Шаровые краны по ГОСТ 21345: размеры, маркировка и седла

На шаровой кран ссылаются сразу несколько документов, и путаница начинается, когда в заявке пишут «кран шаровый по ГОСТ» без уточнения. Общие технические условия, размеры, маркировка, нормы герметичности и строительные длины лежат в разных стандартах, и для подбора крана или деталей к нему нужно знать, какой из них что задаёт.

ГОСТ 21345-2005 задаёт общие требования к кранам

ГОСТ 21345-2005 «Краны шаровые, конусные и цилиндрические на номинальное давление не более PN 250. Общие технические условия» в России действует с 1 апреля 2008 года, изменение № 1 введено с 1 сентября 2021 года. Стандарт не распространяется на краны для атомных станций, краны для режима регулирования, краны из неметаллических материалов и футерованные.

Краны классифицируют по назначению (запорные и распределительные, трёх- и многоходовые), проточной части (полнопроходные и неполнопроходные), наличию обогрева корпуса, присоединению (фланцевые, муфтовые, цапковые, штуцерно-торцовые, под приварку), состоянию с приводом и типу управления. Размеры и смежные требования стандарт отсылает к другим документам:

Какой ГОСТ на шаровые краны?

Общие технические условия на шаровые краны до PN 250 задаёт ГОСТ 21345-2005 с изменением № 1 от 2021 года. Строительные длины шаровых кранов задаёт ГОСТ 28908-91, фланцы ГОСТ 33259, маркировку ГОСТ 4666, нормы герметичности затвора ГОСТ 9544. Краны из термопластов выпускают по отдельному стандарту, а краны для атомных станций и для регулирования под ГОСТ 21345 не подпадают.

Полнопроходный кран определяют по эффективному диаметру

Пункт 4.11 требует, чтобы эффективный диаметр полнопроходного крана был не меньше 95 % диаметра входного отверстия патрубка до DN 350 включительно и 92 % для кранов больше DN 400. Исключение сделано для кранов, через которые проходит очистной скребок: там диаметр согласуют с потребителем. Таблица 1 стандарта даёт минимальные эффективные диаметры: для PN от 10 до 50 полнопроходной кран DN 50 не меньше 47 мм, DN 100 не меньше 98 мм, DN 150 не меньше 148 мм, DN 200 не меньше 196 мм. Неполнопроходные краны тех же DN имеют не меньше 36, 74, 98 и 144 мм.

На корпусе неполнопроходного крана по пункту 5.4.6 указывают номинальный диаметр и эффективный диаметр. Если на кране написано DN 100 и рядом 74, это кран с зауженным проходом, и седла у него рассчитаны на шар с меньшим отверстием.

От прохода зависят и детали, которые меняют при ремонте: два седла, прижатые к шару, кольца или набивка шпинделя, прокладка разъёма корпуса. Первыми изнашиваются седла и кольца шпинделя, а седла полнопроходного и неполнопроходного крана одного DN рассчитаны на шары разного диаметра и не взаимозаменяемы.

Строительные длины фланцевых кранов даёт ГОСТ 28908-91

ГОСТ 28908-91 «Краны шаровые и затворы дисковые. Строительные длины» соответствует ISO 5752. Для фланцевых кранов и кранов под приварку на PN до 1,6 МПа по таблице 2: DN 15 108, 130 или 130 мм по рядам 1, 2, 3; DN 25 127, 140, 160 мм; DN 50 178, 203, 230 мм; DN 80 203, 241, 310 мм; DN 100 229, 305, 350 мм; DN 150 267, 394, 480 мм; DN 200 292, 457, 600 мм; DN 300 356, 610, 850 мм. Для PN 2,5–4,0 МПа длины по двум рядам: DN 50 216 и 230 мм, DN 80 283 и 310 мм, DN 100 305 и 350 мм; у полнопроходных кранов от DN 200 длина по ряду 1 больше, например 502 мм у DN 200. Ряд 1 не распространяется на полнопроходные краны больше DN 40 с доступом в корпус сверху и на полнопроходные краны больше DN 300.

Для муфтовых и штуцерных кранов в стандарте отдельная таблица, а ГОСТ 21345 допускает нестандартные длины по утверждённым рабочим чертежам. Поэтому у бытовых и малых промышленных муфтовых кранов длина часто своя у каждого производителя.

Какие размеры у шарового крана DN 50?

