Шаровой газовый кран для подземной установки: конструктивные и эксплуатационные особенности

Шаровой газовый кран для подземной установки: конструктивные и эксплуатационные особенности

Своевременная изоляция участка газопровода, на котором произошла авария, нужна для оперативного устранения проблемы. В таких ситуациях нельзя медлить. Согласны? Используя шаровой газовый кран для подземной установки, можно быстро и безупречно перекрыть транспортируемую по газопроводу среду.

Правильный монтаж и надлежащее использование шарового крана поможет увеличить срок его службы и обеспечит качественную и безопасную эксплуатацию поставляющей газ системы. Мы расскажем все об конструкции этого вида запорной арматуры. Разберем, на чем основан принцип его работы.

Особенности и назначение шаровых кранов

Нефтяную, химическую или газовую промышленность невозможно представить себе без запорной арматуры. Запорная трубопроводная арматура, производимая на современном высокотехнологичном оборудовании, обеспечит безопасность всей системы.

Запорная арматура газового трубопровода – это обязательный элемент конструкции. Эти устройства используются и для наружных газопроводных магистралей, и для внутренних систем.

Назначение шаровых газовых кранов достаточно велико:

• оснащение сложных систем, через которые проходят агрессивные и неагрессивные среды;
• использование в трубопроводах, размещенных в труднодоступных местах;
• эффективная эксплуатация в случае номинального давления до 16 МПа и т.д.

При использовании шаровых газовых кранов нет никакой необходимости в создании смотрового колодца и ограждающей конструкции.

Если нужно демонтировать какое-либо изделие, просто отрезается часть патрубков. При этом затвор должен находиться в открытом положении, чтобы не повредить запорный шар. Конструкция крана не предназначена для регулирования потока перекачиваемой среды.

При любых ремонтных работах на газопроводах затвор шарового крана должен быть открытым, чтобы конструкция не сломалась полностью

Если требуется устанавливать ограничительное устройство на заглубленных магистралях, то используют чаще всего шаровые газовые краны с приводом от электродвигателя, редуктора или пневмоцилиндров. Если в конструкции есть гидравлические или пневматические приводы, ими можно управлять с помощью внешних источников или транспортируемой средой.

Для этого в корпусе газового крана проделываются отверстия, через которые происходит обвязка привода. Чтобы конструкция не поломалась, удлинитель шпинделя защищают оболочкой в виде вертикальной трубки.

Причем эту трубку присоединяют к верхней части корпуса арматуры фланцевым способом. Чаще всего запорные краны устанавливаются непосредственно там, где расположено газовое оборудование.

Шаровой газовый кран можно монтировать на отрезок газопровода только после предварительной очистки внутренней части трубы и прилегающих участков

При этом для каждого источника потребления газа монтируется индивидуальный вентиль, обеспечивающий герметизацию какой-то определенной трубы. Также можно установить один дополнительный вентиль с шаровым краном на входе, который отвечает за полное прекращение подачи газа. Подобный монтаж отвечает всем необходимым требованиям системы безопасности.

Газовые шаровые краны обеспечивают двухстороннее движение газа в трубопроводе. Такие устройства можно монтировать на газовые трубы любого диаметра. Их можно использовать на магистральных сетях, применять при эксплуатации хранилищ и при транспортировке природного газа на большие расстояния и т.д.

Плюсы использования шарового газового крана

Предназначенный для подземной установки шаровой кран – это приспособление, которое необходимо для перекрытия потока газа в напорных трубопроводах, проложенных в траншеях.

Эти устройства используются и в промышленных, и в бытовых условиях. Газовые краны обеспечивают быстрое и полное перекрытие потока рабочей среды. Их широкое распространение обусловлено надежностью, долговечностью, прочностью и относительно невысокой стоимостью.

Если газовый кран сломается, то в случае аварийной ситуации трубопровод не удастся перекрыть, чтобы изолировать поврежденную ветку. Не получится и предотвратить распространение газа

Шаровые краны изготавливаются из сверхпрочных материалов, устойчивых к коррозии, инертных к агрессивным средам. В производстве используются сплавы, без проблем и деформаций переносящие всевозможные механические повреждения.

