Полное руководство по выбору трехходовых кранов для манометров

Полное руководство по выбору трехходовых кранов для манометров

Установка трехходового манометрического клапана преследует следующие цели:

• возможность проверить прибор, подключив к нему контрольный манометр;
• возможность сбрасывать давление перед прибором, что защищает его от залипания стрелки;
• возможность отключить манометр от системы;
• возможность продувать манометрический отвод с целью удаления загрязнений, негативно влияющих на точность измерительного прибора.

В промышленных целях и на производствах, где необходим постоянный контроль давления на трубопроводах, установка такого прибора обязательна.

Трехходовой кран предназначен для установки в систему манометров

Пренебрежение данным правилом может стоить дорого, так как при неправильных показаниях измерительного прибора и отсутствия контроля давления, возможно повреждение трубопровода.

В домашних условиях вместо крана часто используют проходной муфтовый вентиль, так как давление в домашней системе гораздо ниже.

Режимы работы

В зависимости от положения запорного механизма, клапан для манометра может находится в следующих рабочих режимах:

• направлять рабочую среду из магистрали в манометр;
• направление на манометр перекрыто. Манометр пребывает без нагрузки, рабочая среда свободно проходит по трубопроводу;
• производится сброс давления на измерительном устройстве при закрытом трубопроводе;
• при неправильном повороте запорного механизма, кран может соединить магистраль с атмосферой. Однако в этом случае для прохождения рабочей среды останется отверстие в 3 мм, что позволит избежать поломки манометра.

Связанные вопросы и ответы:

Какие типы трехходовых кранов лучше всего подходят для использования с манометрами

Золотаревский С.А., генеральный директор ООО «НПФ «РАСКО», к.т.н.; Макаров А.В., главный конструктор ОАО «Саранский приборостроительный завод»

Приборы для измерения давления (ИД) — так для обобщения будем в данной статье называть манометры, напоромеры, преобразователи давления — являются неотъемлемой составляющей практически любой технологической установки, использующей в своей работе газ, пар или жидкость. При этом само количество указанных приборов измеряется сотнями миллионов единиц.

Отсюда неизбежно вытекает задача: как оптимальным образом обеспечить работоспособность данных изделий, продлить срок их службы, а при необходимости — обеспечить быструю и качественную замену.

Именно с этой целью перед ИД устанавливают упомянутую в названии статьи запорную арматуру. Рассмотрим последовательно варианты ее применения и сравним их преимущества и недостатки.

Первоначально перед ИД устанавливали обычные двухходовые краны , имеющие два рабочих положения: «открыто» и «закрыто». В положении «открыто» давление рабочей среды поступает на вход ИД, который фиксирует его. Если двухходовой кран перевести в положение «закрыто», то рабочая полость ИД отсоединяется от рабочей полости системы. При этом ИД «запоминает» то давление, которое было в системе в момент отключения. Но затем оно может изменяться, например, при нагреве или охлаждении среды в данной замкнутой полости.

Очевидно, что с помощью двухходового крана невозможно проверить «стабильность нуля» прибора, что является одним из признаков его работоспособности. Сильно затруднена также замена прибора, особенно при измерении высоких давлений и в газовых системах. Это объясняется, во-первых, тем, что имеется значительное осевое усилие на резьбу, с помощью которой устанавливается ИД, а во-вторых, опасностью резкого расширения газа из замкнутого пространства при снятии ИД, установленных на газовых системах. Вследствие этого, двухходовые краны для указанных целей используются крайне редко и в настоящей статье не рассматриваются.

Определимся также, что будем рассматривать возможные варианты применения кранов перед ИД в системах с рабочим давлением до 1,6 МПа (16 кГс/см²), что характерно для подавляющего большинства газораспределительных сетей, а также систем водо- и теплоснабжения зданий и сооружений.

Для устранения указанных недостатков двухходовых кранов применяют трехходовые краны (рис. 1). Они, что следует из их названия, имеют три канала (хода): для подключения к рабочей полости системы, в которой контролируется давление, к ИД и к атмосфере, и два фиксированных положения: в первом ИД подключен к давлению в системе, а во втором — к атмосфере.

