Материалы для изготовления запорной арматуры

Производство всех технических деталей строго контролируется региональными и международными стандартами. Требования выдвигаются к сырьевой базе, производственным технологиям, готовой продукции, включая испытания (для определения эксплуатационных показателей) и маркировку. Элементы поступают в продажу с паспортом установленной формы.

В документе должны быть указаны технические данные, марка материала корпуса и внутренней оснастки. От того какой металл задвижки использовался, будет зависеть назначение и рабочие характеристики продукции. А также стоимость, строк эксплуатации и другие не менее значимые параметры. Материалы для изготовления запорной арматуры

Рис.1 Виды задвижек

Основные определение, назначение и принцип работы

Задвижка – это корпусная деталь, самостоятельный тип запорной арматуры. Конструкции перекрывают движение внутренней рабочей среды на промышленных магистралях, коммунальных и технических трубопроводах. Устройства позволяют контролировать функционал сложных разветвленных систем.

Принцип действия детали прост. Оператор переводит запирающий элемент в крайнее положение, что блокирует движение жидкостей и газов. К конструкции выдвигаются повышенные требования.

Все виды стандартизированы по:

  •          ГОСТ 9544-2005 – арматура запорная;
  •          ГОСТ 54432-2011 – фланцы арматуры, соединительных частей трубопроводов;
  •          ГОСТ 9698-86 – основные параметры;
  •          ГОСТ 5762-2002 – среды и применимость.

В производстве задействуется многопозиционная промышленная линия и профильный персонал.

Материалы для изготовления запорной арматуры

Рис.2 Производственная линия

Основные направления:

1.       Металлургическое оборудование, обслуживающееся сталеварами и литейщиками.

2.       Обрабатывающие станки, управляющиеся штамповщиками, вальцовщиками, токарями и инженерами-конструкторами.

3.       IT-оборудование, использующееся проектировщиками, технологами, аналитиками и сотрудниками научных лабораторий.  

Детали, изготовленные в заводских условиях, – это элементы, полностью адаптированные под эксплуатационные условия (интенсивные режимы, высокие нагрузки, внешние факторы) и оптимизированные по каждому компоненту материальной базы. Товарная продукция предельно строго прорабатывается до миллиметровой точности (по типоразмерам, конфигурации), что предотвращает риски аварий, травмоопасные ситуации, остановку производства.

Прежде чем разбираться в технологических аспектах, лучше начать с изучения конструкции и ее составных деталей.

Строение, составные части

Задвижка состоит из нескольких рабочих узлов. Каждый, из составных деталей. К узлам относятся – сальниковый; приводной ходовой механизм с парой типа гайка-шпиндель; затвор с патрубками.

К запчастям причисляют:

  •          клин;
  •          шпиндель;
  •          маховик;
  •          штифт;
  •          элементы фиксации (болтовое соединение);
  •          уплотнительная шайба;
  •          сальниковая набивка.

Рис.3 Устройство задвижки в разрезе (закрытое положение)

Конструктивные решения и составные части моделей, практически идентичны. Исполнение механических изделий совпадает с электро-, гидро- и пневмоприводными. Однако существуют отличия.

Так, рабочий орган клиновой задвижки – затвор. Состоит устройство из 3-х сегментов. Это подвижный и невыдвижной шпиндель, уплотнители данных элементов. Изоляционные детали существенно увеличивают класс герметичности конструкций.

Для установки колец и уплотнителей предусмотрено технологическое углубление (конструкционная выемка) – седло.

Бугельным узлом (бугелем) оснащаются устройства с выдвижным шпинделем. Он необходим для свободного хода клина затвора при переключении задвижки в открытое положение. Элемент открывает свободную циркуляцию рабочей среды.

Изоляционные детали эксплуатируются при повышенных нагрузках (давление, истирание и др.). Поэтому изготавливают их из коррозионно-стойких «редких» сплавов, с содержанием в увеличенной концентрации хрома и никеля (хромирование, никелирование). Защитное «напыление» наносится по кромкам этих элемента технологией наплавки или лазерным методом (усовершенствованный вариант).