Изделия обладают высокой износостойкостью вне зависимости от условий эксплуатации. Шаровые газовые краны способны сохранять свои технологические свойства на протяжении тысячи (и более) циклов без возникновения неисправностей.

При этом температура движущейся и окружающей среды может быть практически любой. Опытным путем было установлено, что шаровые газовые краны способны выдерживать воздействие температуры от -60 до +80 градусов. Большинство газовых кранов способно прослужить гораздо дольше, чем заявил производитель.

Шаровые краны отличаются простотой конструкции, поэтому они не требуют постоянного ремонта и обслуживания в отличие от сложных систем

Запор шарового газового крана выполнен в сферической форме и имеет отверстие, через которое проходит газ по трубам. Диаметр отверстия подбирают в соответствии с размерами трубопровода. Регулировка пропускной способности магистрали обеспечивается благодаря возможности поворота вокруг своей оси запорного механизма.

В рабочем положении запор располагается перпендикулярно трубопроводу, и его можно легко закрыть руками, выполнив небольшой поворот ручки. При повороте на 90 градусов сторона со сквозным отверстием меняется на сплошную поверхность.

При меньшем повороте труба будет перекрыта частично. Но производители не рекомендуют оставлять конструкцию в полуоткрытом состоянии, т.к. это способствует повышенному абразивному износу устройства.

В промежуточных положениях из-за слишком большой скорости движения потока перекачиваемой среды уплотнительные седельные кольца могут быть полностью повреждены или частично деформированы. Это в дальнейшем может привести к серьезным поломкам крана, его ремонту или замене.

Корпус изделия отличается высокой герметичностью. Использование в конструкции металлов и специальных сплавов помогает снизить вес конструкции. Такую запорную арматуру для газовых трубопроводов можно спокойно устанавливать в труднодоступных местах.

В случае какой-либо поломки шаровой газовый кран можно легко отремонтировать подручными средствами, не повредив остальные элементы системы

Использование качественных газовых кранов с шаровым затвором выгодно с экономической точки зрения. Эти устройства обладают огромным запасом прочности и могут полноценно функционировать, не нуждаясь в замене много лет.

Это особенно характерно для шаровых газовых кранов известных и проверенных производителей. При этом убедиться в качестве любого крана можно, проверив сертификаты соответствия, которые подтверждают качество продукции.

Типовая конструкция шарового газового крана

Шаровые краны для подземной установки разных брендов имеют примерно одинаковое строение. Конструкция изделий обусловлена их эксплуатационными характеристиками и назначением.

Стандартный газовый кран для установки на подземных магистралях состоит из:

• герметичного корпуса, чаще всего изготовленного из латуни или стали;
• запорного шара, перекрывающего в дальнейшем подачу газа (из-за этого элемента кран и называется шаровым);
• седла, который отвечает за то, чтобы запорный шар никуда не сместился;
• отрезка трубы присоединения со специальной резьбой, который в дальнейшем приваривается к трубопроводу;
• горловой части, необходимой для пропускания штока;
• удлиненного соединительного штока;
• шайб противопоказания;
• деталей, отвечающих за герметичность конструкции (кольцевой уплотнитель, пружина, колечко и фланец, выполненные из мягких и прочных материалов, к примеру, этилпропиленового каучука);
• рукоятки из крепкого материала с покрытием из полихролвинила, благодаря которой и осуществляется управление всем изделием, и гайки, фиксирующей ее;
• стопора или ограничителя хода рукоятки.

При производстве комплектующих изделия применяется легированная и нержавеющая сталь, обладающая высокими антикоррозионными показателями. Для уплотнения деталей используется эластичный фторопласт. Благодаря этому полимеру конструкция становится водостойкой.

Фторопласт обеспечивает герметичность сцепки, спокойное наворачивание и легкий демонтаж. Этот материал обладает высокой устойчивостью к всевозможным агрессивным средам, а его излишки спокойно выдавливаются при затягивании резьбы.

Фторопласт относится к фторсодержащим полимерам (конструкционным пластикам), которые отличаются высокой термостойкостью, химической инертностью, мягкостью, текучестью и экологической безопасностью

Благодаря особенностям строения закрытое положение крана обеспечивает полную герметизацию трубопровода. Сам кран отличается небольшими размерами, что существенно упрощает его установку. Во время монтажа допустимо и сварное, и резьбовое соединение.

