Производство кранов шаровых в России – виды и процесс изготовления

Относительно недавно на рынке водопроводной арматуры основным запорным устройством был традиционный вентиль – не слишком надежный, с массой эксплуатационных проблем. Более удачной стала замена вентильных вариантов на полнопроходные краны с шаровым элементом. Не все они равнозначны по качеству.

Производство кранов шаровых требует нового подхода к техпроцессу, как минимум, использования современных технологий. Полукустарными способами такую запорную арматуру не изготовить.

Почему выгодно производство кранов шаровых

Спрос на запорно-регулирующую арматуру только повышается. По мере того, как старые стальные трубы и вентили отправляются в утиль, популярность идеи использования шарового крана на новых пластиковых трубах растет.

Производство при правильной организации технологического процесса не может быть убыточным по двум причинам:

• в домашнем водопроводе или контуре отопления на долю шаровых кранов приходится не менее 90% всех задвижек. Оставшиеся 10% относятся к традиционному вентилю на вводе водопроводной трубы в дом или квартиру;
• изготовление шарового крана более технологично. Не требуется большого станочного парка и затратных операций литья стальных заготовок.

Но в данном случае речь идет о производстве шаровых латунных кранов. Модели из нержавейки или пропилена ППР не рассматриваются. Крановые задвижки из нержавеющей стали применяются в основном для трубопроводов промышленного назначения и в пищевом производстве.

Стоят они дороже традиционных вентилей. Шаровой кран из полипропилена отливается предприятиями, выпускающими ППР-трубы. Стоит недорого, но используется исключительно на полипропиленовых водопроводах.

Производство шарового крана из латуни считается более выгодным, так как это универсальное изделие.

С небольшой модификацией способа крепления может использоваться на:

• полипропиленовых;
• стальных;
• полиэтиленовых РЕХ-трубах;
• металлопластиковых водопроводах.

У шарового крана есть несколько конструктивных особенностей, положительно влияющих на спрос и рентабельность производства:

• простая схема запирания. Вращающийся вокруг вертикальной оси металлический шарик с отверстием практически не создает завихрений в потоке жидкости, а значит, меньше ее потери. Можно ставить более дешевую модель с шаровым элементом с меньшим проходным сечением, чем у традиционного вентиля;
• небольшой корпус хорошо вписывается в линию водопроводных труб или контура системы отопления. Нет выпирающих, как у вентиля, длинных штоков с массивными рукоятками;
• простой способ установки. Монтаж шарового крана занимает минуты. Для того чтобы поставить самый простой вентиль в чугунном или бронзовом корпусе, потребуются муфты со сгонами или переходник с комплектом прокладок под фланцевое соединение.

Еще один плюс – шаровой кран проще обслуживать. Если при производстве используются качественные материалы, то он сохранит работоспособность десяток лет. Обслуживание вентиля требует периодической прогонки-проворачивания штока по резьбе, открытия-закрытия заслонки. Иначе тарельчатый затвор и резьбовой участок оси прикипают. Открыть такую задвижку сложно.

Виды шаровых кранов

Любое производство не может базироваться на выпуске одной модели, заменяющей или дублирующей старый чугунный вентиль. На сегодня существует как минимум несколько вариантов исполнения латунного крана с шаровым элементом, на них есть спрос, и поэтому они также включаются в план производства.

Типовое устройство классического крана приведено на схеме.

Основу изделия составляет латунный корпус с центральной камерой, внутри которой располагается шаровой элемент. У шарика сквозное отверстие, диаметр которого на доли миллиметра меньше входного отверстия.

Запорный элемент может вращаться на штоке вокруг вертикальной оси. Уплотнение кромок выполняется фторопластовыми кольцами, плотно прилегающими к хромированной поверхности шарика.

Деталей немного, все они несложной конфигурации, поэтому производство легко может быть автоматизировано.

С разными типами корпуса

В зависимости от условий эксплуатации шарового крана в производство закладывается несколько типов корпуса. Самый простой вариант – с разборным корпусом, обоюдной резьбой под штуцер.

Корпус изготавливается в виде двух частей, соединяемых между собой по резьбе. Производство таких моделей обходится чуть дороже, но есть возможность менять шаровой элемент и напорное уплотняющее кольцо из фторопласта.