Составные части также могут изготавливаться из неметаллических материалов. Выбор обусловлен характером нагрузок и условиями.

Так, из какой стали делают задвижки и в чем преимущественные особенности чугуна? 

Материалы для изготовления запорной арматуры

Рис.4 Виды сплавов

Производственная специфика и методики обработки металлов

От того, какой металл задвижки, зависит технология производства. Основных методики две – литье и штамповка. Сырьевая база – чугун и сталь.

Передовые заводы-производители внедряют инновационную комбинированную технологию – схема листовой штамповки с внедрением  эластичных сред.

Процесс базируется на воздействия плавкого жидкого композита на заготовку, помещенную в форму (макет, заданной конфигурации), которую приобретает блюм под давлением.

Обзор корпусов задвижек

Сталь – это сплав, состоящий из железа и углерода в определенном соотношении (доли, %). Пропорции отвечают за его эксплуатационные показатели – колкость, эластичность, плавкость и т. д. Характеристики указываются в маркировке стальной задвижки.

Распространенные модели:

  •          30с564нж (имеется механический редуктор);
  •          30с941нж (выпускается под электропривод);
  •          30с41нж (модель с ручным приводом) и другие.

Серия 30с41нж – это клиновая конструкция с фланцевым типом соединения. Они выдерживают высокие разноплановые нагрузки (динамичные, статистические, осевые, продольные, поперечные). Эта марка послужит примером.

Состоит из следующих материалов:

1.       Корпус и наружные части, включая крепления сальниковой крышки (болтовое откидного типа), клин или диск (по типу заслонки) – из литьевой стали. Сплавы отвечают требуемой прочности и плотности.

2.       Для ходовой гайки используют чугун, многокомпонентную латунь, бронзу (железно-марганцевую алюминиевую) БрАЖМц, содержащую медь и легирующие добавки. Пропорции и компоненты делает сплав устойчивым к агрессивным средам.

3.       Шпиндель выпускается из стали двух типов. Углеродистая или жаропрочная нержавеющая марки 20Х13.

4.       Уплотнитель клина производят из сплава легированной хромистой стали 2Cr13 с низким содержанием углерода, Св-10Х17Т, Св-13Х25Т проволочного типа. Для кольца это также 2Cr13 или Св-08Х21Н10Г6, Св-07Х25Н13 (нержавейка). Повышенная концентрация марганца и кремния в этих сплавах обеспечивает стабильность и прочность материала.

Кроме стали, корпуса трубопроводной арматуры могут изготавливаться из алюминиевых сплавов. Эти материалы применяют для низких температурных режимов (холодные регионы), химически активных едких сред (промышленные магистрали).

30ч6бр и 30ч39р – это маркировка арматуры из чугуна. 

Материалы для изготовления запорной арматуры Рис.5 Модификации чугунных задвижек

30ч6бр – это параллельная двухдисковая конструкция, оснащенная выдвижным шпинделем . Тип соединения – фланцевый. Фиксация выполняется с помощью маховика. 30ч39р, оснащена обрезиненным клином с невыдвижным шпинделем.

Внешняя конструкция 30ч39р отливается из сплава категории GGG40-50 (ВЧШГ – высокопрочный с шаровидным графитом). Марка отличается химическим составом, пропорции которого, увеличивают прочность материала. Показатель составляет, в среднем, 140-190 (GGG50) и 170-220 (GGG40) единиц по шкале Бринелля.

Чугун в основном используют для жилищно-коммунального хозяйства – централизованных систем отопления, холодного и горячего водоснабжения.

Подтвержденный факт! Сталь считается универсальным металлом в производстве корпусных деталей. Конструкции из этого материала, применяются, как в сетях ЖКХ, так и предприятиях нефтегазовой и химической промышленности.

Материалы всех составных элементов

Шиберная задвижка имеет идентичное конструктивное строение, независимо от конфигурации. Клин исполнен в виде бесшовного стального листа (возможно, заточен). Отличаются устройства сырьевой базой. Выбор материалов зависит от производителя и требований ГОСТ.

