В категории представлены краны, используемые в качестве запорного устройства на трубопроводах общепромышленного назначения и трубопроводах объектов газовой и нефтехимической промышленности.

Запорные краны — один из основных видов трубопроводной арматуры, применяемой на объектах нефтегазовой отрасли. Их устанавливают на технологических линиях АЗС и АГЗС, нефтебазах, газонаполнительных станциях, резервуарных парках и других объектах, где требуется быстро и герметично перекрывать поток рабочей среды.

От правильного выбора арматуры зависят безопасность оборудования, надежность технологического процесса и предотвращение утечек горючих веществ.

Назначение запорных кранов

Основная функция крана — полное открытие или перекрытие трубопровода. В отличие от регулирующей арматуры, стандартные запорные модели обычно не предназначены для длительной эксплуатации в частично открытом положении.

Краны применяются для работы с различными средами:

• природным и сжиженным углеводородным газом;
• пропан-бутановыми смесями;
• бензином и дизельным топливом;
• нефтью и нефтепродуктами;
• газовым конденсатом;
• техническими газами;
• водой, воздухом и другими вспомогательными средами.

На АЗС запорная арматура используется на линиях приема, хранения и выдачи топлива. На АГЗС и объектах СУГ к ней предъявляются особенно строгие требования, поскольку сжиженный газ находится под давлением, а при разгерметизации быстро испаряется и образует пожаро- и взрывоопасную смесь.

Основные виды кранов

Шаровой кран — наиболее распространенный вид запорной арматуры для нефтепродуктов и газа. Его запирающий элемент представляет собой шар с проходным отверстием. При повороте шара на 90 градусов проход открывается или полностью перекрывается.

К преимуществам шаровых кранов относятся:

• высокая герметичность затвора;
• небольшое гидравлическое сопротивление;
• быстрое открытие и закрытие;
• компактная конструкция;
• простое управление;
• возможность установки ручного, пневматического или электрического привода;
• длительный ресурс при правильном подборе и эксплуатации.

По конструкции корпуса шаровые краны бывают цельносварными, разборными двух- и трехсоставными. Цельносварные модели отличаются минимальным количеством потенциальных мест утечки, а разборные удобнее обслуживать и ремонтировать.

Конусные и цилиндрические краны - в таких устройствах запирающим элементом служит пробка конической или цилиндрической формы. Эта арматура может применяться на отдельных технологических участках, однако во многих современных системах она уступает шаровым кранам по удобству обслуживания и эксплуатационным характеристикам.

Полнопроходные и редуцированные модели - по диаметру проходного отверстия шаровые краны подразделяются на два основных типа.

 - Полнопроходные краны имеют проход, близкий по диаметру к внутреннему сечению трубопровода. Они создают минимальное гидравлическое сопротивление и подходят для линий, где важно сохранить пропускную способность. Кроме того, такая арматура может использоваться на трубопроводах, предусматривающих прохождение очистных или диагностических устройств.

 - Редуцированные краны имеют уменьшенное проходное сечение. Они компактнее и нередко экономичнее, но создают более заметные потери давления. Возможность их применения определяется расчетом трубопровода.

Способы присоединения к трубопроводу

Выбор типа присоединения зависит от диаметра линии, рабочего давления, требований к герметичности и условий обслуживания.

• Фланцевые краны широко применяются на технологических трубопроводах АЗС, АГЗС и нефтебаз. Их достоинства — удобство монтажа, возможность демонтажа и замены без вырезания участка трубы.

Особое внимание необходимо уделять подбору фланцев, крепежа и прокладочных материалов. Все элементы соединения должны соответствовать рабочему давлению, температуре и химическим свойствам транспортируемой среды.

• Краны под приварку обеспечивают надежное неразъемное соединение и уменьшают количество возможных мест утечки. Они востребованы на ответственных трубопроводах и участках, где разборка соединения в процессе эксплуатации не требуется.

Монтаж такой арматуры должен выполняться квалифицированным персоналом по утвержденной технологии сварки. После установки проводят предусмотренный проектом контроль качества соединений и испытания.

• Резьбовые краны обычно применяются на трубопроводах небольшого диаметра, вспомогательных линиях и оборудовании. Для систем с горючими газами и нефтепродуктами возможность такого соединения должна быть подтверждена проектом и требованиями нормативной документации.

Материалы корпуса и уплотнений

Корпуса промышленных кранов изготавливают из углеродистой, низколегированной или коррозионностойкой стали. Выбор материала зависит от:

• вида рабочей среды;
• расчетного давления;
• минимальной и максимальной температуры;
• климатического исполнения;
• коррозионной активности среды;
• условий наружной эксплуатации;
• требований к пожарной безопасности.

Для изготовления шара и штока часто применяется нержавеющая сталь либо сталь с защитным покрытием. Седла и уплотнения могут выполняться из фторопласта, усиленных полимеров, графита и других материалов.

Полимерные уплотнения обеспечивают высокую герметичность, но имеют ограничения по температуре и химической совместимости. Металлические или комбинированные уплотнения выбирают для высоких температур, абразивных сред и специальных условий эксплуатации.

