Латунные шаровые краны ValTec.
Прежде чем приступить к разработке водозапорной арматуры для российского рынка, инженеры фирмы Valtrompia Tecnic S.R.L досконально исследовали особенности подавляющего большинства российских инженерных коммуникаций. Специфичными для России были установлены следующие особенности водопроводных и отопительных систем:
-
сверхнормативная изношенность сетей и их загрязненность продуктами коррозии стали, механическими абразивными частицами (песок,окалина) и колониями железобактерий, перерабатывающих двухвалентное железо в трехвалентное (илистый, студенистый налет);
-
возможность превышения расчетных нагрузок на арматуру как по давлению, так и по температуре в результате ошибок недостаточно квалифицированного эксплуатационного персонала;
-
потребность рынка как в высококачественной арматуре для частных лиц, так и в дешевой арматуре невысокого ресурса для муниципальных служб.
Кроме этого, на базе нескольких крупных российских торговых компаний, был проведен анализ всех претензий потребителей к качеству водозапорной арматуры, независимо от марок и фирм-производителей. Наибольшие нарекания потребителей к качеству шаровых кранов были вызваны следующими причинами:
- низкое качество седельных уплотнений, вызывающее разгерметизацию крана;
- быстрый износ сальникового уплотнения из-за низкого качества обработки поверхности штока:
- частые поломки ручек и рукояток кранов, вызванные их недостаточными прочностными характеристиками.
По результатам проведенных исследований и использования передовых конструктивных наработок других производителей разработана серия полнопроходных латунных шаровых кранов повышенного ресурса Valtec-Basic.
Материал корпуса
Корпус крана изготовлен методом горячего прессования из латуни SW617N по стандарту EN12165 ( соответствует марке ЛС59-1 по ГОСТ15527-70).
Химический состав латуни корпуса и шара кранов ValTec;
|
Элемент
|
Cu
|
Pb
|
Fe
|
Mn
|
Al
|
Sn
|
Si
|
Ni
|
Zn
|
|
% (вес)
|
58
|
1,68
|
0,183
|
<0,5
|
0,156
|
0,122
|
<0,3
|
<1,0
|
остальное
|
Предел прочности на растяжение латуни составляет 350МПа, после штамповки этот показатель возрастает до 620МПа. То есть латунь приближается по прочностным показателям к литьевой бронзе , предел прочности которой лежит в интервале от 550 до 850 МПа.
При расчете корпусов шаровых кранов ValTec, в качестве расчетных величин были использованы данные испытаний на сжатие, растяжение и изгиб образцов изделий, прошедших штамповку, с коэффициентом запаса прочности = 1,2. В результате , толщина стенок корпуса кранов ValTec уменьшена в среднем на 20% по сравнению с аналогичными кранами Enolgas Basic . Это позволило снизить материалоемкость и себестоимость изделий.
Недостатком снижения толщины стенки корпуса является уменьшение сопротивляемости крана изгибающему моменту.
Сильная несоосность соединяемых трубопроводов может привести к деформации корпуса крана. Однако, если монтаж произведен в соответствии с п. 2.8. СНиП 3.05.01-85 "Внутренние санитарно-технические системы. Правила производства и приемки работ", то показатели, приведенные в таблице 4 обеспечивают достаточный запас прочности. ( ": 2.8. Отклонения линейных размеров собранных узлов не должны превышать 3 мм при длине до 1м и 1мм на каждый последующий метр").(ГОСТ 12.2.063-81 "Арматура промышленная трубопроводная": п. 3.10. Арматура не должна испытывать нагрузок от трубопровода (изгиб, сжатие, растяжение, кручение, перекосы, вибрация, несоосность патрубков, неравномерность затяжки крепежа). При необходимости должны быть предусмотрены опоры или компенсаторы, снижающие нагрузку на арматуру от трубопровода.)
К нежелательным последствиям может привести также превышение допустимой толщины слоя уплотнительного материала ( лен, лента ФУМ).
Монтажники должны быть осведомлены о этих особенностях кранов ValTec.
