Главное отличие — в характере движения запорного элемента. У задвижки клин или диск перемещается перпендикулярно потоку, перекрывая проход постепенно, за несколько оборотов маховика. В кране затвор представляет собой сферу (реже — конус или цилиндр) с проходным отверстием, и он поворачивается вокруг своей оси всего на четверть оборота. Отсюда и остальные различия: скорость срабатывания, устойчивость к гидроудару, габариты, стоимость обслуживания.
Конструкция и принцип работы
Задвижка состоит из корпуса, крышки, шпинделя и затвора — клинового (цельного или упругого) либо параллельного, шиберного типа. Шпиндель бывает выдвижной и невыдвижной: по первому визуально видно положение затвора, второй компактнее по высоте, что важно в тесных камерах и колодцах. Уплотнение достигается прижатием клина к сёдлам корпуса, поэтому от чистоты уплотнительных поверхностей зависит герметичность класса А или В.
Шаровой кран устроен проще: пробка-шар с проходом, два седловых кольца из фторопласта и шток с рукояткой. Полнопроходное исполнение сохраняет условный проход трубы, стандартнопроходное сужает его на одну ступень DN — при равном диаметре расход через такой кран будет ниже. Пробковые и конусные краны сегодня встречаются реже, в основном на газовых вводах и в старых системах.
Отраслевая логика подбора хорошо видна по ассортименту заводов и поставщиков: краны и задвижки — самый распространённый тип арматуры, их изготавливают из чугуна и стали, а рядом на трубопроводе обычно ставят сопутствующие изделия. Компания с опытом более 20 лет на рынке запорной арматуры описывает эту номенклатуру на своём сайте — https://трубарматура.рф. Кроме запорных элементов в узел входят фильтры, защищающие оборудование от загрязнений, компенсаторы, сглаживающие деформацию от температуры и вибрации, и обратные клапаны, не позволяющие потоку менять направление.
Сравнение по ключевым параметрам
| Параметр | Задвижка | Шаровой кран |
|---|---|---|
| Ход затвора до полного закрытия | Несколько оборотов маховика (зависит от DN) | Поворот на 90° |
| Направление движения затвора | Перпендикулярно потоку | Вращение вокруг оси |
| Гидравлическое сопротивление в открытом положении | Низкое, проход почти свободный | Минимальное у полнопроходных, выше у стандартнопроходных |
| Регулирование расхода | Не предусмотрено (кроме шиберных на сыпучих средах) | Не предусмотрено |
| Риск гидроудара при закрытии | Низкий за счёт медленного хода | Повышенный при резком повороте рукоятки |
| Строительная высота | Большая, особенно с выдвижным шпинделем | Компактная |
| Ремонтопригодность | Разборные конструкции обслуживаются по месту | Цельносварной корпус чаще меняют целиком |
Точные значения коэффициентов сопротивления, крутящих моментов и массы смотрите в паспорте конкретного изделия — они различаются даже у одного типоразмера разных производителей.
Где что применяют на практике
Задвижки традиционно ставят на магистралях большого диаметра: водоводы, теплосети, технологические линии от DN 100 и выше. Причина не только в цене — при больших проходах шаровой затвор становится тяжёлым и дорогим, а усилие на его поворот растёт быстрее, чем у клина. Чугунные задвижки с обрезиненным клином хорошо переносят абразивные примеси в воде, стальные — высокие давления и пар.
Краны выигрывают там, где нужно частое переключение и полная герметичность: обвязка котлов, счётчиков, радиаторов, отводы к приборам, газопроводы низкого давления. Четверть оборота удобна и для приводной автоматики. Оговорка: на теплоносителе с механическими взвесями фторопластовые сёдла быстро истираются, и в такой схеме перед краном логично ставить фильтр.
Ни задвижка, ни шаровой кран не рассчитаны на дросселирование. В частично открытом положении поток размывает уплотнения, и арматура теряет герметичность за один-два сезона. Для регулирования применяют вентили, регулирующие клапаны или балансировочную арматуру. Исключение — шиберные задвижки на сыпучих и пульпообразных средах, где промежуточные положения предусмотрены конструкцией.
От чего зависит выбор между задвижкой и краном
- Условный проход (DN). До DN 50–80 кран почти всегда компактнее и дешевле; на больших диаметрах экономика разворачивается в пользу задвижки.
- Рабочее давление и температура. Пар, перегретая вода, высокие PN требуют стальной корпус и соответствующее исполнение уплотнений; чугун ограничен по ударным нагрузкам и отрицательным температурам.
- Характер среды. Абразив, окалина, взвеси быстро выводят из строя мягкие сёдла крана; клиновая задвижка с эластичным покрытием терпит загрязнения лучше.
- Частота переключений. Ежедневные операции — аргумент за кран, сезонная отсечка раз в полгода — за задвижку.
- Риск гидроудара. На длинных водоводах резкое перекрытие краном опасно; плавный ход шпинделя задвижки этот риск снижает.
- Место монтажа. В колодце или узкой нише строительная высота задвижки с выдвижным шпинделем может просто не поместиться — тогда берут невыдвижной вариант или кран.
- Тип присоединения. Фланцы допускают демонтаж без резки трубы, приварка надёжнее на ответственных участках, резьба удобна на малых диаметрах.
- Ремонт или замена. Если к узлу тяжело подобраться, выгоднее разборная конструкция с возможностью смены уплотнений по месту.