Более дешевые модели собираются горячей посадкой без резьбы. Производство может быть более выгодным, так как для сборки шарового крана может использоваться автоматизированный пресс.

Для подземных коммуникаций используется неразборной шаровой кран с корпусом из стали с защитным покрытием. Особенность производства – применение сварки для сборочных работ.

На трубопроводы высокого давления устанавливается запорная аппаратура из стали с литым корпусом.

Процесс производства стальной шаровой арматуры отличается от латунных моделей лишь используемыми материалами и способом установки сферы. Шарик закладывается внутрь через отверстие для штока, а вместо последнего используется конусная втулка. Шаровое уплотнение из полиоксиметилена, а на втулке ставится колечко из нитрильного каучука.

В качестве запорной арматуры на линиях транспортировки жидких пищевых продуктов, коррозионно-активных жидкостей применяют шаровой кран из специальных марок стали.

Производство классическими способами затруднено плохой обрабатываемостью нержавейки. Поэтому корпус выполняется сборным, что позволяет ремонтировать и обслуживать внутреннюю полость крана, и даже менять шаровой элемент.

По типу управления потоками сред

У обычной запорной аппаратуры шаровой элемент может принимать два положения – «открыто» и «закрыто». Промежуточные варианты, когда кран приоткрывается неполностью, считаются нерасчетными, и не рекомендуются к применению для обычных моделей.

Возможность открыть шаровой элемент не полностью, а на определенный угол, используется для управления потоком жидкой среды в трехходовых кранах.

Производство простых моделей из латуни не потребует дополнительного оборудования. Для выпуска изделий из коррозионностойкой стали нужны будут специализированные металлообрабатывающие станки.

С помощью крана можно переключать входящий поток жидкости на один из двух выходов. Мало того, в некоторых моделях допускается поворот шарового элемента не полностью, а на определенный угол.

Регулировать поток через кран можно вручную или с помощью пары электродвигатель – редуктор.

В связи с возросшей популярностью систем отопления типа «теплый пол», активно расширяется производство полуавтоматических кранов регулирования температуры теплоносителя в контуре подогрева.

С различной конструкцией проходного сечения

Полость внутри шара может отличаться по форме и размерам. Для производства трехходовых моделей применяется два типа проходного сечения – «L» и «Т» формы.

В первом случае L-полость дает возможность перебрасывать поток с одного выхода на другой. Т-полость, кроме того, дает возможность работать в режиме обычного полнопроточного крана.

В процессе производства шарового крана для жидкостей с высоким содержанием твердых частиц переднюю кромку полости на входе специально скругляют и полируют. Делается это для того, чтобы избежать отложения загрязнений и уменьшить износ металла.

С разными способами соединения

Корпуса также отличаются по способу крепления к трубам и трубопроводной арматуре. Вход-выход может быть выполнен с внутренней или наружной трубной резьбой под муфту.

Для полиэтиленовых РЕХ-труб один или оба входа сделаны в виде штуцера под опрессовку полиэтилена гильзой.

Для производства кранов под металлопластиковые трубы используется центральный блок корпуса стандартной модели под резьбу. Вход и выход вкручиваются в корпус, при этом они имеют штуцер и резьбовой участок под компрессионную гайку.

Такой подход к организации производства шаровых кранов позволяет сделать часть деталей универсальными, и в конечном итоге снизить затраты на изготовление.

Технология и оборудование

Для того чтобы наладить производство, потребуется:

• пресс с набором штампов. Под каждый шаровой кран нужно как минимум два комплекта пуансона и матрицы горячей штамповки;
• установка подготовки латунного порошка для снятия загрязнений с поверхности микрочастиц. Часто от данного оборудования отказываются, что уменьшает затраты на производство, но сильно снижает качество заготовки после прессования;
• станок ЧПУ под сверловку, точение и нарезку резьбы;
• гальваническая установка для нанесения никеля;
• сборочный пресс для опрессовки уплотнений, штока, посадки шарового элемента в корпус крана.

Для мелкосерийного производства потребуются:

• фторопластовые кольца;
• резиновое уплотнение на шток;
• клей;
• поворотные ручки нескольких видов;
• гайки.

