Совсем недавно на рынке водопроводной арматуры основным запорным устройством являлся традиционный вентиль, который оказался ненадежным и вызывал множество эксплуатационных проблем. Однако замена вентилей на полнопроходные шаровые краны решила эти недостатки, хотя не все модели обладают одинаковым качеством.
Изготовление шаровых кранов требует применения современных технологий и нового подхода к производственному процессу. Создание такой запорной арматуры кустарными методами невозможно.
Краткое содержание статьи
Почему выгодно производство кранов шаровых
Интерес к запорно-регулирующей арматуре постоянно возрастает. С утилизацией старых стальных труб и вентилей растет популярность использования шаровых кранов на новых пластиковых трубах.
Если организацию производства наладить должным образом, оно не будет убыточным по двум причинам:
- в системах водоснабжения или отопления на долю шаровых кранов приходится не менее 90% всех запорных устройств. Лишь 10% приходится на традиционные вентилями, которые используются на вводе водопровода в дом или квартиру;
- технология производства шарового крана требует меньших затрат и не требует большого количества станков или сложных операций по литью стальных деталей.
Следует отметить, что речь идет именно о производстве латунных шаровых кранов. Модели из нержавеющей стали или полипропилена (ППР) в данном контексте не рассматриваются. Краны из нержавейки преимущественно применяются в промышленных трубопроводах и пищевой промышленности.
Кроме того, они дороже традиционных вентилей. Полипропиленовые шаровые краны производятся заводами, занимающимися выпуском ППР-труб, они стоят недорого, но используются исключительно с полипропиленовыми водопроводами.
Производство латунного шарового крана считается более рентабельным, так как это универсальный продукт.
При небольшом изменении метода крепления, он может применяться на:
- полиетиленовых;
- стальных;
- полиэтиленовых РЕХ-трубах;
- металлопластиковых водопроводах.
Шаровые краны обладают несколькими конструктивными особенностями, которые положительно сказываются на их востребованности и рентабельности производства:
- интуитивно понятная схема запирания. Вращающийся металлический шарик с отверстием почти не создает завихрений в потоке жидкости, что приводит к уменьшению потерь. Можно использовать более простую модель с меньшим проходным сечением по сравнению с традиционными вентиля;
- компактные размеры позволяют кранам легко вписываться в систему трубопроводов или контур отопления. Нет выступающих, как у вентилей, длинных штоков с крупными ручками;
- легкий монтаж. Установка шарового крана занимает всего несколько минут. Для установки простого вентиля в бронзовом или чугунном корпусе потребуется использовать муфты с соединениями или переходники с набором прокладок для фланцевого соединения.
Дополнительно стоит отметить, что обслуживание шарового крана проще. Если используются качественные материалы в производстве, он будет функционировать десятилетиями. Обслуживание вентиля требует регулярной намотки и прокрутки штока по резьбе, открывания и закрывания заслонки, иначе запорный механизм может заклинивать. Открыть такой вентиль порой бывает сложно.
Виды шаровых кранов
Невозможно организовать производство, основываясь на выпуске лишь одной модели, заменяющей или дублирующей старые чугунные клапаны. В настоящее время существует несколько разновидностей латунных кранов с шаровым механизмом, имеющих спрос на рынке, и это также учитывается в производственном плане.
Общая схема устройства классического крана представлена ниже.
Основой устройства является латунный корпус с центральной камерой, внутри которой находится шаровой механизм. У шара имеется сквозное отверстие, диаметр которого на доли миллиметра меньше входного отверстия.
Запорный элемент способен вращаться на штоке вокруг вертикальной оси. Уплотнение краев осуществляется с помощью фторопластовых колец, плотно примыкающих к хромированному шару.
Количество деталей не велико, и они имеют простую форму, что делает возможным автоматизированное производство.
С различными типами корпусов
В зависимости от условий работы шаровых кранов в ассортимент входят несколько типов корпусов. Самым простым вариантом является разборный корпус с обоюдной резьбой под штуцер.
Корпус изготавливается из двух частей, которые соединяются между собой через резьбу. Производство этих моделей чуть дороже, но позволяет заменять шаровой элемент и уплотняющее кольцо из фторопласта.
