри крана и регулируя поток воды или дугой жидкости.

Для удобного осуществления монтажного процесса краны шарового типа выпускают с разным типом присоединения к трубе:

• Краны муфтовые имеют внутреннюю резьбу.
• Штуцерные краны имеют резьбу снаружи.
• Кран типа «американка» имеет накидную гайку. Основное применение – отопительная система.
• Шаровый кран с фланцевым соединением.
• Шаровый кран штуцерный.

Принцип действия у всех шаровых кранов одинаковый, имея затвор сферической формы со сквозным отверстием, в открытом состоянии он может через себя пропускать любую жидкость без сопротивления.

Чтобы перекрыть поступление жидкости необходимо повернуть шток на 90 градусов, который соединен затвором. Когда создается давление с потоком жидкости, то гладкая поверхность сферы начинает прижиматься к кольцам, которые выполнены из гладкого полимерного материала, перекрывая поступление.

Шаровые краны не являются альтернативным вариантом обычным задвижкам или вентилям. Они берут на себя частично их функции и не регулируют проход рабочей среды. Шаровые устройства могут полностью открывать или закрывать проход для потока рабочих веществ.

Если отверстия шарового механизма имеют диаметр, аналогичный внутреннему сечению трубы системы, то краны получают название полнопроходные. Однако в некоторых устройствах диаметр отверстий в регулировочном механизме может отличаться от внутреннего диаметра водопроводной трубы. Ели разница превышает 5%, то краны называют стандартнопроходными.

Наиболее популярными производителями шаровых кранов считаются Италия и Испания, продукция заводов этих стран имеет лучшие технические характеристики.

Производство шаровых кранов

Технология производства латунных кранов шарового типа не представляет особой сложности. На специальном станке вытачивают шар и шток, которые составляют запорный механизм всего устройства. При изготовлении уплотнительных элементов чаще всего используется метод экструзии. Сложным можно назвать изготовление непосредственно корпуса шарового латунного крана. В этом случае может использоваться один из трех методов производства.

В первом случае корпус отливают по стандартной форме, этот способ является самым простым и дешевым. Однако следует отметить недостатки такого изготовления. Во-первых, заготовка в обязательном порядке должна подвергнуться дополнительной обработке. Во-вторых, в корпусе можно обнаружить скрытые пустоты, которые являются причиной быстрого разрушения корпуса изделия.

Второй вариант предполагает использование матричного метода запекания. В этом случае латунный порошок необходимо засыпать в специально подготовленную матрицу и «запечь» частицы в условиях высокой температуры до получения готовой детали. Использование этого метода позволяет получить более точные детали, которые не требуют дополнительной обработки. Однако и матричный метод имеет недостаток: ослабленная структура исходного сырья не позволяет получить на выходе более прочные и долговечные изделия.

Третий метод – горячая штамповка – самый надежный способ изготовления корпуса шарового крана. Он подразумевает применение механического пресса с матрицей, где формование расплавленной латуни выполняется в соответствии с требованиями рабочей документации. Готовое изделие имеет высокое качество, в нем отсутствуют полости и неровности, поэтому дополнительная обработка деталей не требуется.

Производство корпуса шарового крана третьим методом осуществляется с использованием латуни специальной марки, в составе которой имеются различные легирующие элементы.

С их помощью меняется структура латуни и физико-механические характеристики:

• Добавление в сплав алюминия позволяет снизить показатель летучести. Взаимодействие с кислородом приводит к образованию на поверхности оксида алюминия, поэтому летучесть материала исключается.
• Магний в сплав добавляется вместе с алюминием и железом. В результате повышается прочность, износостойкость материала и его устойчивость к коррозии.
• Введение никеля позволяет нейтрализовать последствия окислительных процессов.
• Добавление свинца делает материал более пластичным, ковким и более податливым механическому воздействию.
• Добавление олова сводит к минимуму риск появления очагов коррозии.

В чем их преимущества

Итак, можно выделить следующие преимущества шаровых латунных кранов:

• Эти элементы способны обеспечить трубопроводу максимальный уровень герметичности. Особенно это касается латунных шаровых муфтовых проходных кранов, изготовленных в полном соответствии с ГОСТом 9544-93. Они по всем свойствам подходят под класс герметичности «А».
• Значительно упрощается использование этих конструкций в быту: латунные краны более легковесные, чем запорная арматура из других типов металла.
• Могут совершенно безопасно использоваться в трубопроводах, температура рабочей среды в которых не превышает 150 градусов. Оптимальное рабочее давление для шаровых кранов – 1,6 Мпа.
• У некоторых моделей на рукоятку и контргайку наносится латунное напыление, что препятствует образованию на изделии коррозии.
• Не требуют особого технического обслуживания на протяжении всего срока эксплуатации.