Использоваться может сталь марок:

  •          25Л;
  •          20ГЛ;
  •          20Х5МЛ;
  •          12Х18Н9ТЛ и другие.

Эту категорию запорной арматуры, обычно используют на подводно-отводных линиях и технологических магистралях перерабатывающей индустрии. Все зависит от того, из какой стали делают задвижки этой серии.

Заточенный клин (ножевой) шиберной задвижки применяется на трубопроводных артериях, транспортирующих вязкие составы, в массе которых, могут находиться механические вкрапления (цементные шламы и другие), препятствующие опусканию затвора.

Штурвал заслонки – наружный регулирующий элемент, имеющий округлую форму (с внутренними лучевыми упорными поперечинами), напоминающую одноименное рулевое колесо на судне. Отливается он из стали марки 25Л. Ход поворотный, по/против часовой стрелки. Положение горизонтальное.

Стандартом для гайки шпинделя считается латунный сплав марки ЛС59-1, включающего медь, цинк и свинец. Материал обладает антифрикционными свойствами – стойкость к истиранию и эксплуатационным деформациям (температура, давление).

Шпиндель (шток) стальных задвижек производится из сплава марки 20Х13. Дополнительные свойства категории – коррозионная стойкость, жаропрочность. Позиционируется, как мартенситный класс.

В химический состав марки 20Х13 входят 12-14% хрома (Cr). Твердый металл придает готовому изделию прочности. Его часто используют для производства деталей и узлов тяжелой техники, специализированных машин, соединительных и крепежных элементов эксплуатирующихся в условиях повышенных температур, свыше +5000 °C.

Материалы изоляционных элементов

Детали предназначены для герметизации внутренней трубопроводной среды, по отношению к окружающей. Уплотнительный элемент, на который возложен основной функционал, называется сальниковой камерой. Узел оснащен подвижным штоком, действующим в тандеме с затвором. Материалы для изготовления запорной арматуры Рис.6 Устройство сальникового уплотнителя

Читайте также:  Санация трубопровода методом чулка оборудование

К материальной базе уплотнителей выдвигаются ужесточенные требования по всем рабочим характеристикам. Для сальникового узла применяется дополнительная набивка (оплетка) намотанная по периметру. Материал – шнур ТРГ. Это армированная терморасширенная графитовая нить:

  •          нержавеющая проволока;
  •          лавсановое волокно с фторопластовой пропиткой;
  •          стеклонить.

Использование различных материалов обусловлено сферой, предопределяет назначение устройства. К примеру, если герметизация сальника производилась нержавеющей проволокой, то задвижка подойдет для агрессивных сред. Бдет применена на предприятиях химической промышленности.

Шнур ТРГ может изготавливаться с использованием терморасширенного графита и пропитки специальным клеевым составом.

Второй тип обмотки (сальниковой набивки) АГИ – это герметизирующий и термоизолирующий асбестовый шнур. Производится уплотнитель согласно ГОСТ 5152-84. Материалы – асбестовая нить с клеевой пропиткой. АГИ определенных марок могут иметь черный оттенок, который указывает, что в составе присутствует графитизированная смесь.

Фланцевый уплотнитель располагается под крышкой, служит изоляцией корпуса. Применяется также для соединительных патрубков. Материалы – резина или прокладочный композит паронит. Для чугунных подходят оба варианта. А для стальных, исключительно паронит.

Вид плоского композиционного уплотнителя прокладочного типа для фланцевых узлов определяется по ГОСТ 33259-2015.

Особому вниманию со стороны производителя подвержены уплотнительные покрытия затвора. Производственные материалы подбираются отдельно для стальных и чугунных элементов. Это обусловлено условиями эксплуатации этих приборов.

Конструкции из чугуна, используют преимущественно в водяных системах, включая газообразное состояние среды, септики, канализации. Поэтому внедрение металлов в этом варианте, нецелесообразно.

