Конструкция латунных шаровых кранов

Сначала обсудим то, что и заменили собой латунные шаровые краны  - пробковые конусные изделия.

Их паспортные эксплуатационные параметры были очень низки: служить они могли восемь лет, ресурс составлял полторы тысячи циклов, а наработка на отказ - четыреста циклов. Причем по факту картина оказывалась еще печальнее. Притертой коробке хватало нескольких циклов для разгерметизации. Она вызывалась абразивами нерастворимых примесей в потоке. А коэффициенты местных сопротивлений воды находились в диапазоне 3,5-6. Так что при работах с советскими трубами до сих пор попадаются пробковые краны без пробки. При этом под сальниковую гайку там подложена монетка соответствующих габаритов. Данный факт говорит о том, что тогда сантехники всего лишь обозначали присутствие запирающей арматуры, делая ту просто украшением.

В те времена шаровые краны уже производились. При этом корпус для такого изделия делался из чугуна, а диаметр условного прохода превышал пару дюймов. Так что появление дешевых латунных аналогов вызвал огромную их востребованность, которая все еще возрастает.

А из-за этого рынок начал пополняться и некачественной продукцией. И здесь мы расскажем, как выбрать качественное изделие.

Из чего должен делаться корпус?

Выбирая кран, прежде всего надо смотреть, из чего сделан корпус. Данная деталь должна быть произведена именно из латуни. А вот из цинково-алюминиевого сплава (ЦАМ) корпус подобного изделия делается лишь недобросовестными компаниями. В составе ЦАМ 96-98% цинка, 2-3% алюминия и 1% меди. Подобный материал хорош для карбюраторов. Однако из всей арматуры для труб из него делаются только дачные краны-времянки. А вот ЦАМовый кран в трубопроводе многоквартирного дома придется заменять максимум через пару лет после установки.

Латунный кран весит существенно больше ЦАМового. Вес ЦАМ составляет 6,7 граммов на кубический сантиметр. А вес латуни - от 8,4 до 8,7.

Ну а другой "тест" на материал можно сделать, сняв надфилем либо шкуркой участок гальванопокрытия на корпусе. Латунь опознается по едва заметной желтизне. Причем она за 48 часов окислится, приобретая "латунный" оттенок. А вот оттенок ЦАМ - серебристый, и окисление его не изменит. Надежнее будет покупка крана с обнаженным где-либо материалом корпуса.

Большая часть подобных изделий сегодня делается горячей объемной штамповкой. Здесь лучше всего подходит свинцовистая латунь CW617N по EN 12165. Она по составу аналогична ЛС59-2 по ГОСТ 15527, разработанной в России. На латунные детали, которые делаются из прутка (шток, сальниковая гайка, шаровой затвор), обычно идет латунь CW614N (ЛС 58-3)

Однотипные краны от разных компаний-производителей всегда различаются по весу. Монтажники обычно полагают, что большая тяжесть крана и его толстые стенки - к прочности изделия. Отдельные производители этим пользуются, снабжая продукт тяжелой рукояткой из стали. Она призвала делать общий вес изделия еще больше. Потому перед сравнением кранов стоит снимать рукоятку и гайку крепления.

Узлы сальника

Сальниковый узел делает шаровой кран герметичнее. Конструктивных вариантов у него много.

Лучше всего сейчас считается прижимной вариант с тефлоновым кольцом сальника минимальной высотой 40% от диаметра штока, прижимной сальниковой гайкой с резьбой снаружи, а также штоком внутри.

Внимание: если у шарового изделия сальниковый узел не подлежит ремонту, кран придется заменять при первой же протечке по штоку.

А еще стоит насторожиться, если предлагают купить кран со штоком, вставленным снаружи корпуса, а не изнутри. Конечно, такую конструкцию можно ремонтировать. Но ведь при этом шток может оказаться выбит гидравлическим давлением. Сальниковая гайка вряд ли выдержит такое давление, учитывая, что незакрепленное резьбовое соединение, если на него действует продольная сила, "пытается" раскрутиться. Ведь на винтовой плоскости продольная раскладывается на две перпендикулярные одна к другой силы.

Одна сила нормальна к винтовой плоскости, и она взаимодействует с направляющей винтовой плоскостью. Другими словами, от нее зависит прочность винтового соединения. Другая же сила "идет" вдоль винтовой плоскости. Она и "пытается" раскрутить соединение. Этому мешает трение. При вибрациях оно становится слабее, и тогда появляется риск самопроизвольного раскручивания. Аналогичная "беда" у накидных гаек обжимных фитингов. Вот потому их и приходится иногда довинчивать. Детская юла "работает" именно по такому принципу.

Гидравлическое давление вызывает силу, стремящуюся вытолкнуть шток шарового крана из патрубка. Если шток вставлен изнутри, данная сила будет воспринята его буртиком, опирающимся на корпус крана.

Если шток вставлен снаружи, выталкивающая сила идет на сальниковую гайку. Вот тут проявляется "эффект юлы". Вибрации крана и сильные термоперепады заставляют сальниковую гайку выкручиваться, провоцируя течь. Тогда та без довинчивания частично срывается с резьбы. После этого хватает символического скачка давления, чтобы часть резьбы, еще остающаяся в зацеплении, смялась, и шток выбился из крана.

Хуже всего такой сальниковый узел, где опорный буртик штока смещен вверх, прижимаясь сальниковой гайкой. Монтажники иногда думают, будто сальниковая гайка сможет совместить "действие" ограничителя хода штока и прижимного элемента сальникового уплотнителя. Одну из опасностей мы уже описали выше, это вероятное выбивание штока. Вторая - полное заклинивание им шара. Для этого хватит всего нескольких поджатий сальниковой гайки.