Корпус кранов ValTec подвергается пескоструйной обработке и покрывается в гальванической ванне слоем никеля.
|
Материалы составных частей крана Valtec Basic
|
| ? |
Наименование элемента
|
Материал Класс герметичности затвора
|
Марка материала
|
|
По Российским нормам
|
По европейским нормам
|
| Обозначение |
Норматив
|
Обозначение
|
Норматив
|
| 1 |
Корпус
|
Горяче-прессованнаялатунь никелированная
|
ЛС59-1
|
ГОСТ15527-70 |
ОТ 58SW617N |
UNI5705EN12165 |
| 2 |
Затворный шар |
Горяче-прессованная латунь хромированная
|
ЛС59-1
|
ГОСТ15527-70 |
ОТ 58SW617N |
UNI5705EN12165 |
| 3 |
Седельные кольца
|
Тефлон (политетрафторэтилен, фторопласт) с добавкой углерода и термоприсадкой (кремнеосновный эластомер)
|
Нет аналога |
ГОСТ10007-80 применительно |
P.T.F.E.+C+EM |
Пр-ваЯпонии
|
| 4 |
Шпиндель (шток)
|
Горяче-прессованнаялатунь никелированная
|
ЛС59-1
|
ГОСТ15527-70 |
ОТ 58SW614N |
UNI5705EN12164 |
| 5 |
Сальниковый уплотнитель
|
Тефлон (политетрафторэтилен, фторопласт) с добавкой углерода и термоприсадкой (кремнеосновный эластомер)
|
Нет аналога |
ГОСТ 10007-80 применительно |
P.T.F.E.+C+EM |
Пр-ваЯпонии
|
| 6 |
Втулка сальниковая
|
Горяче-прессованная латунь никелированная
|
ЛС59-1
|
ГОСТ15527-70 |
ОТ 58SW602N |
UNI5705EN12165 |
| 7 |
Гайка крепления рукоятки
|
Сталь никелированная
|
Ст.3
|
ГОСТ 380-94 |
Fe PO2
|
|
| 8 |
Контрящее кольцо
|
Полиэтилен высокого давления
|
ПВД
|
ГОСТ16338-85 |
L.D.P.E.
|
|
| 9.1 |
Рукоятка
|
Сталь никелированная с покрытием из поливинилхлорида
|
Ст.3
|
ГОСТ 380-94 |
Fe PO2
|
|
| 9.2 |
Барашковая ручка ("бабочка")
|
Алюминий
|
АЛ 8
|
ГОСТ 2685-75 |
Al
|
UNI 5076
|
Технология изготовления корпуса.
Применяемый состав латуни наиболее оптимален для метода горячей штамповки, так как требует температуры разогрева болванки только до 700°-750°С.
Полностью автоматизированная линия штамповки позволяет получать из латунной заготовки, нагретой в индукционной печи, деталь корпуса шарового крана за один рабочий ход пресса.
- Обточка , высверливание и нарезание резьбы на кранах полностью автоматизированы.
- Сборка кранов диаметром до 32 мм производится на станках-полуавтоматах. Для больших диаметров применяется ручная сборка.
- Соединение двух деталей корпуса крана ValTec выполняется на метрической резьбе с закреплением ее эпоксидным компаундом. Такое соединение становиться неразъемным.
Ряд производителей используют при производстве кранов способ литья под давлением, но этот метод имеет ряд существенных недостатков. Во-первых, он заведомо дороже, поскольку требует разогревать исходное сырье выше температуры плавления. Во-вторых, остывание отливки, полученной из расплава, идет неравномерно - от поверхности в толщу металла, что приводит к неоднородности материала отливки. В-третьих, прочность материала корпуса у литых кранов в 1,5-1,8 раз ниже, т.к. отсутствует "наклеп". Поэтому толщина стенок литых кранов в два раза толще, чем у штампованных.
Материал шара.
Основной рабочий орган крана - шар, как правило , выполняется из того же материала, что и корпус. Латунные шары с гальваническим покрытием из хрома являются наилучшим техническим решением. Полированная хромированная поверхность шара идеально прилегает к тефлоновым уплотнительным кольцам седла с минимально возможным коэффициентом трения на границе шар-кольцо.
Для кранов, которые не подвержены частым циклам открывания и закрывания, шары могут изготавливаться из стали или чугуна с гальванопокрытием. Такие краны дешевле и наработка на отказ у них не превышает 4000 циклов.
В месте взаимодействия шара со штоком гальваническое покрытие шара изнашивается быстрее, чем на остальной поверхности. В результате хром или никель перестает быть "донором" в процессе электрохимической коррозии и ржавчина поражает стальной или чугунный шар внутри покрытия.
Однако , следует иметь ввиду, что все эти неприятности с чугунным шаром начинают проявляться только через 3500-4000 циклов.