Уплотнители изготавливают из каучука (этилен-пропиленового или фторсодержащего) или органических композитов (называются высокомолекулярные соединения) с малой долей кремния. В модели 30ч39р этими материалами покрывают все поверхности клина. Элементы невосприимчивы к негативному воздействию воды и коррозийному разрушению.

В модификациях из стали предусмотрены уплотнители из нержавейки марок 10Х17Т и 13Х25Т. Для наплавки защиты на клиновый диск подходят обе. Первая – коррозионно-стойкая, отличающаяся соотношением хрома и титана (%) в сырьевой массе.

Уплотнительные кольца – это монолитные несъемные части. Поэтому изготавливаются из более прочных металлов. 

Материалы для изготовления запорной арматуры

Рис.7 Уплотнительные кольца типа ТРГ

К таким относятся:

1.       Марка 07Х25Н13. В составе хром и никель. Введение последнего, увеличивает сопротивление задвижки к коррозиям.

2.       Марка 08Х21Н10Г6. Содержит титан, марганец, никеля, хром. Сплав демонстрирует высокие показатели износостойкости в сравнении с предыдущей версией. В дополнение, марганец и титан существенно повышают прочность и плотность сплава.

3.       Марка 04Х19Н9С2 предназначена для конструкций, эксплуатирующихся в условиях экстремально высокого давления. В сплав входит хром в пределах 20%, никель не более 10%.

Класс наплавочных материалов выпускают в виде проволоки. Наносят их на поверхности по одноименной технологии.

Выбор устройства по методу изготовления

Ошибочным является мнение, что литье превосходит штамповку по эксплуатационным показателям. Оба метода обладают рядом собственных преимуществ, отличающих их друг от друга.

Выбор литьевой или штамповочной задвижки зависит от рабочих условий. Приобретать дорогое изделие из стали, изготовленное путем холодной штамповки, не рационально, если оно будет использовано для магистралей, транспортирующих воду, инертные газы, нефтепродукты.

Литье уступает методикам ковки и штамповки по характеристикам прочности товарной продукции. Причина – нарушение молекулярных связей (структура кристаллической решетки) при высокотемпературной обработке (плавлении) стали. Это делает сплав хрупким. Однако задвижки, фактически, не предназначены для ударных нагрузок. Поэтому показатель не учитывается и не влияет на функционал.

Производство стальных литьевых клиновых моделей базируется на климатическом исполнении по классу У1 по требованиям ГОСТ 15150-69. Эти устройства подходят для работы при внешних температурных режимах -400 °C – +400 °C.

Зачастую преобладает использование чугуна GGG40/50. Или стали 25/35Л.

Покупая задвижки, учитывайте, не только конфигурацию и модель, но и сырьевую базу. А также обязательно проверять сертификацию продукта. После установки производить пусконаладочные работы в целях устранения протечек и ошибок монтажа.

Материалы для изготовления запорной арматуры

Рис. 8 Варианты установки задвижек

Приобретать специализированные детали рекомендовано у лицензированных магазинов, напрямую сотрудничающих с заводами-изготовителями. Это исключит риски и откроет перспективы экономии. 

Материалы для изготовления трубопроводной арматуры

Исходя из предназначения, материалы трубопроводной арматуры делятся на пять типов:

  • Корпусные материалы. Они подбираются, исходя из условий эксплуатации арматуры, а именно: характеристик рабочей среды. Корпус должен быть устойчив к коррозии в этой среде и обладать механической прочностью.
  • Уплотнительные материалы. Основное требование к ним — способность сопротивляться механическим нагрузкам, возникающим в процессе эксплуатации изделий, простота шлифовки.
  • Прокладочные материалы, из которых изготавливают уплотнительные прокладки. Это может быть резина, фторопласт и т. п. Требования — устойчивость агрессивным средам, упругость, текучесть.
  • Герметизирующие (набивочные), используемые для предотвращения возникновения утечек через крышку корпуса и т. п. Критерии выбора — упругость, термостойкость, гидрофобность.
  • Смазочные материалы, предназначенные для снижения трения в подвижных узлах арматуры. Они должны обладать стойкостью к перепадам температуры, иметь низкий показатель трения.