При этом резьба на конце трубы не должна быть длиннее резьбы крана, т.к. в противном случае после стяжки резьбового соединения торец трубы будет упираться в уплотнительные кольца, приводя к преждевременным повреждениям крана.

Шаровой газовый кран можно установить вместе с трубой в любом положении, которое в дальнейшем сможет гарантировать максимальное удобство в эксплуатации и быстрый доступ к проблемному участку.

Корпус крана для подземной установки

Корпус крана чаще всего производится из легированной, углеродистой и нержавеющей стали или латуни. Изделия из латуни стоят дороже кранов из стали. Но при этом и латунь, и сталь не подвергаются коррозии, за счет чего срок службы устройств, сделанных из них, увеличивается в несколько раз.

Материал, из которого сделан шаровой газовый кран, указан в сопроводительной документации к изделию, с которой можно ознакомиться при покупке конструкции

Латунь и легированная сталь отличаются высоким уровнем пластичности. Однако они не способны выдерживать сильное и продолжительное механическое воздействие. По этой причине рекомендуется защищать запорный механизм от ударов и трения.

Сама конструкция корпуса газового крана зависит от следующих факторов:

• способа производства;
• внутренних разработок конкретного конструкторского бюро;
• характера применяемых стандартов (ТУ, ГОСТ, ОСТ или какие-либо европейские директивы).

Наиболее прочным, способным держать любую нагрузку считается цельнометаллический неразборный корпус. Сначала он вытачивается на станке, отливается в опалубку за счет центробежной силы и затем сваривается с использованием дополнительных деталей.

Также корпус крана может состоять из двух вертикальных половин или трех элементов. Разборный корпус из 2-3 частей удобнее для технического обслуживания и может снова использоваться после демонтажа, но он менее герметичнее.

Еще корпусы шаровых кранов разделяются на полнопроходные и редукционные. В первом случае диаметры крана и трубопровода полностью совпадают, за счет чего обеспечивается минимальное гидросопротивление. Во втором случае парубки уменьшены на один типоразмер, благодаря чему потоком рабочей силы можно управлять.

Вне зависимости от материала, из которого выполнен корпус шарового газового крана, его нужно покрыть специальными защитными средствами от агрессивных сред. Для этих целей используются различные химические вещества.

Применение защитных покрытий позволяет использовать шаровые краны на любых магистральных сетях с различным температурным и барометрическим диапазоном

Во-первых, к ним относится акриловая краска, отличающаяся электроизоляционными свойствами. Она защищает изделия от наведенных и блуждающих токов. Во-вторых, чтобы обеспечить крану антикоррозийные свойства, его покрывают полимерными лакокрасочными материалами.

В-третьих, корпус шара могут покрыть каменноугольной краской на эпоксидной основе. Такая краска отличается высокой антикоррозийной устойчивостью и стойкостью к различным механическим повреждениям. В-четвертых, для защиты арматуры при ее бесколодезной установке прямо в грунт применяется пенополиуретановое покрытие.

Запорный механизм шарового крана

При выборе шарового крана особое внимание следует уделить его запирающему элементу – шару или сфере. Шар должен быть гладким и блестящим. Чаще всего сфера изготавливается из латуни и покрывается дорогостоящим напылением из никеля и хрома.

Латунь – это сплав на основе меди и цинка, который имеет красивый цвет и хорошо поддается обработке давлением, однако материал теряет антикоррозийные свойства в случае высокотемпературной обработки

Проверить качество запорной сферы достаточно легко. Для этого ее можно проверить магнитом. Если магнит притянется к сфере, то это указывает на то, что она сделана из стали, которая предназначена для электротехнического использования.

Стальной шар газового подземного крана быстро ржавеет и не может длительно эксплуатироваться во влажной среде. При этом к магниту не будет притягивать латунный шар.

Ручка газового крана

От формы ручки или рукоятки шарового крана зависит удобство его эксплуатации. Чаще всего в продажу поступают изделия с ручкой в форме бабочки (баттерфляй) или рычага. Рычаг является более функциональным, поэтому по возможности следует покупать газовый кран именно с такой рукояткой.