Если вы приобретаете кран для перекрытия отопительного стояка, то за год им пользуются максимум 20 раз, то есть, на 35-40 лет такого крана вполне хватит. В связи с этим, приобретая кран для системы отопления , подумайте: стоит ли тратить лишние деньги на кран с наработкой 50000 циклов, который в нормальных условиях прослужит 2500 лет?
В кранах ValTec - Basic используется латунный штампованный шар с гальванопокрытием из хрома, а в серии ValTec-Eco - шар из высокоуглеродистой стали с двойным гальваническим покрытием: омеднением и хромированием.
Отверстие в шаровом затворе кранов ValTec - Basic сделано одинаковым с диаметром тефлонового уплотнительного кольца(рис.2-1) . У ряда кранов других фирм диаметр отверстия в шаре незначительно превышает диаметр кольца (рис.2-2) . Это может явиться причиной того, что упругая деформация не прижатого шаром тефлона препятствует открытию шара и требует приложения значительных усилий. Многие фирмы, производящие латунные шаровые краны пошли по пути уменьшения диаметра отверстия в шаре таким образом, что проходное отверстие становилось меньше, пусть и незначительно, чем номинальный диаметр трубопровода (рис.2-3).
У кранов такой конструкции коэффициент местного сопротивления на 5-8% больше, чем у кранов ValTec. К тому же, место перепада диаметров является местом скопления подшламового геля, который может ускорить разрушение никелевого покрытия корпуса.
Рис.2
По европейской классификации краны относятся к "полнопроходным", если процентное отношение площади ( в свету) прохода в кране к площади поперечного сечения присоединяемой трубы составляет 90%-100%. Если этот показатель находится в пределах от 70 до 90% - кран относится к "стандартным". При меньших величинах данного соотношения - кран называют "редуцированным". Исходя из данной классификации, краны ValTec Basic являются полнопроходными, а краны ValTec Eco - стандартными, т.к. у последних показатель заужения составляет от 72% (1/2 ") до 81% (2").
Материал уплотнительных колец и сальника.
Использование для седельных колец и сальникового уплотнителя тефлона японского производства, который выдерживает без потери прочности нагревание до 230°С, позволило расширить температурный интервал применения кранов.
Как идеальный материал для сальниковых уплотнений шаровых кранов тефлон почти полностью вытеснил остальные материалы. Однако, рынок есть рынок, и в погоне за снижением себестоимости, отдельные производители находят различные лазейки, чтобы сэкономить на достаточно дорогостоящем , но качественном тефлоне. Толщина тефлоновых колец в седлах крана может быть настолько мала, что при повышении температуры тефлон из кольца превратится в какую-то волнообразную фигуру, совершенно не способную выполнять свою уплотняющую функцию.
Чаще же всего встречаются уплотнительные элементы из тефлона дешевых марок. Их отличает заметная невооруженным глазом зернистость и шероховатость. Обладая слабыми антифрикционными свойствами и весьма низкой прочностью, такой тефлон служит недолго, так как выкрашивается под воздействием острых кромок шарового затвора.
Обычно в итальянских шаровых кранах используется тефлон с добавкой 20% углерода (графита).Такой материал стоек к температурным и химическим воздействиям в достаточно большом интервале температур до 180°С, обладает высокими антифрикционными и прочностными показателями . Однако, для продукции , поставляемой в США, итальянцы использует только японский тефлон - таково категорическое требование американской стороны. Отличие японского тефлона в эластомерных добавках, рецептура которых содержится в тайне. В результате , японский тефлон выдерживает температуру до 230°С , на 20% прочнее итальянского и обладает сверхантифрикционными свойствами, полностью исключающими абразивный эффект.
Материал уплотнительного материала шаровых кранов определяет тот интервал температур, в котором кран может применяться . Толщина седельных колец в кранах ValTec рассчитана таким образом, чтобы величина захода среза шарового затвора за край кольцо даже для крана самого маленького типоразмера не была менее 2мм. Приобретая кран, не поленитесь проверить величину захода. Сделать это просто: надо закрыть кран и дыхнуть на шар. Открыв кран, по границе зоны отпотевания вы поймете, на сколько срез шара заходит за прокладку.
Материал шпинделя (штока).