Рассмотрим подробнее каждый тип в отдельности.

Материалы для изготовления корпуса

Основное требование к корпусу трубопроводной арматуры — прочность, поскольку именно эта деталь принимает на себя все механические напряжения, связанные с проходом рабочей среды. Кроме того, на него действуют динамические нагрузки, возникающие при монтаже на трубопроводе и во время работы.

Керамическая арматура

Керамические изделия встречаются редко из-за высокой хрупкости материала с малой прочностью на растяжение и изгиб. Они не могут эксплуатироваться при высоком давлении, но обладают повышенной химической стойкостью, не коррозируют и обладают высоким температурным пределом.

Это позволяет применять их в химической промышленности для транспортировки особо агрессивных сред.

Пластмасса (полиэтилен, винипласт) — малопрочный материал, который легко воспламеняется. Она отличается дешевизной, высокой химической стойкостью. Пластмассовая арматура не может эксплуатироваться при больших давлениях среды, но отлично показывает себя в технологических линиях с низким давлением.

Основное предназначение изделий — химические трубопроводы и линии общего назначения малого диаметра. Еще одно ограничение пластмассовой арматуры — невозможность уличного монтажа из-за низкой морозостойкости.

Латунная и бронзовая арматура нашла применение в технологических линиях и трубопроводных системах, эксплуатирующийся при температуре более 250С. Латунь отличается хорошими литейными свойствами, легко обрабатывается, шлифуется и позволяет получить высококачественную поверхность изделий.

Латунные шаровые краны

Преимущество материала — высокая коррозионная стойкость в воде и парах, эстетичность. Недостаток — высокая стоимость. Из-за этого латунь используют только для изготовления арматуры малого диаметра.

Бронза, как и латунь, применяется для производства трубопроводных элементов малого диаметра, в том числе — уплотнительных колец.

Сталь широко используется при производстве трубопроводной арматуры, благодаря высоким литейным показателям, простоте обработки и хорошей прочности. Стальные изделия могут работать при высоких температурах, эксплуатироваться со всеми видами сред, в том числе агрессивными.

Добавление легирующих элементов в состав стальных сплавов позволяет получить материал, устойчивый к разрушению, коррозии, агрессивным средам и т. п. Метод изготовления корпусов из стали: литье, ковка, штамповка, сварка, комбинированный способ.

Арматура из легированных сталей может применяться в условиях Крайнего Севера, нержавеющие изделия — в пищевой промышленности и трубопроводах, транспортирующих агрессивные вещества.

Чугун — сплав железа с углеродом. Он активно применяется при производстве трубопроводной арматуры, благодаря высокой прочности, низкой стоимости и отличным литейным качествам.



Изделия из этого материала устойчивы к коррозии и могут применяться для транспортировки неагрессивных жидких и газообразных сред. Основной недостаток чугунной арматуры — высокая хрупкость. Она легко повреждается при воздействии ударной нагрузки или растяжения.

При работе с чугунной арматурой необходимо следить, чтобы она не подвергалась механическому воздействию (ударам, чрезмерной затяжки метизов).

Основные виды чугуна для выпуска трубопроводной арматуры:

  • серый чугун (СЧ) — хрупкий материал с хорошими литейными показателями;
  • ковкий чугун (КЧ) — материал с более высокой вязкостью, прочностью и меньшей хрупкостью;
  • высокопрочный чугун (ВЧ) — имеет в составе графитовые включения, отличается высоким пределом прочности при растяжении, сжатии и изгибе.

Чугунную арматуру используют в трубопроводных системах с небольшим давлением среды. Она не подходит для применения в магистральных линиях с риском возникновения гидравлического удара.

Алюминиевая арматура и другие сплавы

Алюминий используется для изготовления трубопроводной арматуры с небольшим условным проходом, которая применяется при температуре не более 100С. Основное преимущество изделий — малый вес, недостаток — низкая прочность.