Рычажная ручка особенно удобна, если кран длительное время не использовался, и требуется приложить усилие, чтобы его повернуть. Газопроводные краны всегда выпускаются с зелеными ручками. Перекрашивать их не рекомендуется.

Разновидности шаровых газовых кранов

В современных газопроводах применяют газовых краны трех наиболее распространенных видов, классифицируемых по типу присоединения к трубам. Это резьбовые, фланцевые и приварные. Резьбовые или муфтовые газовые краны имеют небольшой диаметр. Чаще всего они устанавливаются на газовых трубопроводах для коммерческих помещений, частных домов и подобных объектов.

Соединение с газопроводом осуществляется благодаря резьбе. Резьбовое соединение газового шарового крана и трубы нельзя сильно перетягивать, т.к. это может стать причиной поломки корпуса изделия.

Фланцевые шаровые газовые краны используются в газопроводах большого диаметра, поскольку они способны выдерживать сильное давление рабочей среды

Фланцевые краны присоединяются к трубопроводам фланцевым способом с помощью болтов. И резьбовые, и фланцевые изделия являются разборными. Т.е. их можно демонтировать, перенести на другое место и снова поставить в другой точке трубопровода.

Приварные краны соединяются с газопроводами посредством сварки. Т.е. их невозможно отсоединить от труб, не повредив конструкцию. Диаметр приварной арматуры варьируется от 10 до 70 мм. Приварные газовые краны герметичны и надежны. Они не требуют регулярного обслуживания, благодаря чему пользуются большой популярностью.

Общие правила эксплуатации

Основные правила эксплуатации газового крана достаточно просты и предсказуемы. Кран закрывается поворотом рукоятки на 90 градусов по часовой стрелке, а открывается поворотом также на 90 градусов, но уже против часовой стрелки. Если ручка расположена перпендикулярно к оси крана, это указывает на то, что он закрыт. Параллельное положение рукоятки означает то, что кран открыт.

Рабочая среда, проходящая через этот кран, не должна содержать чересчур жестких элементов и твёрдых примесей, которые способны повредить полированную поверхность затворного шара. Если твердые частицы все равно могут попасть в шаровой кран, перед шаровым ним следует установить сетчатый фильтр.

Сам шаровой затвор необходимо периодически открывать и закрывать, чтобы он в дальнейшем мог быть легко повернут в любую сторону.

Открывать и закрывать газовый кран разрешено только за изготовленную заводом ручку, причем ее запрещено удлинять любыми средствами

Управлять шаровым краном следует с помощью стандартной рукояти. Не нужно использовать для этих целей специальные рычаги, которые способны удлинить эту рукоятку. Открытие и закрытие крана нужно производить максимально медленно, чтобы избежать возникновения гидравлических ударов.

Давление и температура на участке монтажа шарового крана не должны быть выше рабочего давления. Для большинства конструкций не допускается использование шаровых кранов с одинаковыми температурными и номинальным давлением.

Шаровой кран требует периодического очищения от ржавчины и пыли, а также подтягивания резьбы. В соответствие с рекомендациями производителей это нужно делать раз в полгода.

При монтаже трубопроводов предусматривается конструкция крепления труб, исключающая возможность внешнего механического воздействия на кран с учетом осевых, радиальных или крутящих нагрузок.

Ремонт и проведение ТО шарового крана, находящегося под давлением, запрещены. Для полноценной эксплуатации необходимый участок трубопровода следует предварительно очистить. Во время очистки системы шаровые краны нужно по нескольку раз открыть и закрыть.

Как определить подделку?

Перед монтажом газового крана необходимо проверить его документацию соответствия на указанный трубопровод и убедиться в том, что устройство не является подделкой. Поддельная газовая арматура достаточно распространена на рынке. При покупке газового шарового крана следует быть внимательным, чтобы отличить оригинальное изделие от поддельного. Для этого можно воспользоваться некоторыми советами.

Одним из главных критериев качества шарового газового крана является его цена, ведь изделие, соответствующее всем международным и национальным нормам, не может стоить дешево

Чтобы обмануть покупателей, продавцы могут подделать сопроводительную документацию (сертификаты, декларацию, паспорт изделия). Брендовые газовые краны стоят несколько дороже, поэтому подобный обман распространен на рынке.