Шпиндель кранов ValTec изготовлен из латуни с добавлением свинца ( соответствует марке ЛС 59-1) , что облегчает токарную обработку. Как уже упоминалось ранее, качество обработки штока заметно влияет на срок службы крана. Микробугорки на штоке при каждом цикле "открыт-закрыт" вырывают частицы сальниковой набивки ,что постепенно приводит к проявлению негерметичности сальника. Затяжка прижимной гайки сальника на некоторое время ликвидирует эту неприятность, но она неизбежно снова проявляет себя. В ходе поиска выхода из подобной ситуации родилось предложение полировать латунную поверхность штока так же, как полируется соприкасающийся с тефлоном шар. Дополнительное гальваническое никелирование штока в кранах ValTec-Basic делает равнозначной долговечность шпинделя и шара.
Ряд фирм применяет для штока сталь, но за год эксплуатации подобный шток корродирует до потери прочности
Конструкция сальникового узла.
Сальниковый узел предопределяет герметичность шарового крана, поэтому оптимальной разработке его конструкции производители уделяют большое внимание.
Опыт конструирования и эксплуатации сальников показал, что наиболее надежным является узел , в котором прижимная гайка имеет наружную резьбу , а шейка корпуса - внутреннюю. Такое решение делает уплотнение полностью герметичным, а сам узел легко ремонтируемым. При нарушении герметичности достаточно подтянуть прижимную гайку. Никаких усилий от затяжки на шток не передается.
В ряде известных кранов (например - Enolgas Basic) используется сальниковый узел с прижимной гайкой, навинчиваемой на шпиндель (рис.3-В) . То есть, гайка имеет внутреннюю резьбу. Вращение шпинделя приводит к вращению прижимной гайки. Этот узел тоже относится к разряду надежных и ремонтопригодных, но имеет ряд недостатков. Во-первых, усилие от затяжки прижимной гайки через сальниковый уплотнитель передается на шпиндель. Прижимая буртик шпинделя к корпусу крана, эти усилия увеличивают силу трения и препятствуют свободному повороту шпинделя. Для уменьшения трения в таких кранах используется дополнительная антифрикционная тефлоновая прокладка на штоке со стороны шара. Во-вторых, для подтягивания прижимной гайки, требуется снять кран с трубопровода и вставить в него штырь, иначе при вращении прижимной гайки будет вращаться и шток.
Руководствуясь изложенными соображениями в кранах ValTec решено было перейти на более практичную конструкцию гайки сальника с наружной резьбой (рис.3-А). Кроме того , ликвидирована клиновидность прижимной поверхности гайки, так как опыт эксплуатации выявил, что клин достаточно быстро прорезает в тефлоне канавку и перестает выполнять свою распорную функцию.
Сальниковый узел , в котором прижимная гайка отсутствует , а заменена несколькими резиновыми уплотнительными кольцами, одетыми на шток, использована для кранов ValTec-Eco (рис. 3-Б). Он не относится и к разряду ремонтопригодных, хотя подобная конструкция широко используется в газовых кранах. Правда, вместо резиновых колец в газовых кранах применяются кольца из специального эластомера.
Сам шпиндель кранов серии ValTec вставляется изнутри корпуса, а не снаружи, как у многих других кранов, где случайное ослабление прижимной гайки может привести к выбиванию шпинделя давлением транспортируемой среды.
Рис.3
Конструкция крепления рукоятки.
Даже по такой незначительной, на первый взгляд, детали, как крепление рукоятки шарового крана, можно судить о том , как относится производитель к качеству своей продукции.
Возьмем кран серии ValTec и обратим внимание на гайку, крепящую рукоятку. Это не просто "типовая" гайка (рис.4-Б), а специальное изделие с отбуртовкой (рис.1,поз.7), в которую вставлено полиэтиленовой контрящее кольцо (рис.1,поз.8). Такая гайка прочно удерживает рукоятку и никогда не открутится самопроизвольно, без гаечного ключа. Зачем это нужно? Именно затем, чтобы и этот узел был надежным, ведь ослабившаяся гайка превращает рукоятку в мощный рычаг, которым бравый сантехник может запросто переломить шпиндель. Использование винтового крепления рукоятки также считается ненадежным (рис.4-В), так как сечение шпинделя ослабляется внутренней резьбой именно в точке максимальной нагрузки.
Рис.4
Конструкция рукоятки.
Учитывая многочисленные жалобы потребителей на то, что в шаровых кранах изгиб рукоятки мал и может привести к повреждению пальцев о соединительные элементы трубопроводов, в серии ValTec этот изгиб увеличен. Цветное поливинилхлоридное покрытие никелированной ручки крана исключает опасность ожога руки в том случае, когда по трубопроводу транспортируется высокотемпературная среда.