Арматура из этого материала обладает стойкостью к коррозии на воздухе, благодаря образованию оксидной пленки. Однако, она разрушается под воздействием щелочи и не может транспортировать агрессивные среды.

Трубопроводная арматура из никелевого сплава отличается хорошими эксплуатационными параметрами и может работать в диапазоне от −271С до +600С. Сплав никеля — пластичный, прочный материал, хорошо сопротивляющийся воздействию морской воды.

Титановые сплавы применяются в авиастроении и производстве техники, благодаря высокой стойкости к коррозии. Недостаток — низкие антифрикционные свойства, высокая стоимость.

Титановые и никелевые сплавы используются для производства только специальной трубопроводной арматуры.

Уплотнительные материалы нужны для улучшения герметичности затвора трубопроводной арматуры, если корпусной материал не позволяет добиться требуемого качества уплотнительной поверхности седла.

Читайте также:  Как сделать тиски для верстака своими руками

Такие материалы должны обладать коррозионной стойкостью, хорошими антифрикционными свойствами, легко подвергаться обработке. Чаще всего уплотнения изготавливаются из нержавеющей стали, латуни, бронзы, монели.

Неметаллические материалы (резина, пластмасса, эбонит, фторопласт) используются в трубопроводных арматурах небольшого Ду.

Сальниковые набивки включают в себя герметизирующие материла, отличающиеся повышенной упругостью, устойчивостью к воздействию высокой температуры, малым коэффициентом трения.

Это стекловолокно, тальк, ХБ. Набивки из асбеста, пенька, ХБ изготавливаются жгутом с прямоугольным сечением.

Если узел эксплуатируется с агрессивной рабочей средой или при высокой температуре, используют фторопласт, графит, ТРГ.

Уплотнительное кольцо

Для повышения герметичности узлов корпус-крышка, а также мест соприкосновения арматуры и трубопровода, применяются уплотнительные прокладки. Они могут быть металлическими и неметаллическими. Популярный вариант — резиновые прокладки, характеризующиеся упругостью, но малой прочностью. Их нельзя использовать при высокой температуре из-за горючести материала.

Асбестовые прокладки обладают огнестойкостью и предназначены для уплотнения узлов, работающих при высокой температуре среды. Это рыхлый и некрепкий материал, поэтому в него добавляют графитовый порошок для улучшения прочности и стойкости к трению.

Паранит — материал, отличающийся текучестью, способностью создавать высокогерметичное соединение узлов. Паранитовые прокладки чаще всего применяются для уплотнения трубопроводного оборудования среднего диаметра. Выпускаются толщиной до 6 мм.

Для уплотнения резьбовых поверхностей применяют льняную прядь, препятствующую развинчиванию соединения.

Материалы арматуры для агрессивных сред

Запорная арматура для агрессивных сред изготавливается из нержавеющей, легированной и молибденсодержащей стали. Подходящий материал подбирается исходя из химической активности транспортируемого вещества.

Например, включение хрома в состав сплава повышает способность изделий к термическому упрочнению, увеличивает коррозионную стойкость и устойчивость к окислению. Никель способствует образованию оксидной пленки. А молибден защищает арматуру от щелевой и питтинговой коррозии в сильноагрессивных средах.

Нержавеющая сталь обладает стойкостью к коррозии в большинстве сред. Исключение — кислоты (азотная, уксусная, щавелевая, сернистая, муравьиная), гипохлорит кальция, медный купорос, пары ортофосфорной кислоты, раствор углекислого газа.

Основные материалы для изготовления запорной арматуры

Сегодня ни для кого не станет секретом тот факт, что для организации качественного и надежного трубопровода, в эффективности и безопасности эксплуатации которого не придется сомневаться, необходимо использовать запорную арматуру.

Разнообразные изделия позволяют не только регулировать поток, но и проводить ремонтные и восстановительные работы без необходимости отключения всей системы (достаточно просто перекрыть участок трубопровода, на котором эти работы и будут проводиться).