Более простые модели собираются путем горячей посадки без резьбы. Такое производство более экономично, так как для сборки шарового крана может использоваться автоматизированный пресс.
Для подземных коммуникаций устанавливаются неразборные шаровые краны с корпусом из стали и защитным покрытием. В этом случае при сборке применяется метод сварки.
Для трубопроводов, работающих под высоким давлением, используются запорные устройства из стали с литым корпусом.
Процесс изготовления стальных шаровых кранов отличается от латунных моделей лишь материалами и методами установки сферы. Шар помещается внутрь через отверстие для штока, а вместо последнего используется конусная втулка. Уплотнение шара производится с помощью полиоксиметилена, а на втулке располагается колечко из нитрильного каучука.
Шаровые краны из специальных марок стали используются в качестве запорных устройств для трубопроводов, транспортирующих жидкие пищевые продукты и коррозионно-активные жидкости.
Изготовление с использованием традиционных методов затрудняется низкой обрабатываемостью нержавеющей стали. Поэтому корпуса выполняются в сборном варианте, что позволяет обслуживать внутреннюю полость крана и, при необходимости, заменять шаровой элемент.
По типу регулирования потоков
Обычные запорные устройства могут иметь два положения шарового элемента – «открыто» и «закрыто». Полуоткрытые положения кранов, которые не полностью открыты, не являются расчетными и их использование не рекомендуется для стандартных моделей.
Возможность частичного открытия шарового элемента используется для контроля потока жидкости в трехходовых кранах.
Производство простых моделей из латуни не потребует специальных агрегатов. Однако для изготовления изделий из коррозионностойкой стали потребуются специализированные металлообрабатывающие машины.
С помощью кранов можно переключать входящий поток жидкости на один из двух выходов. В некоторых моделях также предусмотрен поворот шарового элемента под заданным углом.
Регулирование потока через кран может производиться вручную или с помощью системы электродвигателя и редуктора.
С учетом появления систем отопления «теплый пол» активно увеличивается производство полуавтоматических кранов для контроля температуры теплоносителя в подогреве.
С различными конструкциями проходного сечения
Форма и размеры внутренней полости шара могут различаться. Для производства трехходовых моделей применяются два типа проходного сечения – «L» и «Т» формы.
Первый тип L-формы дает возможность перенаправлять поток с одного выхода на другой. Т-полость также позволяет функционировать в качестве стандартного полного проходного крана.
При производстве шарового крана для жидкостей с высоким содержанием твердых частиц переднюю кромку полости на входе специально скругляют и полируют, что предотвращает образование загрязнений и уменьшает износ металла.
С различными способами соединения
Корпуса могут различаться по способу крепления к трубам и трубопроводной арматуре. Вход-выход может быть выполнен как с внутренней, так и с наружной резьбой под муфту.
Для полиэтиленовых РЕХ-труб может быть предложено один или оба входа с штуцером под опрессовку полиэтиленовой гайкой.
При производстве кранов для металлопластиковых труб используется центральный блок корпуса стандартной модели с резьбой. Вход и выход вкручиваются в корпус и имеют штуцер, а также резьбовой участок под компрессионную гайку.
Такой подход к организации производственного процесса позволяет использовать универсальные детали, что в конечном итоге снижает затраты на изготовление.
Технология и оборудование
Для того чтобы наладить производство, необходимо:
- пресс с соответствующими штампами. Для каждого шарового крана необходимо как минимум два комплекта пуансонов и матриц горячей штамповки;
- установка для подготовки латунного порошка, чтобы удалить загрязнения с поверхности микрочастиц. Часто от этого оборудования отказываются, что помогает сэкономить, но сильно снижает качество заготовок после прессования;
- станок с ЧПУ для сверления, токарной обработки и нарезки резьбы;
- гальваническая установка для никелирования;
- сборочный пресс для опрессовки уплотнений, установки штока и монтажа шарового элемента в корпус крана.
Для небольших серий потребуется:
- фторопластовые уплотнительные кольца;
- резиновое уплотнение для штока;
- клей;
- разнообразные поворотные ручки;
- гайки.