Фланцевый шаровой кран DN 50 на PN до 1,6 МПа по ГОСТ 28908-91 имеет строительную длину 178 мм по ряду 1, 203 мм по ряду 2 или 230 мм по ряду 3; на PN 2,5–4,0 МПа 216 или 230 мм. Полнопроходный кран DN 50 по ГОСТ 21345-2005 при PN от 10 до 50 имеет эффективный диаметр не меньше 47 мм, неполнопроходный не меньше 36 мм. Фланцы по ГОСТ 33259.

Маркировка показывает положение шара и ограничения седел

Маркировку и окраску наносят по ГОСТ 4666. ГОСТ 21345 добавляет свои требования: стрелку направления потока на кранах с односторонней подачей среды, маркировку на торце шпинделя или хвостовика, которая показывает расположение проходного канала, и сведения об ограничении давления или температуры, если они зависят от материала или конструкции запорных элементов. Последнее касается в первую очередь седел: кран с фторопластовыми седлами при той же марке корпуса работает в более узком диапазоне температур, чем кран с металлическими.

Условное обозначение крана по таблице фигур ЦКБА начинается с 10, 11 или номера от 51 до 59, дальше идут материал корпуса и индекс модели, а в конце материал уплотнения: «п» для пластмасс, «фт» для фторопласта, «нж» для коррозионностойкой стали. По этим буквам видно, мягкие седла стоят в кране или металлические.

Седла и уплотнения шпинделя изнашиваются раньше корпуса

В шаровом кране среда перекрывается контактом шара с двумя седлами, а наружу её не пускают уплотнения шпинделя и прокладки разъёма корпуса. Седла из фторопласта и наполненного фторопласта прилегают к шару без большой силы и дают плотный затвор, но изнашиваются абразивом, деформируются от перегрева и холодной текучести. Какой материал седла под какие условия, сравнивает текст о седле шарового крана.

Пункт 5.1.4.19 ограничивает затяжку сальника: нажимная втулка после окончательной затяжки входит в гнездо не больше чем на 30 % высоты и не меньше чем на 2 мм. Если запаса нет, сальник перебивают, а не затягивают дальше.

Герметичность крана проверяют водой и по ГОСТ 9544

Покупателю крана из раздела об испытаниях важнее всего одно: класс герметичности затвора должен быть записан в паспорте, вместе с пробным веществом. Без этой записи спор о кране, который «капает в закрытом положении», решить нечем, а после ремонта с новыми седлами нечем подтвердить, что кран вернулся к заводской норме.

Для сальника и прокладок критерий жёсткий и простой: давление не ниже 0,05 МПа, три цикла открытия и закрытия перед проверкой, никаких протечек по подвижным и неподвижным соединениям. Методы испытаний после изменения 2021 года стандарт отсылает к ГОСТ 33257, а краны для газа и опасных жидких сред по пункту 8.10 проходят дополнительные испытания.

При замене крана сравнивают длину, проход и привод

Пример (условные данные): фланцевый кран DN 50 PN 16 длиной 203 мм по ряду 2 меняют на кран той же серии, но по ряду 1 длиной 178 мм. Между фланцами трубы образуется лишний зазор 25 мм, и затянуть его шпильками нельзя: это перекос стыка. Решения два: искать кран ряда 2 или ставить вставку, которая добавит ещё одну прокладку. Кроме длины, сравнивают полнопроходность, фланцы, высоту и поворот рукоятки или привода, а для кранов с электроприводом присоединительный размер под привод.

Седла и кольца крана изготавливают по размерам модели

Седло шарового крана нельзя взять из каталога другого завода: при одном DN различаются диаметр шара, профиль контактной поверхности и посадка в корпусе. Даже изношенное седло хранит все эти размеры, поэтому после разборки его не выбрасывают, а измеряют или отправляют образцом.

Наша компания производит стандартные и нестандартные седла и фторопластовые кольца для трубопроводной арматуры по чертежу, эскизу, фото или образцу; седла из фторопласта и наполненного фторопласта точат на станке, и механическая обработка повторяет сферу под шар и посадочные размеры.

Для седла нужны наружный и внутренний диаметр, высота, диаметр шара и форма контактной поверхности, а лучше всего снятое седло, даже изношенное. В заявке указывают среду, температуру, давление и DN крана. Изготовление от 1 штуки, минимальный заказ 9 000 ₽ с НДС.