Управление запорными кранами

Небольшие краны обычно оснащаются рукояткой или редуктором. На крупных диаметрах, удаленных участках и в автоматизированных системах применяются приводы:

• электрические;
• пневматические;
• гидравлические;
• пневмогидравлические.

На объектах нефтегазовой отрасли привод и электрооборудование должны соответствовать классу взрывоопасной зоны. При необходимости система предусматривает дистанционное управление, сигнализацию положения затвора и аварийное закрытие.

Для АЗС и АГЗС особенно важна возможность оперативного прекращения подачи продукта при повреждении оборудования, пожаре, превышении допустимых параметров или срабатывании системы безопасности.

Требования к промышленным кранам

Запорная арматура для нефти, газа и нефтепродуктов должна соответствовать параметрам конкретного трубопровода. При выборе учитывают:

1. Условный проход DN. Он подбирается с учетом диаметра трубопровода и требуемой пропускной способности.
2. Номинальное или рабочее давление. Допустимые значения арматуры должны соответствовать расчетным условиям системы.
3. Температурный диапазон. Учитывается температура продукта и окружающего воздуха.
4. Герметичность затвора. Требуемый класс устанавливается проектом и применимыми стандартами.
5. Материалы деталей. Они должны быть совместимы с рабочей средой.
6. Климатическое исполнение. Особенно важно для оборудования, эксплуатируемого на открытом воздухе.
7. Антистатические свойства. Для горючих сред может требоваться отвод статического электричества между шаром, штоком и корпусом.
8. Пожаробезопасное исполнение. На ответственных участках применяют краны, конструкция которых сохраняет допустимую герметичность после воздействия огня в пределах установленных испытаний.
9. Защиту от выброса штока. Конструкция должна препятствовать его выдавливанию внутренним давлением.
10. Направление сброса давления. Для некоторых конструкций необходимо учитывать ориентацию седел и возможность разгрузки полости корпуса.

Для сжиженных углеводородных газов дополнительно оценивают поведение среды при изменении температуры. Жидкость, запертая в замкнутой полости, может расширяться и создавать опасное избыточное давление. Поэтому конструкция и схема установки крана должны исключать недопустимый рост давления.

Монтаж и эксплуатация

Перед установкой проверяют комплектность, маркировку, состояние корпуса и присоединительных поверхностей. Внутри трубопровода не должно быть окалины, песка, сварочного грата и других загрязнений, способных повредить уплотнения.

При монтаже необходимо:

• соблюдать указанное изготовителем направление установки, если оно предусмотрено конструкцией;
• не передавать на корпус недопустимые нагрузки от трубопровода;
• использовать совместимые прокладки и уплотнительные материалы;
• соблюдать требования к затяжке крепежа;
• защищать уплотнения от перегрева при сварке;
• обеспечивать доступ для управления, осмотра и обслуживания;
• учитывать положение привода и возможность его аварийного использования.

После монтажа выполняют испытания в объеме, установленном проектом и нормативными требованиями. Проверка герметичности горючей среды открытым пламенем недопустима.

В процессе эксплуатации краны необходимо периодически осматривать. Признаками неисправности могут быть утечка по штоку или соединениям, увеличение усилия управления, неполное закрытие, коррозия корпуса и нарушение работы привода.

Почему нельзя регулировать поток обычным шаровым краном

Стандартный шаровой кран рассчитан прежде всего на два положения: «открыто» и «закрыто». Работа с частично перекрытым проходом может привести к:

• повышенной скорости потока;
• кавитации и эрозии деталей;
• вибрации и шуму;
• повреждению седел;
• ускоренному износу затвора;
• нарушению герметичности.

Если технологический процесс требует изменения расхода или давления, следует применять специально рассчитанную регулирующую арматуру либо шаровой кран регулирующего исполнения.

Как выбрать кран для АЗС или АГЗС

Подбор запорной арматуры выполняется на основании проектных данных. Недостаточно ориентироваться только на диаметр резьбы или фланца. Необходимо знать состав среды, давление, температуру, требуемую герметичность, частоту переключений и условия размещения оборудования.

Перед приобретением рекомендуется проверить:

• паспорт и руководство по эксплуатации;
• маркировку корпуса;
• разрешенную рабочую среду;
• допустимые давление и температуру;
• материал корпуса, шара, штока и уплотнений;
• тип и размеры присоединения;
• наличие необходимых документов о соответствии;
• требования к монтажу и техническому обслуживанию;
• возможность установки нужного привода;
• соответствие проекту и действующим нормативам.

Применять бытовые водопроводные краны на технологических линиях нефтепродуктов и газа нельзя, если изготовитель прямо не подтвердил их пригодность для соответствующей среды и условий работы.

Запорный кран — важный элемент безопасности трубопроводной системы. На АЗС, АГЗС и других объектах нефтегазовой промышленности арматура должна обеспечивать надежное перекрытие потока, устойчивость к давлению и температуре, совместимость с рабочей средой и безопасное управление.

Выбор конкретной модели следует выполнять по проекту с учетом действующих технических регламентов, стандартов, правил промышленной и пожарной безопасности. Монтаж, испытания и обслуживание должны проводить квалифицированные специалисты. Экономия на качестве арматуры или использование оборудования не по назначению увеличивают риск утечек, пожара и аварийной остановки объекта.