Все вышеперечисленное выгоднее приобрести в готовом виде, чем затрачивать ресурсы на их самостоятельное производство.
Также необходимо будет купить штампы для горячего прессования. Изготовление такого инструмента требует сложного оборудования и дополнительных средств контроля, поэтому лучше заказать их у специализированной машиностроительной компании.
Если в бизнес-плане предусмотрен выпуск полного ассортимента латунных задвижек и фитингов, то как минимум необходимо закупить компрессионные гайки, сухари и гильзы для всех типов труб.
Технологический процесс производства шарового крана
Процесс производства начинается с подогрева штампа и латунного порошка. Метод горячей штамповки будет немного дороже, чем цветное литье, однако обеспечивает гарантии отсутствия литейных дефектов и раковин. Штамповка корпусов при более низкой температуре, как это делают при изготовлении недорогих смесителей из ЦАМ, приводит к низкому качеству, поэтому такой подход нецелесообразен.
Когда корпус выходит из штампа, он подвергается охлаждению и очищению от остатков смазки. Затем осуществляется обезжиривание и покрытие никелевым слоем в гальванической ванне. На ЧПУ-станке вырезается отверстие для штока, нарезается резьба и протачиваются пазы для корпусных уплотнений из фторопласта.
Шарик приобретается в готовом виде. Внутри него растачивается полость определенной формы, проводится полировка и (если требуется) хромирование. Аналогичному процессу подвергается и шток.
Сборка осуществляется на прессовом оборудовании. Наносится клей, и внутрь крана устанавливается уплотнительное фторопластовое кольцо со стороны входа. Затем помещается шарик, впрессовывается шток и закручивается корпусная гайка с другим кольцом из фторопласта.
В финале сборки на шток устанавливается резиновое уплотнение, закручивается поджимная гайка и монтируется ручка. Шаровой кран проверяется на герметичность под давлением, и если всё в порядке, процесс считается завершенным.
Производство в России и в мире
Несмотря на отработанную технологию производства, шаровые краны разных производителей могут сильно отличаться по качеству, durability и даже внешнему виду. Давайте подробнее рассмотрим продукцию различных отечественных компаний и составим свой рейтинг.
ARCO
Знаменитая компания, занимающаяся производством трубной арматуры. Продукция выпускается как в Испании, так и в Тунисе. Качество испанских шаровых кранов соответствует изделиям, выпускаемым на филиале.
При выборе шарового крана ARCO стоит обратить внимание на следующие аспекты:
- Корпус из латуни высокого качества с низким уровнем пористости. На этапе производства заготовки под шаровой кран дополнительно обрабатываются термостатическим способом. Используемые марки латуни – CW617N/CW614N;
- Вкладыши из тефлона обладают отличной пластичностью, что позволяет задвижке без проблем держать давление до 15 бар, а на испытаниях – до 50 бар.
В процессе производства предусмотрена двухстадийная полировка и доводка стального шарика. После сверловки шаровой элемент помещается на шток для проверки равномерности, а затем хромируется и полируется.
Положительные стороны ARCO – превосходное качество всех составных частей и плавное открытие-закрытие без заеданий.
Недостатки – высокая цена: оригинальный шаровой кран от ARCO стоит не меньше 3 евро. Также стоит отметить, что на складах часто встречаются случаи подмены шарового элемента на китайский аналог.
VEXVE
Компания, расположенная в Финляндии, занимается разработкой и производством полнопроходной крановой арматуры цельносварного типа, что означает, что шаровая конструкция находится внутри корпуса и не имеет разъемных соединений.
Задвижки в основном предназначены для работы с продуктопроводами высокого давления – до 40 бар. В производстве шарового крана используются легированные стали, корпус из марки Р235GH, а шарик и шток выполнены из X5CrNi1810.
| Модель | Параметры |
| Присоединение | Приварное |
| Номинальные диаметры | DN10-600 |
| Температура потока | от -30 °C до +200 °C |
| Давление, бар | 25 |
| Материалы узлов | |
| Корпус | Сталь St.37.0/37.8 |
| Шар | AISI304 |
| Шток | AISI303 |
| Кольца уплотнения | PTFE+C |
| Ручка | Стальная оцинкованная |
| Уплотнение под втулкой штока | Тефлон |
Долговечность и герметичность затвора обеспечиваются двумя тарельчатыми пружинами, которые прижимают уплотняющие кольца из PTEF+C к поверхности шара.