Также на подделку указывают следующие признаки:

1. Неровная поверхность крана, на которой видны микротрещины и зазоры.
2. Помутнение шарового зазора.
3. Использование в качестве материала корпуса силумина или цинка.

Но определить на глаз точный состав используемого материала чрезвычайно трудно. Для этого проводятся многочисленные химические анализы. Их невозможно сделать вне лаборатории в условиях ограниченного периода времени.

Поэтому при покупке шарового крана следует запрашивать сертификат качества на изделие, гигиенический сертификат или декларацию о соответствии. В России шаровые газовые краны должны соответствовать требованиям ГОСТ Р 9544-2005 и ГОСТ 21345-2005, 28343-89, 23941-2002. Также в сертификатах могут быть указаны ссылки другие нормативно-правовые акты и стандарты качества.

Выводы и полезное видео по теме

Об особенностях выбора шарового газового крана для подземных работ сказано в видео, которое размещено ниже:

Любой газопровод необходимо оборудовать надежным запорным механизмом, особенно если трубы проложены ниже дневной поверхности. Затвор нужен во время аварии для изоляции отдельных участков трубопровода и для выполнения ремонтов на линии при частных поломках. Он защитит от угрожающих ситуаций и катастрофических последствий.

Хотите поделиться интересными сведениями по теме статьи? Располагаете информацией, которой стоит поделиться с посетителями сайта? Оставляйте, пожалуйста, комментарии в находящейся ниже блок форме, размещайте фото, задавайте вопросы.

Шаровой кран на магистральных газопроводах

Согласно общепринятому определению, шаровым краном называется устройство, в котором запирающий или управляющий элемент имеет форму сферы. Наибольшее распространение для газопроводных магистралей и других типов трубопроводов получили запорные краны.

Данный тип арматуры довольно прост по строению и в использовании. Все шаровые краны обладают структурой из 3-х главных компонентов: корпуса с шаровым запирающим органом, привода (силового механизма для исполнения), пневматической, электрической или гидравлической управляющей системы. Они характеризуются невысоким гидравлическим сопротивлением и возможностью монтажа в любом положении на трубопроводе. Шаровой кран – это главное запорное устройство на линейном участке магистрального газопровода. Устройства такого назначения изготавливаются из чугуна, стали или латуни. Они размещаются над и под землёй. В виде запорной арматуры на газопроводных магистралях применяются краны с ручным, пневматическим, электрическим и гидравлическим приводом.

Особенности шаровых кранов для газопровода — способность выдерживать высокие показатели давления и температуры газа, который транспортируется по трубам, а также устойчивость к коррозии и эрозии, вызываемых наличием примесей (диэтиленгликоль, метанол) в газе. Запорная арматура на газопроводных магистралях должна отвечать следующим требованиям:

1. Кран должен герметично отключать поврежденный участок газопровода во время ремонтных работ для предотвращения возгораний, взрывов и отравления работников;
2. Запорное устройство должно обеспечивать надежную герметичность и работоспособность на протяжении всего срока службы;
3. Гидравлическое сопротивление в шаровом кране должно быть минимальным для уменьшения затрат энергии на преодоление данного сопротивления;
4. В конструкции кранов требуется легкий доступ для проведения ремонта и обслуживающих работ, так как для ручной регулировки прилагаемые усилия должны соответствовать нормам;
5. Диаметр запорного элемента должен быть равен диаметру трубопровода, на котором установлен кран.

Запорный кран изготавливается в виде воздухонепроницаемого корпуса, в середине которого устанавливается запирающий элемент. В корпусе, как правило, предусмотрено 2 (в некоторых случаях и больше) конца, служащих для плотной состыковки с трубопроводом. Главное назначение запорного элемента — герметичная отсечка составных частей трубопровода. Его конструкция представлена седлом и запорным органом, которые постоянно соприкасаются друг с другом по уплотняющим поверхностям, и в закрытом состоянии герметично разъединяют отдельные отрезки трубопровода.