Вариантов, позволяющих получить именно тот результат организации трубопровода, который требуется в соответствии с поставленными задачами, присутствует достаточно большое количество. Остается только определиться с выбором.

На странице надежного поставщика https://armashop.ua/ присутствует достаточно широкий выбор различных видов запорной арматуры, не только для организации масштабных трубопроводов, но и для обеспечения эффективности и безопасности использования труб в частной недвижимости и на производствах.

делать выбор всегда бывает не просто, ведь мошенников и неблагонадежных компаний на рынке не мало.

И чтобы принятое решение позволило получить максимально практичное решение, потребителю достаточно ознакомиться с теми услугами и условиями сотрудничества, которые готовы оказать специалисты каждой из компаний.

К тому же, принимать решение позволяет знакомство с отзывами тех, кто уже пользовался определенными услугами.

Основные материалы, используемые для изготовления запорной арматуры

Как правило, не только выбор типов изделий, но и выбор материалов, из которых изготовлена запорная арматура на современном рынке достаточно велик. И наиболее востребованными сегодня можно считать следующие:

  1. Стальная запорная арматура. Практичный и выгодный вариант, который эффективно показал себя при экстремальных температурах (как в верхнем, так и в нижнем регистре). Широко применяется на газо- и нефтеперерабатывающих предприятиях.
  2. Латунная запорная арматура. Привлекательное решение, для организации коммунальных и бытовых систем горячего водоснабжения.
  3. Чугунная запорная арматура. Достаточно распространенное решение, отличающееся высокими показателями прочности и надежности, а также устойчивость к развитию коррозии. Чаще всего применяется в трубопроводах с нейтральной средой.
  4. Нержавеющая запорная арматура. Прекрасное решение для агрессивных сред, что и делает ее столь востребованной на предприятиях и производствах.

PodVod.ru

Рейтинг:   / 0

  • Материалы, применяемые в трубопроводной арматуре по назначению можно разделить на следующие группы:• корпусные• уплотнительные• прокладочные• герметизирующие (набивные)
  • • смазки

Корпусные материалы трубопроводной арматуры предназначены для изготовления корпуса арматуры. Они должны обладать достаточной прочностью, коррозионной стойкостью, технологичностью обработки, хорошими литейными свойствами, так как корпуса арматуры чаще всего изготавливают методом литья.

Уплотнительные материалы трубопроводной арматуры используются для создания и уплотнительных поверхностей седла и затвора. Требования к ним в различной арматуре очень противоречивы и разнообразны. Они должны обладать упругостью, хорошо шлифоваться, иметь неплохие антифрикционные свойства.

Прокладочные материалы арматуры применяются для изготовления уплотнительных прокладок. Они должны иметь низкую стоимость, легко обрабатываться, изготавливаться в виде листов, выдерживать температурные воздействия, противостоять воздействию агрессивных жидкостей, обладать упругостью и текучестью.

Герметизирующие материалы трубопроводной арматуры применяются для герметизации узлов прохода шпинделя или штока через крышку корпуса. Они должны обладать упругостью, гидрофобностью, термостойкостью, долговечностью, низкой стоимостью.

Смазки применяются для уменьшения трения в подвижных деталях арматуры. В некоторых случаях смазки применяются для уменьшения трения прокладочных материалов в момент монтажа арматуры. Они должны обладать термостойкостью, низким коэффициентом трения, технологичностью нанасения.

Корпусные материалы

Чугун представляет из себя железо с повышенным содержанием углерода. Чугун – тяжелый металл серого цвета. Как конструкционный материал используется очень широко, обладает высокой твердостью, достаточно низкой стоимостью и хорошими литейными свойствами.

В отличие от низкоуглеродистой стали обладает высокой коррозионной стойкостью, что резко повышает долговечность изделий, работающих в контакте с водой.

Основным недостатком чугуна как корпусного материала является его хрупкость – он колется при приложении ударной или растягивающей нагрузки.