Монтаж осуществляется с применением сварочного оборудования исключительно на стальных трубах. С 2014 года компания VEXVE OY (Финляндия) реализует свою продукцию под брендами VEXVE и NAVAL. Шаровой кран VEXVE ориентирован на использование в промышленности, в основном в нефтехимических продуктопроводах, что делает стоимость достаточно высокой. Например, самая маленькая модель с диаметром 15 мм имеет цену от 50 долларов.
В целом качество запорной арматуры весьма высокое.
АДЛ
Российская компания «АДЛ» сосредоточена на производстве запорной арматуры для самых разных продуктопроводов — от бытовых сетей до крупных промышленных трубопроводов. Объемы выпуска продукции большие, большинство изделий производится на автоматизированных линиях.
Латунные шаровые краны для домашнего водопровода известны под марками «Бостон» и «Чикаго». Стальная запорная арматура предлагается под брендами «Бивал» и «АДЛ».
Ценовой уровень продукции в два раза ниже финских и испанских аналогов, при этом качество соответствует заявленной ценовой категории. Например, стандартный латунный кран «Бостон» на ½” с американкой и ручкой-бабочкой имеет стоимость от 2,5 долларов.
BROEN
Основное производство данной компании находится в Дании, с филиалами в России, Московской области и более чем пятидесяти других странах. Она в основном специализируется на стальной запорной арматуре, однако также предлагает традиционные латунные модели. Продукция выпускается под маркой Ballomax.
Качество изделий во многом зависит от региона их производства. Европейская продукция проходит 100% тестирование и проверку согласно строгим протоколам, что обеспечивает высокое качество.
«Бологовский арматурный завод»
Завод производил несколько однотипных шаровых кранов из латуни и стали. До недавнего времени производство было стабильным, качество находилось на среднем уровне. Латунные краны-муфты из Бологова славились добротным корпусом с хорошим запасом прочности на резьбовых участках, в отличие от недорогих изделий, где трещины могут появляться уже через год-два эксплуатации.
Несколько лет назад латунная арматура была весьма востребована, так как цены на задвижки и фитинги были даже ниже китайских аналогов. В последнее время оригинальная продукция встречается на рынке намного реже, а количество кустарных подделок возросло, при этом отпускные цены на оригиналы увеличились более чем вдвое.
Bugatti
Один из самых известных брендов шаровой арматуры, выпускаемый одноименной компанией в Италии. Основное внимание в производственной организации уделяется высокому качеству латуни и долговечности. Стандартный шаровой кран Bugatti может выдерживать до 20 тысяч циклов открытия-закрытия.
Корпус всегда покрыт белым никелем. Чистая латунь используется только для нестандартных конфигураций. Цены на шаровые краны Bugatti в 1,5-2 раза превышают средние значения, что делает изделия бренда привлекательными для подделок.
Чтобы различить оригинальную итальянскую продукцию, следует учитывать:
- наличие маркировки на корпусе с буквой V в ромбе, указание размера резьбы и надпись «Made in Italy»;
- высококачественную поверхность шарового элемента. Внутри корпуса должна находиться прозрачная силиконовая смазка консистентного типа;
- поджимная гайка оригинальной формы на штоке.
Партия кранов сопровождается сертификатом качества и паспортом на изделия. Однако самым надежным признаком является высокое качество поверхности корпуса, без каких-либо изъянов, бархатов или пятен.
Aqualink
Краны, производимые в России, выделяются относительно небольшими размерами и повышенной массой. Это говорит о том, что плотность и непроницаемость латунного корпуса значительно выше, чем у большинства конкурентов.
Качество шарового крана заметно превосходит китайские аналоги, однако модели типа «Бант» приобретают преимущественно для систем отопления и водопроводов с невысоким внутренним давлением. При превышении давления более 5 бар срок службы фторопластовых деталей может сократиться. Шаровая втулка может износиться за несколько месяцев.
Плюсом данной торговой марки является относительно невысокая стоимость продукции.
