Виды шаровых кранов: конструкции, седла и уплотнения

Шаровой кран по ГОСТ 24856-2014 это кран, запирающий элемент которого имеет сферическую форму (определения стандарта, просмотрено 23.10.2026). Сквозь шар проходит отверстие: повёрнутое вдоль трубы, оно открывает поток, повёрнутое поперёк, перекрывает. Кран закрывается за четверть оборота, держит поток в обе стороны и в открытом положении почти не сопротивляется ему. Различия между видами связаны с тем, как шар закреплён, как собран корпус и для какой задачи кран сделан.

Плавающий шар прижимает к седлу сама среда

В кране с плавающим шаром шар не имеет своих опор, его фиксируют два седла, а шток только поворачивает его через паз. Под давлением шар смещается к седлу на выходе и прижимается к нему, и чем выше давление, тем плотнее затвор. Так устроено большинство кранов малых и средних диаметров: муфтовые латунные краны в зданиях, стальные фланцевые краны на технологических линиях.

Слабое место конструкции вытекает из её принципа. Вся сила давления на шар передаётся на одно седло, и на больших диаметрах и давлениях седло из фторопласта начинает ползти под нагрузкой (холодная текучесть), а момент поворота растёт. Поэтому изготовители ограничивают сочетание DN и PN для плавающего шара, и выше этого предела переходят к шару в опорах.

Шар в опорах снимает нагрузку с сёдел

У крана с шаром в опорах шар закреплён цапфами сверху и снизу в крышке и корпусе и вращается на подшипниках скольжения. Давление на шар воспринимают опоры, а сёдла подпружинены и сами подходят к шару. Каждое седло уплотнено по корпусу кольцом круглого сечения или манжетой, и это отдельное место возможной течи.

Такие краны ставят на магистральные трубопроводы, на высокое давление и большие DN, где плавающий шар потребовал бы неподъёмного момента. Подпружиненные сёдла держат и при малом перепаде, а в некоторых конструкциях есть дренаж полости корпуса между сёдлами. У этих кранов больше деталей из полимеров и резины, и ремонтный комплект заметно шире.

Корпус бывает цельным, разборным и с верхним разъёмом

По корпусу шаровые краны делят на неразборные и разборные. Цельносварной стальной кран собран навсегда: его не ремонтируют, а меняют целиком, зато у корпуса нет разъёмов, через которые может течь. Такие краны ставят в тепловых сетях под изоляцию и в землю, в том числе с удлинённым штоком.

Разборные краны собирают из двух или трёх частей на шпильках. У трёхсоставного крана среднюю часть с шаром вынимают, не вырезая патрубки из трубы, это удобно на линиях, где кран обслуживают регулярно. Кран с верхним разъёмом открывают сверху и достают шар и сёдла через крышку. Разъёмы корпуса уплотняют прокладками или кольцами, и при ремонте их меняют вместе с сёдлами.

Проход, присоединение и привод задают остальные виды

Полнопроходной кран имеет отверстие в шаре, близкое к диаметру трубы, стандартнопроходной на типоразмер меньше. По присоединению краны бывают муфтовые с внутренней резьбой, штуцерные с наружной, фланцевые, под приварку, комбинированные с разным присоединением на концах. Управляют краном рычагом, рукояткой-бабочкой, через редуктор или приводом: электрическим, пневматическим, гидравлическим.

Отдельную группу составляют многоходовые краны. Трёхходовой кран с L-образным отверстием переключает поток между двумя направлениями, с T-образным смешивает или распределяет. Сегментный шаровой кран, у которого затвор представляет часть шара с профилированной кромкой, работает как регулирующая арматура: его ставят на вязкие и загрязнённые среды с приводом.

Матрица видов показывает, что можно отремонтировать

Матрица сводит виды по трём вопросам: как держится шар, можно ли разобрать кран для ремонта и какие уплотнения в нём меняются. Цельносварной кран в ремонт не идёт, у трёхсоставного и крана с верхним разъёмом сёдла и кольца меняют на месте, у крана с шаром в опорах кроме сёдел меняют кольца сёдел и опор. Это обобщение по конструкциям; что именно допускает ваш кран, написано в руководстве по эксплуатации.