Все перечисленное дешевле купить в готовом виде, чем налаживать производство своими силами.

Купить придется также штампы для горячего прессования. Изготовление подобного инструмента требует сложного оборудования и дополнительных средств контроля, поэтому их лучше заказать на специализированном машиностроительном предприятии.

Если по бизнес-плану планируется выпуск всего ассортимента латунных задвижек и фитингов, то как минимум нужно будет закупить компрессионные гайки, сухари, гильзы под все типы труб.

Технологический процесс производства шарового крана

Изготовление начинается с разогрева штампа и латунного порошка. Производство горячей штамповкой обойдется чуть дороже, чем цветное литье, но с гарантией отсутствия литейных дефектов и раковин. Штамповать корпуса при низкой температуре, как это делается в процессе производства дешевых смесителей из ЦАМ, не имеет смысла из-за низкого качества.

После того как корпус выйдет из штампа, его охлаждают и чистят от остатков смазки. Далее выполняется обезжиривание и нанесение никелевого слоя в гальванической ванне. На станке ЧПУ вырезается отверстие под шток, нарезается резьба, протачиваются посадочные пазы под корпусные фторопластовые уплотнения.

Шарик покупается готовым. Внутри него растачивают полость определенной формы, полируют и (при необходимости) хромируют. В аналогичном порядке изготавливается шток.

Сборку выполняют на прессе. Наносят клей и запрессовывают внутрь крана напорное фторопластовое кольцо со стороны входа жидкости. Далее вставляется шарик, впрессовывается шток и заворачивается корпусная гайка с вторым кольцом из фторопласта.

В конце сборки на шток одевается резиновое уплотнение, заворачивается поджимная гайка, ставится ручка. Шаровой кран проверяется под давлением, и если нет замечаний, процесс производства считается завершенным.

Производство в России и в мире

Несмотря на то, что технология производства достаточно отработана на практике, шаровой кран у разных производителей отличается по качеству, долговечности, а часто и по внешнему виду. Давайте рассмотрим поближе продукцию разных отечественных производителей и создадим свой рейтинг.

ARCO

Известная фирма-производитель трубной арматуры. Продукция выпускается в Испании и в Тунисе. Испанский шаровой кран идентичен по качеству, произведенному на филиале.

На что обращаем внимание, выбирая шаровой кран марки ARCO:

• хорошее качество латунного корпуса, степень пористости идентична литью. В процессе производства заготовку под шаровой кран дополнительно подвергают термостатике. Латунь та же – CW617N/CW614N;
• кольцевые вкладыши из тефлона очень пластичны, поэтому задвижка легко выдерживает давление до 15 бар, на испытании – все 50 бар.

В технологию производства включена операция двухстадийной полировки и доводки стального шарика. После сверловки шаровой элемент проверяется на отсутствие биения, будучи установленным на штоке, после чего поверхность хромируется и полируется.

Положительные моменты – отличное качество всех деталей, плавное открытие – закрытие без задиров или «прикипания».

Отрицательные стороны – высокая цена, настоящий шаровой кран от АРКО должен стоить не менее 3 евро. Второй минус – изделие часто разукомплектовывают на торговых складах, подменяя шаровой элемент на китайский стальной шарик.

VEXVE

Компания расположена в Финляндии, занимается проектированием и производством полнопроходной крановой арматуры цельносварного типа. Это означает, что шаровая конструкция расположена внутри корпуса без разъемных соединений.

Задвижки рассчитаны преимущественно для использования продуктопроводов высокого давления – до 40 бар. В производстве шарового крана используются легированные стали, корпус – марки Р235GH, шарик и шток – X5CrNi1810.

Долговечность и герметичность затвора на шаровом элементе обеспечивают две тарельчатые пружины, прижимающие уплотняющие кольца из PTEF+C к поверхности шара.

Монтаж выполняется с использованием сварочного оборудования только на стальных трубах. С 2014 г компания VEXVE OY (Финляндия) реализует продукцию собственного производства под брендами VEXVE и NAVAL. Шаровой кран VEXVE рассчитан на использование в промышленном производстве, в основном на нефтехимических продуктопроводах, поэтому стоимость получается достаточно высокой. Например, самая маленькая модель с диаметром проходного сечения 15 мм стоит от 50 долларов.