Как правильно выбрать шаровые латунные краны

Не все шаровые латунные краны могут похвастаться одинаково высоким качеством. Для того, чтобы сохранить безопасность трубопроводной системы, при покупке данного типа арматуры стоит обращать внимание на следующие пункты:

Материал, из которого изготовлена деталь

Самое главное, на что следует обратить внимание при приобретении крана, – материал корпуса. Это должна быть действительно латунь, а не цинково-алюминиевый сплав (ЦАМ), который частенько используют некоторые недобросовестные производители. ЦАМ представляет собой сплав, содержащий порядка 96–98 % цинка, 2–3 % алюминия и до 1 % меди. Такие сплавы широко применяются в автомобильной промышленности (корпуса карбюраторов), но использование их для изготовления трубопроводной арматуры ограничивается временными дачными кранами. Если кран из ЦАМ будет установлен в инженерной системе многоквартирного дома, то уже через год–два он просто рассыплется на куски.

От крана шарового латунного некачественный аналог из ЦАМ отличается, в первую очередь, слишком легким весом. Показатель удельного веса цинково-алюминиевого сплава примерно на треть меньший, чем у латуни: 6,7 г/см³ в первом случае и 8,7 г/см³ – во втором.

Также ЦАМ и латунь можно отличить по цвету. Если слегка снять шкуркой или надфилем гальванопокрытие на корпусе крана, то латунь обнаруживается по чуть приметной желтизне, которая через два дня окислится до характерного «латунного» цвета. Цвет ЦАМ – серебристый, не меняющийся при окислении. Безопасней всего приобретать кран, у которого естественный цвет латуни обнажен из-под гальванопокрытия на каком-либо участке.

Вес изделия

Отличаться по весу могут не только изделия, выполненные из разных сплавов: если сравнить два шаровых крана одинакового размера от разных производителей, то их вес будет ощутимо различаться. Считается, что чем увесистее изделие, тем толще его стенки и тем оно, соответственно, надежнее. Но некоторые производители, заметив данную закономерность, стали оснащать запорную арматуру тяжеловесной рукоятью из стали, за счет которой общий вес изделия увеличивается. Поэтому руководствоваться этим принципом при выборе шарового крана можно только предварительно сняв с него дополнительные элементы: рукоятку и гайку крепления.

Требуемый диаметр проходного сечения

В зависимости от диаметра и пропускной способности шаровые краны могут быть стандартнопроходными и полнопроходными. У полнопроходного крана шарового латунного отсутствует гидравлическое сопротивление, благодаря чему в трубопроводе не происходит потерь напора. Полнопроходные детали в основном используются при устройстве водопроводов: потеря напора в трубопроводе с газообразными средами негативно влияет на производительность системы.

Вид сальникового узла

Изделия могут иметь различные конструкции сальниковых узлов:

• Самый простой и недорогой вариант: шток вставляется изнутри. Используется два сальниковых кольца из эластомера. Неремонтопригодный узел с очень низкой температурной стойкостью. Если по штоку образуется течь, замене подлежит весь кран.
• Шток вставляется изнутри, используется два сальниковых кольца из разных материалов: одно из FPM, другое – из NBR. По характеристикам износостойкости не отличается от предыдущего вида узла.
• Шток вставляется изнутри. Имеется внутренняя резьба на сальниковой гайке и антрифрикционный элемент. Уплотнение осуществляется за счет тефлонового сальника и кольца из резины. Замене в случае поломки подвергаются все элементы, кроме резинового кольца. Сальник на подобных моделях имеет небольшую высоту, из-за чего ослабляется его герметизация.
• Внутренний шток, уплотнение выполнено при помощи тефлонового сальника – без резинового уплотнителя. Все элементы узла могут ремонтироваться.
• Шток вставляется снаружи, оснащен прижимным бортиком. Сальниковая гайка имеет наружную резьбу и выборку под бортик. Уплотнение тефлоновое. Также, как и предыдущий вариант, может ремонтироваться. Встречается проблема: выбивание штока из-за давления рабочей среды.

Шаровой затвор

Эта деталь обычно представлена в виде шара, но иногда в целях экономии металла в конструкцию шарового затвора могут вноситься изменения. Например, снизу затвора может делаться круговая проточка. Её недостаток – накапливание мусора и осадка из рабочей среды.

Иногда шар заменяется на куб, при этом его боковые стороны также протачиваются.

Рукоять

Способ крепления рукояти шарового крана – это одна из особенностей, которая также сказывается на характеристиках изделия. Наиболее надежными считаются узлы с самоконтрящейся гайкой: они защищены от произвольного раскручивания гайки вследствие вибраций трубопровода. Если крепление осуществлено обычной гайкой, то кран будет периодически нуждаться в обслуживании: гайку придется подтягивать. При креплении гайки при помощи винта узел ломается чаще, так как внутренняя резьба штока может ослаблять его.

Видео

В сюжете - Как выбрать латунный кран

Итог

Шаровый кран из латуни, изготовленный в соответствии с нормативами, сможет стать универсальным решением для трубопровода. Также главное условие для оптимальной работы этого элемента – его правильный выбор, основанный на требованиях системы.

В продолжение темы посмотрите также наш обзор В чем разница между газовым и водопроводным шаровым краном, если внешне они почти одинаковые