Уплотнения крана стоят в трёх местах

Два седла держат шар и перекрывают поток. Уплотнение штока не выпускает среду наружу по оси рукоятки: это кольца из фторопласта, кольца круглого сечения из резины или набивка из графита у высокотемпературных кранов. Прокладки или кольца разъёма корпуса стоят у разборных кранов. У кранов в опорах к ним добавляются кольца за сёдлами и в опорах шара.

Конструкция седла у видов разная. В кране с плавающим шаром седло обычно цельное полимерное кольцо, которое сидит в расточке корпуса и упруго поджато шаром при сборке. В кране с шаром в опорах полимер часто стоит вставкой в металлическом кольце седла, а кольцо поджимают пружины. При ремонте первого меняют кольцо целиком, у второго вставку и кольцо круглого сечения за седлом. Какой полимер выдержит вашу температуру и перепад, решают по паспорту крана и по свойствам материала седла шарового крана.

Класс герметичности зависит от седла и типа крана

Приложение Е ГОСТ 9544-2015 выделяет краны среди других типов арматуры (текст стандарта, просмотрено 23.10.2026). Для газа у задвижек и клапанов с мягким затвором рекомендованный ряд заканчивается классом C, у дисковых затворов классом CC, а у кранов с мягким седлом охватывает весь ряд от A до G. На жидкости кранам с мягким седлом рекомендованы классы от A до EE, кранам с уплотнением металл по металлу от B до G. В паспортах кранов с фторопластовыми сёдлами часто записан класс A, без видимых утечек при испытании.

Для ремонта из этого следует практическое правило. Если в паспорте записан класс A, новые сёдла должны дать тот же результат на испытании после сборки. Допустимую утечку класс герметичности задаёт через DN: для крана DN 100 класс B на воде допускает около 3,6 см³ в час.

Заявку на сёдла делят на данные крана и предположения

Шаровой кран ремонтирует служба заказчика или ремонтная организация, а сёдла, кольца штока и прокладки разъёма для трубопроводной арматуры можно изготовить отдельно по чертежу или образцу. Фторопластовые кольца и сёдла точат на станке: размеры снимают с целого седла или с посадочного места в корпусе и с шара, а мехобработка фторопласта выводит сферу седла по чертежу.

Чтобы деталь совпала с краном, данные делят на две части. Данные заказчика: модель и изготовитель крана, DN и PN, вид крана, среда, температура, перепад давления на закрытом кране, размеры или образец седла, диаметр шара. Предположения изготовителя деталей: марка фторопласта, если в паспорте написано просто «PTFE», наполнитель, допуск на сферу, если чертежа нет. Всё, что предложено изготовителем, отдельно записывают в КП с основанием выбора и согласуют до запуска; без испытаний собранного крана обещать прежний класс нельзя.

Короткие ответы о шаровых кранах

Какие бывают виды шаровых кранов?

Шаровые краны бывают с плавающим шаром и с шаром в опорах; полнопроходные и стандартнопроходные; цельносварные, разборные из двух или трёх частей и с верхним разъёмом; муфтовые, штуцерные, фланцевые и под приварку; двухходовые и трёхходовые; с рукояткой, редуктором или приводом. Сегментный шаровой кран с профилированным вырезом применяют для регулирования расхода.

Какой шаровой кран можно отремонтировать?

Отремонтировать можно разборный шаровой кран: двух- или трёхсоставной на шпильках или кран с верхним разъёмом. В нём меняют сёдла, кольца штока и прокладки корпуса, а шар проверяют на задиры. Цельносварной кран и неразборные муфтовые краны малых диаметров не ремонтируют, их заменяют. Для крупных кранов с шаром в опорах ремонтный комплект включает ещё кольца сёдел и опор.