В ряде конструкций можно встретить штампованные стальные рукоятки коробчатого сечения. Слабое место таких рукояток - деформация корпуса рукоятки в точке соприкосновения с ограничительным выступом корпуса крана. Чтобы сделать такую ручку надежной, толщина стали должна быть рассчитана на смятие от воздействия запирающего усилия. Например, в кранах Valtec Eco, использована стальная штампованная рукоятка , однако толщина стали подобрана так, что сломать ее не удастся.
Обладателей кранов с силуминовыми рукоятками также подстерегает опасность поломки ручки в месте ее соприкосновения с ограничительным выступом. Хрупкий силумин легко ломается при небрежном открытии или закрытии.
В ручках "бабочка" кранов ValTec использован силумин повышенной прочности. Толщина "фартука" этой ручки рассчитана таким образом, что рукой сломать ее нельзя.
Нормализованные технические характеристика (приведенные к российским нормам) кранов Valtec-Basic, и их размеры приведены в приложениях 1 и 2.
Для гидравлических расчетов инженерных систем предлагаются таблицы коэффициентов пропускной способности и местных сопротивлений кранов, а также таблицы линейных потерь давления прямых и угловых кранов.
Наряду с полнопроходными кранами Valtec-Basic компания Valtrompia Tecnic представила на российский рынок экономичную серию шаровых кранов стандартного прохода Valtec Eco.
|
Материалы составных частей крана Valtec ECO
|
| ? |
Наименование элемента
|
Материал Класс герметичности затвора
|
Марка материала
|
|
По Российским нормам
|
По европейским нормам
|
| Обозначение |
Норматив
|
Обозначение
|
Норматив
|
| 1 |
Корпус
|
Горяче-прессованнаялатунь никелированная
|
ЛС59-1
|
ГОСТ15527-70
|
ОТ 58SW614N
|
UNI5705EN12164
|
| 2 |
Затворный шар
|
Сталь высокоуглеродистая хромированная
|
Марка 60
|
ГОСТ1050-88
|
Е265
|
EN1027-1
|
| 3 |
Седельные кольца
|
Тефлон (политетрафторэтилен, фторопласт)
|
Нет аналога
|
ГОСТ10007-80 применительно
|
P.T.F.E
|
|
| 4 |
Шпиндель (шток)
|
Горяче-прессованная латунь никелированная
|
ЛС59-1
|
ГОСТ15527-70
|
ОТ 58SW602N
|
UNI5705EN12165
|
| 5 |
Уплотнительные кольца
|
Бутадиен -акрилонитрильная резина
|
НБК(нитрилбутадие-новыйкаучук)
|
ГОСТ 9833 применительно
|
NBR Perbunan
|
ASTM D2240
|
| 6 |
Гайка крепления рукоятки
|
Сталь никелированная
|
Ст.3
|
ГОСТ 380-94
|
Fe PO2
|
|
| 7.1 |
Рукоятка
|
Сталь штампованная
|
Ст.3
|
ГОСТ 380-94
|
Fe PO2
|
|
| 7.2 |
Барашковая ручка ("бабочка")
|
Алюминий
|
АЛ 8
|
ГОСТ 2685-75
|
Al
|
UNI 5076
|
Сальниковый узел этих кранов выполнен неразборным, с уплотнением из нитрил-бутадиеновой резины (NBR), с повышенным содержанием акрилонитрила (38%),что придает ей свойства сохранять стабильный объем и прочностные показатели в течение всего срока эксплуатации. Эта резина не подвержена набуханию и усадке. составляет 4000 циклов. Краны могут применять в интервале рабочих температур от -30°С до +120°С. Такие харктеристики в совокупности с достаточно низкой стоимостью делают шаровые краны ValTec-Eco практичными и доступными для городских коммунальных служб.
Шаровые краны ValTec могут устанавливаться вместо ранее используемых пробковых кранов и вентилей в тех случаях, когда эта арматура используется в качестве водозапорной.
Гидравлические характеристики кранов ValTec-Eco приведены в приложениях 3 и 4.
Лабораторные испытания образцов шаровых кранов ValTec подтвердили их незаурядное качество. В России эти данные были подтверждены испытательным центром ОАО "НПО ЦКТИ", лабораторией ? 243. Российские испытания проводились по программе и методике ГОСТ 28343-89 и ГОСТ 12.2.063-81.
Химическая стойкость шаровых кранов ValTec приведена в приложении 5.
|
Товары 