Шаровой затвор

Затвор в более, чем половине латунных шаровых кранов в домах - именно шар. Некоторые фирмы, стремясь сэкономить материал, внизу затвора делают круговую проточку. Внизу крана тогда делается "отстойник", своего рода "склад" для шлама. Если шар крана обычный, то расстояние между поверхностью затвора и стенкой корпуса приблизительно равное. А вот шар с проточкой имеет зоны, где поток медленный. В результате начинают оседать нерастворимые частицы. Недобросовестные компании порой доходят до того, чтобы вместо шара создавать квадрат, протачиванием у него еще и боков. Тогда края боковых проточек будут воздействовать на седельные кольца, а значит, сильно уменьшать длительность его эксплуатации.

Прикрываясь борьбой с "сальмонеллой", западные производители сейчас повадились делать краны со сквозным отверстием внизу шарового затвора. С какого такого перепугу это может помочь против бактерии, никто так и не поясняет. Однако на подобный сальниковый узел обязательно станут максимально сильно воздействовать резкие перепады давления.

На седельные уплотнения шаровых кранов в домах часто идет тефлон с упрощенной химической формулой (CF2-CF2)n. Данный материал был разработан почти сто лет назад. Люди сразу оценили его термостойкость и слабое трение. Изначально тефлон использовался лишь в космической и военной областях, но открытие новых методов его создания позволило начать использовать тефлон и в быту.

Тефлоновая продукция делается спеканием и полимеризацией тетрафторэтиленового порошка при примерно 80 градусах тепла и под давлением до сотни атмосфер. Разного рода свойства тефлона обеспечиваются большим разнообразием добавок.

Это, за неимением лучшего слова, безупречный материал для герметизации шарового крана. Неудивительно, что все прочие материалы здесь уже практически не используются. И все же некоторые компании, гоняясь за прибылью, пытаются экономить на высококачественном, но не столь уж дешевом материале.

Из-за тонкости колец в седлах крана от таких горе-производителей тефлон, нагреваясь, может принять вид некой волнообразной фигуры, ну никак не могущую что-либо уплотнять.

Обычно на уплотнительные элементы идет тефлон, дешевый по цене и качеству. Он распознается по заметной шероховатости и зернистости. Эксплуатационные свойства у подобного материала оставляют желать лучшего, так что и срок эксплуатации оказывается им под стать. Ведь его выкашивают кромки шарового затвора.

При сборке кольца тефлона должны получать четко выверенное усилие предварительного обжатия. Это деформирует рабочую кромку кольца, придавая ей форму сферы. Так что для открывания и закрывания нормального шарового крана нужно определенное усилие. Свободно открываемый кран "говорит" либо о слишком слабом усилии предварительного обжатия, либо об установленных под седельные кольца эластомерных "демпферов". Второй вариант идет далеко не на пользу долговечности и надежности конструкции. Дело в том, что у эластомера, обладающего начальным высоким напряжением, потом очень сильно и быстро "проседают" эксплуатационные качества.

На шаровой затвор практически непрерывно воздействует поток рабочей среды, часто содержащий нерастворимые абразивные частицы, царапающие его поверхность.

Чтобы снижать данный эффект, поверхность затвора обычно хромируют. Хром намного тверже никеля, что повышает его сопротивляемость абразивам. И все же хром нельзя наносить на саму латунь шара. Их должна разделять прослойка из меди или никеля. Иначе кран очень скоро придется заменять. Хром твердый, и потому он осаждается островками, разделенными сеткой микроскопических трещинок. Они при электролите заполняются продуктами коррозии слоя подложки. Это создает прочное монолитное покрытие. Если подложки нет, микротрещинки нечем заполнять, что оборачивается быстрой порчей защитного покрытия.

С недавних пор на рынке есть краны с тефлоновым покрытием шарового затвора. Хватает пробного открывания подобного изделия, чтобы обнаружить, можно сказать, отрицательную его стойкость.

Ответственные элементы

Хотя с виду шаровой кран прост, у его конструкции есть особенности, о которых стоит помнить при выборе конструкции, если хочется выбрать действительно хорошую модель.

Регулирование потока

Шаровой кран - запорная арматура. Следовательно, в том числе и о нем говорится в п. 4.44 СП 41-101, гласящем, что в качестве регулирующей арматуры запорная непригодна. Более половины производителей из Европы автоматически убирают гарантию со своих запорных кранов, если удается доказать, что те использовались для попуток регулирования количества подаваемой среды. Ведь сегодня стенка корпуса шаровых кранов не отличается большой толщиной. Параметры среды, указанные в техпаспорте, они выдерживают. Однако долгое воздействие кавитации и микроабразивов из дросселированного потока для них опасно. А эти явления неизбежны при попытках воспользоваться шаровым краном для регулирования потока.

Крепление рукоятки

В установке шарового крана мелочей нет. Крепление рукоятки тоже повлияет на его эксплуатацию.

Надежнее всего здесь использовать узел с самоконтрящейся гайкой. Вмонтировав в нее полиэтиленовое кольцо, внутренний диаметр которого менее диаметра штока, можно предупредить "стихийное" откручивание гайки. Если использовать простую гайку, то ее иногда надо будет подтягивать. Слабо затянутая гайка станет рычагом, опасным для штока. Совершенно неудачен узел, где рукоять крепится винтом. Его сильно ослабляет внутренняя продольная резьба в штоке. Еще при высокой влажности винт быстро ломается. Ведь размер его живого сечения по резьбе, что называется, "так себе".

Шаровых кранов очень много

Чуть ли не у каждого изготовителя шаровых кранов для внутренних инженерных систем по нескольку серий подобных изделий. При этом каждая подходит для каких-то своих условий, при которых будет использоваться.

Уникальность  текста - 76,80%