Главными плюсами шаровых кранов являются: прямоточность, невысокий уровень гидравлического противодействия, бесконечное соприкосновение уплотнительных плоскостей (предотвращающее коррозию и разрешающее применять смазку для уплотнения), малогабаритность. Запорный элемент и корпус за счет сферической формы имеют малые габариты и вес, а также они более прочные и жесткие. В шаровых кранах нет необходимости в ребрах жесткости, которые лишь усложняют технологию отливки и увеличивают массу всей конструкции.

Краны с запорными устройствами сферической формы обеспечивают более надежную герметичность. Даже при недостаточных показателях точности изготовления контакты уплотнительных плоскостей корпуса и запирающего элемента обеспечивают герметизацию запорного устройства в полной мере.

По причине того, что в технологическом процессе применяется газ природного происхождения, содержащий в своём составе сероводород, используются запорные шаровые краны зарубежных и отечественных производителей. Для гарантии максимально возможной герметичности и сведения к минимуму утечек в атмосферу предусмотрено использование арматуры с типом состыковки «под приварку».

По вопросам подбора трубопроводной арматуры обращайтесь к нашим специалистам по телефону 8 (495) 268-0-242. Будем рады вашим обращениям, а также комментариям к этой и другим публикациям.

Как используют крановый узел на магистральном газопроводе

Крановый узел магистрального газопровода используют при прокладке любого трубопровода, предназначенного для передачи сжиженных или газообразных веществ. Он необходим для управления потоками. Устройство может монтироваться на линейном отрезке, обслуживать компрессорные, перекачивающие, распределительные и насосные станции.

Назначение магистрального газопровода

Магистральный газопровод — это трубопровод, построенный специально для транспортирования природного газа с месторождения к перерабатывающим заводам. Магистраль является частью Единой системы газоснабжения России. К таким трубам подсоединяются ответвления, которые доставляют энергоноситель к населённым пунктам.

Магистральные трубопроводы бывают следующих видов:

1. Однониточный. На протяжении всей системы сечение труб не изменяется.
2. Многониточный. Вместе с главной веткой проходит ещё несколько трубопроводов.
3. Телескопические. Диаметр труб изменяется по мере продвижения от места выработки к конечной точке.

Сечение газопроводов может варьироваться от 720 мм до 1420 мм. За год сооружение пропускает примерно 30−35 млрд куб. м.

Системы прокладывают разными способами:

1. Подземным.
2. Наземным. Укладка производится в насыпных дамбах.
3. Надземным. Трубопровод монтируется на опорах.

Также существуют и подводные. Они строятся в тех случаях, когда газ нужно доставить с подводного месторождения.

Обычно магистральными газопроводами управляют государственные компании. Они должны следить за состоянием конструкции, а также нанимать и повышать квалификацию рабочих.

Крановый узел

В магистральный газопровод входит непосредственно трубопровод, а также все ответвления, сечение которых не превышает 1420 мм. Максимальное избыточное давление составляет 10 мПа.

В газопроводный комплекс, кроме труб и крановых узлов, входят такие составные:

1. Скважина.
2. Промышленный коллектор.
3. Газосборный пункт.
4. Очистительные и газокомпрессорные станции.
5. Запорные устройства.
6. Переходы.
7. Запасные трубы.
8. Дорога, идущая вдоль системы.
9. Линия связи.
10. Отводы.
11. Городские сети.
12. Лупинг.

Лупинг — это трубы, которые прокладываются параллельно к главному трубопроводу. Их укладывают в тех случаях, когда нужно увеличить производительность. Местоположение может быть абсолютно любым.

Крановые узлы в системе необходимы для отключения конкретных участков трассы. Их устанавливают каждые 20 км вместе с байпасной обвязкой. Также запорные механизмы на отводах, перед различными преградами, на подходах к станциям.

Краны могут иметь пневмогидравлический, пневматический или ручной привод. Рядом с ними монтируются продувочные свечи. Они необходимы для опустошения отключённого участка во время проведения ремонтных работ.

Источник https://sovet-ingenera.com/gaz/equip/sharovoy-gazovyy-kran-dlya-podzemnoy-ustanovki.html

Источник https://nomitech.ru/articles-and-blog/sharovoy_kran_na_magistralnykh_gazoprovodakh/

Источник https://sila-sibiri-rabota.ru/kranovyj-uzel/