Рис. 1. Кран трехходовой натяжной муфтовый11б18(38)бк РУ 16кгс/см²Ду15мм

Трехходовые краны применяются для указанных целей уже более века и зарекомендовали себя как недорогое и достаточно надежное устройство. Однако они имеют серьезные недостатки. Главный недостаток трехходовых кранов — недостаточная герметичность . Как правило, она соответствует только классу герметичности D по ГОСТ 9544-2005 , т.е. при испытании давлением воздуха 6 кгс/см²допускают утечку газа в пределах 1,8 см3/мин xDN, где DN — диаметр условного прохода крана (от 5,4 см3/мин при DN = 3 мм до 360 см3/мин при DN = 200 мм) . Это обусловлено тем, что в подавляющем большинстве указанных изделий разделение соответствующих полостей в них обеспечивается взаимным разворотом цилиндрических или конических поверхностей. Соответственно, всегда имеется микрозазор между указанными твердыми поверхностями, который часто заполняют специальной консистентной смазкой, чтобы снизить возможные перетоки. Но, во-первых, перетоки все равно остаются, во-вторых, появляется необходимость периодического обслуживания данных кранов для замены смазки, а в-третьих, имеются случаи, когда применение смазки неэффективно или недопустимо. В качестве примера последних случаев можно привести установку трехходовых кранов перед ИД бензина, который растворяет большинство смазок, или кислорода, при взаимодействии которого с обычными смазками может произойти возгорание.

Как определить необходимое рабочее давление для трехходового крана, используемого с манометром

Трехходовой кран предназначен для подключения манометров и других средств измерения давления к системе. Наличие запорного устройства перед манометром делает последующую эксплуатацию прибора удобной и надежной. Конструкция трехходового крана позволяет перенаправлять потоки рабочей среды, отключать и заменять манометр, или сбрасывать давление при необходимости. Латунный кран с натяжной гайкой является более надежным решением по сравнению с обычными типами устройств, где нельзя регулировать удельное давление между корпусом и пробкой.

Конструкция с использованием фторопластовой прокладки позволяет использовать кран при температуре рабочей среды до 150 °С. Также она снижает усилие, которое необходимо прикладывать для поворота ручки, что является проблемой при эксплуатации моделей старых конструкций.

Рабочее давление, МПа

2,5

Максимальное давление, МПа

6

Максимальная рабочая температура, °С

150

Резьба присоединения

G¼ / G½ / M12×1,5 / M20×1,5

Исполнение (резьба)

Внутренняя / наружная
Внутренняя / внутренняя

Материал корпуса

Латунь

Материал седла

Фторопласт

Максимальный вес, кг

0,20

Техническая документация

Наименование	Резьба присоединения	Цена с НДС, руб.
Кран трех­хо­до­вой латунь (Китай)	G½ или М20×1,5 (в ассортименте)	705
G¼ — G¼, M12×1,5 — M12×1,5 (внутр. — внутр.)	945
G¼ — G¼, M12×1,5 — M12×1,5 (внутр. — наруж.)	810

Чертежи

Карта заказа

Тип	Трехходовой кран
Резьба присоединения	G¼ / G½ / M12×1,5 / M20×1,5
Исполнение (резьба)	внутренняя — внутренняя	внутр.-внутр.
внутренняя — наружная	внутр.-наруж.
Прокладка	Фторопластовая
Особенности	Натяжная гайка
Материал	Латунь

Пример обозначения:
Трехходовой кран G ½ -G½ (внутр.-внутр.) с фторопластовой прокладкой и натяжной гайкой, латунь.

Какие материалы рекомендуются для изготовления трехходовых кранов, предназначенных для работы с манометрами

Правильный выбор трехходового крана для манометра диаметром Ду15 имеет принципиальное значение. От этого зависит надежность работы всей системы измерения давления. Давайте разберемся, какие функции выполняет такой кран, каким требованиям он должен соответствовать, и как сделать оптимальный выбор.

1. Назначение трехходовых кранов для манометров

Трехходовые краны для манометров выполняют следующие основные функции:

• Подключение манометра к источнику давления (рабочей среде)
• Отключение манометра от системы
• Сброс давления из системы
• Проверка и настройка показаний манометра с помощью эталонного прибора

Использование трехходового крана позволяет оперативно подключать и отключать манометр, не нарушая работу всей системы. Это важно при необходимости замены или техобслуживания самого манометра. Кроме того, с помощью трехходового крана можно регулировать давление в системе, подавая или сбрасывая его часть.

Трехходовые краны широко используются в системах промышленного контроля давления, теплоснабжения, газо- и водоснабжения. Они являются важной частью обвязки расходомеров, датчиков давления, манометров.

2. Требования к конструкции трехходового крана для манометра Ду15

Трехходовой кран для манометра должен соответствовать ряду требований, обусловленных его назначением и условиями эксплуатации:

1. Выдерживать максимальное рабочее давление в системе
2. Иметь минимальные внутренние утечки
3. Выдерживать пиковое испытательное давление
4. Подходить по диаметру трубопровода системы (Ду)
5. Иметь стандартные типы резьбовых соединений

Рассмотрим эти критерии подробнее применительно к трехходовому крану для манометра Ду15.