В целом, качество запорной арматуры высокое.

АДЛ

Российская компания «АДЛ» специализируется на производстве запорной аппаратуры для продуктопроводов любых типов – от бытовых сетей до промышленных трубопроводов. Объем продукции большой. Производство основной части изделий обеспечивается автоматизированными линиями.

Латунные шаровые краны для бытовых водопроводов известны под брендом «Бостон», «Чикаго». Запорная арматура из стали продается под маркой «Бивал» и «АДЛ».

Стоимость продукции примерно вдвое ниже финских и испанских аналогов, качество соответствует ценовой планке. Стандартный латунный кран «Бостон» на ½” с американкой и рукояткой-бабочкой продается от 2,5 долл.

BROEN

Основное производство компании расположено в Дании, есть филиалы в РФ, Московской области, и еще более полусотни стран. Специализируется преимущественно на стальной запорной арматуре, но есть серии и обычных латунных полнопроточных моделей. Производятся под торговой маркой Ballomax.

Качество продукции во многом зависит от места локализации производства. Европейские изделия подвергаются 100% тестированию и испытанию по сложному алгоритму выборки. Поэтому качество достаточно высокое.

«Бологовский арматурный завод»

Выпускал несколько однотипных шаровых кранов из латуни и стали. До последнего момента производство было стабильным, качество на среднем уровне. Бологовские латунные краны-муфты отличались добротным корпусом с хорошим запасом по толщине материала на резьбовом участке. В этом месте у дешевых изделий появляется трещина через год-два эксплуатации.

Еще пару лет назад латунная арматура пользовалась уверенным спросом, так как цена на задвижки и фитинги была даже ниже китайской продукции. В последнее время продукция встречается на рынке гораздо реже, много кустарных подделок, а отпускная цена на оригинал выросла больше чем вдвое.

Bugatti

Один из наиболее популярных брендов шаровой арматуры. Выпускается одноименной компанией в Италии. Основной упор в организации производства сделан на высокое качество корпуса из латуни и большой ресурс работы. Стандартный шаровой кран Бугатти выдерживает до 20 тыс. открытий-закрытий.

Корпус всегда с белым никелевым покрытием. Чистая латунь может использоваться лишь для арматуры нестандартной конфигурации. Цена на шаровой кран Bugatti в 1,5-2 раза выше средней, поэтому изделия бренда активно подделываются.

Как отличить оригинальный итальянский продукт:

• маркировка на корпусе буква V в ромбе, обязательно указывается размер резьбы, надпись «Made in Italy»;
• высокое качество поверхности шарового элемента. Внутри корпуса закладывается прозрачная силиконовая смазка консистентного типа;
• на штоке используется поджимная гайка оригинальной формы.

Для партии кранов всегда оформляется сертификат качества и паспорт на изделие. Но самым надежным защитным элементом считается высокое качество поверхности корпуса – не бывает никаких изъянов, полосок, неровностей, пятен.

Aqualink

Краны российского производства отличаются относительно небольшими размерами и повышенным весом. Это говорит о том, что плотность и непроницаемость латунного корпуса намного выше, чем у большинства конкурентов.

Качество шарового крана заметно выше китайских аналогов, но модели типа «Бант» покупают преимущественно для отопления и водопроводов с небольшим внутренним давлением. Превышение более 5 бар снижает ресурс фторопластовых вкладышей. Шаровой вкладыш стирает тефлон за пару месяцев.

Плюс торговой марки – относительно невысокая цена на изделие.

Производство шаровых кранов быстро окупается, так как спрос на качественные изделия растет. Проблем с выбором хорошего крана всегда было достаточно, даже если это продукция известных производителей. Потому перед покупкой стоит тщательнее изучить модели, их особенности.

Тест шаровых кранов фирм Bugatti, Oventrop и LD: видео.

Поделитесь своим опытом выбора шаровых кранов, информацией о производстве крановой арматуры в комментариях. Как правильно выбрать качественную модель оригинального производства? Сохраните статью в закладках, чтобы не потерять полезную информацию.