Шаровый (шаровой) кран — разновидность трубопроводного крана, запирающий или регулирующий элемент которого имеет сферическую форму. Это один из современных и прогрессивных типов запорной арматуры, находящий всё большее применение для различных условий работы в трубопроводах, транспортирующих природный газ и нефть, системах городского водоснабжения, отопления и других областях. Имеется также возможность использовать его в качестве регулирующей арматуры.
Конструкция шаровых кранов известна уже более 100 лет, но в ранних вариантах исполнения она не обеспечивала плотного перекрытия прохода среды из-за трудности её обеспечения металлическими поверхностями шаровой пробки и сёдел корпуса. Появление таких материалов как фторопласт, синтетический каучук для изготовления сёдел привело к началу широкого применения шаровых кранов. Новые материалы смогли обеспечить плотность закрытия и снизить усилия для управления краном.
Подвижным элементом (затвором) таких кранов служит пробка сферической формы — шар, по оси которой выполнено сквозное круглое отверстие для прохода среды. В проходных кранах для полного закрытия или открытия прохода достаточно повернуть шар на 90 градусов.
По типу шаровые краны делятся на полнопроходные и редуцированные (стандартнопроходные). Полнопроходной шаровый кран - диаметр отверстия в шаре которого, соответствует внутреннему диаметру трубопровода, на который устанавливается кран. Гидравлические потери при проходе рабочей среды через полностью открытый кран весьма малы, практически такие же как при проходе среды через трубу, равную по длине корпусу крана, что в разы меньше, чем в других типах запорной арматуры. Это ценное качество сделало краны данного типа основным запорным устройством на линейной части магистральных трубопроводов. Редуцированные или стандартнопроходные — диаметр отверстия в шаре которого на один типоразмер меньше диаметра трубопровода. Данный тип шаровых кранов применяется на трубопроводах в которых не критична частичная потеря напора. Краны могут быть двух- или трехходовыми.
По типу исполнения корпуса: цельносварные, корпус которых представляет собой единую конструкцию и разборные,когда элементы корпуса стянуты болтами и могут легко разбираться. Первый тип изделий считается наиболее надёжным, но в случае неисправности такое устройство нельзя отремонтировать. Разборные краны чаще выходят из строя, но легко поддаются ремонту.
По типу присоединения шаровые краны могут быть: фланцевые, приварные (под приварку) , муфтовые (резьбовые) и комбинированные. Фланцевые шаровые краны применяются на трубопроводах которые предусматривают частичную разборку/сборку, а так же помещениях в которых запрещена сварка. Краны с типом соединения под приварку используют на особо ответственных или труднодоступных участках трубопроводов, за счет полной герметичности перекрытия и прочности соединения. Краны с муфтовым соединением имеют внутреннюю коническую или цилиндрическую резьбу. В основном применяются в коммунальном хозяйстве. Шаровые краны с комбинированным присоединением, являются универсальными и применяются в различных трубопроводных системах (соединение резьба/сварка, фланец/сварка и т. д.). Краны для бесколодезной установки (подземные шаровые краны с удлиненным штоком) имеют конструкцию с органами управления, поднятыми над корпусом.
Кроме вышесказанного шаровые краны имеют ряд других достоинств, среди которых: простота конструкции; высокая и надёжная герметичность; небольшие габариты; простая форма проточной части и отсутствие в ней застойных зон; удобное управление; малое время, затрачиваемое на поворот; применимость для вязких и загрязнённых сред, суспензий, пульп и шламов.
Сёдла в корпусе выполняются в виде колец из различных видов пластмасс (в основном фторопласта), это обеспечивает надёжную герметичность, лёгкость и плавность поворота шаровой пробки, но ограничивают применения таких кранов для сред с температурой не более 200⁰С.
Управляются шаровые краны вручную (на малых диаметрах) и с использованием механизированного привода — электрического, пневмо- и гидравлического, причём для кранов на газопроводах имеется возможность использовать в качестве управляющей среды пневмопривода рабочую среду, транспортируемую по трубопроводу. Для управления кранами с большим условным диаметром прохода требуется большие крутящие моменты,для чего применяют механические редукторы различных модификаций. Для управления кранов для бесколодезной установки (подземных шаровых кранов с удлиненным штоком) используют Т-ключи,которые применяют и для механических редукторов шаровых кранов больших диаметров (обычно начиная с DN 200 для полнопроходных и с DN 250 для стандартнопроходных).
Маркировка шаровых кранов. У каждого производителя своя номенклатура выпускаемых кранов, но все изделия российского производства, а также импортные устройства, продающиеся на территории РФ, соответствуют ГОСТ 52760. Этот стандарт регламентирует маркировку запорно-регулирующего оборудования, к которому относятся шаровые краны. Маркировка должна включать в себя: номинальный проход (условный диаметр), обозначается аббревиатурой DN; показатель номинального давления — PN; величину расчётного (рабочего) давления; максимальную эксплуатационную температуру; дату выпуска (пример ниже). В соответствии с ГОСТ 4666 устройства, выполненные из чугуна, имеют чёрную окраску, из нержавеющей стали — голубую (синюю). Красным маркированы краны для горячей воды. Шаровые краны для газа и нефтепродуктов часто окрашивают в желтый цвет.