Материал корпуса и внутренних деталей

Корпус такого крана, как правило, изготавливают из латуни. Это обеспечивает высокую коррозионную стойкость и невысокую стоимость. В качестве альтернативы может использоваться нержавеющая сталь или пластик.

Уплотнительные элементы (сальники, прокладки) чаще всего делают из фторопласта. Этот материал хорошо зарекомендовал себя при контакте с агрессивными средами в широком диапазоне температур и давлений.

Герметичность затвора

Герметичность является очень важным показателем для трехходового крана. Протечки в затворе приведут к искажению показаний манометра и нарушению работы всей системы.

Согласно ГОСТ, предельная величина протечки в затворе крана не должна превышать 0,13 см³/час на дюйм условного прохода крана. Таким образом для трехходового крана Ду15 предельная величина составит 0,13 * 15 = 1,95 см³/час.

Рабочее и испытательное давление

Максимальное рабочее давление для крана трехходового под манометр Ду15 обычно составляет 1,6 МПа (16 кг/см²). Испытательное давление, которое кран должен в течение некоторого времени выдерживать без разрушений и остаточных деформаций, равно 2,4 МПа (24 кг/см²).

При выборе модели необходимо учитывать реальное рабочее давление в системе, к которой будет подключаться манометр. Превышение максимальных паспортных значений недопустимо.

Условный проход Ду15

Условный проход Ду15 означает, что внутренний диаметр проходного сечения крана составляет 15 мм. Это оптимальный размер для подавляющего большинства систем с рабочим давлением до 16 кг/см2, в которых используются манометры с диаметром корпуса 100 мм.

Резьбовые соединения

Для присоединения трехходового крана для манометра ду15 к трубопроводу используется резьба G1/2 дюймовая. Для подключения самого манометра применяется метрическая резьба М20х1,5.

Масса латунного крана трехходового 11б18бк ду15 в стандартном исполнении составляет около 130 грамм. Это обеспечивает компактность и удобство монтажа.

3. Основные производители

Существует значительное количество отечественных и зарубежных производителей трехходовых кранов для манометров. Рассмотрим основных из них.

Среди российских брендов одними из самых известных являются:

• ТЭСС (Челябинск)
• Армавирский завод трубной арматуры (АЗТА)
• Завод Этон (Казань)

Их модели отличаются высоким качеством, надежностью и приемлемой ценой.

Среди зарубежных производителей популярны модели следующих фирм:

• Camozzi (Италия)
• Parker (США)

Это премиальные бренды, отличающиеся повышенной стоимостью, но и более высоким качеством, надежностью и долговечностью.

Давайте сравним несколько популярных моделей трехходовых кранов Ду15 от разных производителей:

Как видно, отечественные модели выгодно отличаются по соотношению цена/качество от импортных аналогов премиум сегмента.

Отзывы потребителей

При выборе модели стоит обратить внимание на отзывы реальных покупателей. Это поможет сделать обоснованный выбор.

Как выбрать оптимальную величину прохода для трехходового крана, чтобы обеспечить точные показания манометра

Зачем нужен 3 х ходовой кран для манометра? Всегда ли он должен устанавливаться? В каких вариантах исполнения выпускаются эти устройства? Какие неисправности характерны для них? Чем герметизировать резьбовые соединения при установке крана? Попробуем ответить на эти вопросы.

Манометр с трехпроходным краном.

Цели

Для начала выясним, для чего вообще нужен трехходовой манометрический кран.

Его установка преследует следующие цели:

• Она позволяет провести поверку измерительного прибора, подключив контрольный манометр .

Уточним: разумеется, в этом случае кран должен иметь не дренажную трубку, а полноценный отвод с резьбой или трубным фланцем для подключения второго прибора.

На снимке – трехходовой кран с контрольным фланцем для манометра 11б38бк.

• 3х-ходовой кран для манометра дает возможность не только отключить прибор от магистрали, но и сбросить давление перед ним . Считается, что это существенно снижает вероятность отказа (залипания стрелки).
• Наконец, он позволяет продуть отвод на манометр – сбросить через него некоторое количество рабочей среды . При продувке из отвода удаляются все накопившиеся загрязнения, способные повлиять на точность измерения давления.

Можно ли обойтись обычным проходным муфтовым вентилем? В промышленных условиях, где постоянный контроль давления необходим для соблюдения технологии производства, в подкачках и на газопроводах – нет. Неверные показания могут обойтись слишком дорого.

В системе отопления частного дома или в элеваторном узле многоквартирного манометры обычно подключаются именно к обыкновенному контрольному вентилю. Собственно, в элеваторах манометр часто устанавливается только на время снятия контрольных показаний: пока есть свободный доступ в технические подвалы, проблема воровства оборудования останется актуальной.

Варианты исполнения

Как может быть устроен трехходовой кран под манометр 1:2 дюйма? Приведем несколько описаний наиболее распространенных конструкций.

Пробковый натяжной

Пробковый трехпроходной кран с натяжной герметизацией 11б18бк выпускается в следующих комплектациях:

• Две трубные (ДУ 15) или метрические (М20х1,5) резьбы и дренажное отверстие.

Версия вентиля с дренажным отверстием.

• Одна трубная и одна метрическая резьба плюс дренажное отверстие.
• То же, но с рукояткой (рычагом или бабочкой).
• Две резьбы (ДУ 15, М20х1,5 или их сочетание) и фланец для подключения контрольного манометра.

Вентиль предельно прост конструктивно, но имеет пару существенных недостатков:

Довольно большое усилие переключения (характерное, впрочем, для всех пробковых вентилей).

Постоянный риск оторвать хвостовик пробки при подтяжке гайки. Латунь – довольно мягкий металл, и слишком большое усилие здесь не требуется.

Принцип работы трехходового крана для манометра прост и понятен: Т-образный вырез во вращающейся пробке при ее повороте совмещается с одним или двумя отводами.

Соответственно, в разных положениях доступны следующие конфигурации:

• Отвод заглушен, манометр соединен с атмосферой через дренаж или фланец.
• Давление подается на контрольный вентиль при закрытом дренаже или фланце.
• Отвод работает на сброс при перекрытом манометре.

Шаровый с дренажом

В качестве образца мы рассмотрим трехходовой шаровый кран под манометр 11Б27п. Он интересен реализацией дренажа. В сущности, перед нами обыкновенный муфтовый вентиль с удлиненным корпусом и дренажным отверстием по одну сторону от запорного шара.

Кран 11Б27п с дренажом и винтом-заглушкой.

Приведем характеристики изделия.

Параметр
Значение

Максимальное рабочее давление
16 атмосфер

Максимальная рабочая температура
Для воды – 140С, для пара – 225С

Материал корпуса и запорного шара
Латунь

Материал уплотнителя штока и седел
Фторопласт

Дренаж
Отверстие в корпусе с винтом-заглушкой

Оптовая цена
180 рублей

Обратите внимание: в такой реализации трехходовой шаровый кран для манометра довольно неудобен на горячей воде и отоплении.
Открученный дренажный винт обдаст вашу руку кипятком.

Шаровый с муфтовым отводом

В качестве крана под манометр может быть использован и обычный муфтовый трехходовой вентиль. Пример такого изделия – Valtec VT361N.

На этом фото – трехходовой кран под манометр ДУ15 от Valtec.

Материал корпуса и затворного шара изделия – хромированная латунь; уплотнители выполнены из тефлона. Максимальная рабочая температура среды – +150 градусов. Примечательна заявленная производителем долговечность изделия – не менее 20000 циклов.

Какие особенности установки трехходового крана с манометром необходимо учитывать для точных измерений

Если шаровой трехходовой кран служит долго, то имеет смысл посмотреть на состояние и степень загрязнения шара. Грязи, остатков ржавчины в воде может быть достаточно, чтобы повредить хромированную поверхность.

Большинство шариков бюджетных треходовых кранов изготовлены из низколегированной стали с хромированным покрытием. Уже за год эксплуатации хром отслаивается, а острые поверхности, как ножом, срезают мягкий фторопласт.

Повреждение уплотнения приводит к увеличению протечки через шаровой кран-тройник. Если по ГОСТу 10944 для нового трехходовика в ½ дюйма допускается протекание до 20 см³в минуту при 15 ат, то без фильтра за год утечка может вырасти втрое. Поэтому любой шаровой кран, а тем более размера ½ дюйма, должен эксплуатироваться в системе отопления с фильтром-грязевиком.

Трехходовой шаровой кран с латунным корпусом нельзя оставлять в недозакрытом, промежуточном положении. В этом случае из-за острой кромки на шаре возникает зона кавитации, разрушающая материал корпуса. В теории регулировать скорость потока воды трехходовым краном нельзя. Если ситуация безвыходная, то лучше использовать тройники с корпусом из нержавеющей стали или лучше бронзы.

Конструкция трехходового шарового крана на ½ проста, надежна, не требует специального обслуживания. В рабочем положении не создает дополнительного сопротивления водяному потоку. Бюджетные модели служат по 10-15 лет. Брендовые при правильной установке могут прослужить до 50 лет.

Обзор трехходового шарового крана:

Как долго прослужил кран-тройник в вашем доме? Какие проблемы с обслуживанием были и как выходили из трудной ситуации? Напишите о своем опыте в комментариях. Сохраните статью в закладках, чтобы полезная информация всегда была под рукой.