С арматурой из чугуна следует обращаться достаточно аккуратно: не подвергать ее ударам, при навертывании резьбы не прилагать чрезмерных усилий, не допускать замерзания воды в корпусе арматуры в зимнее время.

Существует несколько видов чугуна, используемых для изготовления корпусов арматуры: серый чугун, ковкий чугун, высокопрочный чугун. Серый чугун наиболее хрупкий. Ковкий чугун хотя и не может коваться, однако его вязкость и прочность выше, а хрупкость меньше. Высокопрочный чугун занимает промежуточное место между сталью и серым чугуном, из всех чугунов он наи-менее хрупкий.

Чугунная арматура для повышения коррозионной стойкости может изготавливаться с внутренним защитным покрытием из различных материалов – эмали, пластмассы, резина.

Сталь представляет из себя железо с низким содержанием углерода. Это очень распространенный конструкционный материал, благодаря хорошим литейным качествам, пластичности, легкости обработки. Твердость стали меньше, чем у чугуна. Сталь не обладает хрупкостью, то есть не колется. Сталь хорошо подвергается механической обработке – точению, сверлению, фрезерованию, шлифованию.

Стоимость стальной арматуры достаточно низкая.Легированная сталь – это сталь с небольшими добавками других металлов для получения определённых свойств. За счет легирующих добавок повышается прочность стали и верхний температурный предел рабочего диапазона, повышаются коррозионная стойкость и твердость.

Как правило, легирование осуществляется добавками хрома, марганца, ванадия, кобальта и других металлов. К легированным сталям относится нержавеющая сталь, обладающая повышенной коррозионной стойкостью, а так же жаростойкая сталь, используемая для арматуры, эксплуатируемой при высоких температурах.

В отличие от обычной конструкционной стали легированные стали часто не обладают ферромагнитными свойствами.Латунь представляет из себя сплав меди и цинка с небольшими добавками других металлов, используется для арматуры, работающей при температуре менее 250 0С.

Латунь – очень пластичный металл, обладает хорошими литейными свойствами, хорошо подвергается механической обработке, отлично шлифуется и полируется, что при необходимости позволяет получить очень высокое каче-ство поверхности. Из латуни в технике изготавливают корпуса различных изделий, включая точные приборы и механизмы.

Высокое качество шлифовки по-зволяет изготавливать уплотнительные поверхности седла прямо на корпусе ар-матуры без нанесения слоя другого металла. Латунь по сравнению со сталью значительно лучше противостоит коррозии в присутствии воды и водяных па-ров.

Стоимость латуни, как и любого другого цветного металла, выше стоимости стали, что ограничивает ее использование арматурой малых размеров.Бронза представляет из себя сплав меди и олова с небольшими добавками других металлов. Бронза хорошо противостоит коррозии, хорошо обрабатывается.

В отличие от латуни бронза при точении образует не витую стружку, а мелко крошится, однако качество поверхности после обработки высокое. Литейные свойства бронзы человек узнал очень давно. Стоимость бронзы, как и латуни, достаточно высока, она тоже применяется для арматуры малых размеров. Из бронзы на стальной арматуре изготавливают уплотнительные кольца.

Читайте также:  Трещина в трубе в стоке

Алюминиевые сплавы применяются для специальной арматуры малых размеров, работающей при температурах до 100 0С. Алюминий обладает малой плотностью, что делает арматуру из него очень легкой. Это пластичный металл, хорошо отливается, легко подвергается пластической обработке. Недостатком является малая прочность по сравнению с ранее рассмотренными корпусными материалами.

Температура плавления алюминия 650 0С, однако он теряет прочность при значительно меньших температурах. При температурах около 600 0С алюминий и его сплавы становятся хрупкими, и их можно истолочь в порошок. Коррозионная стойкость алюминия достаточно высока благодаря наличию за-щитной окисной пленки на его поверхности. Алюминий плохо противостоит действию щелочей.

Никелевые сплавы представляют из себя никель с добавками различных металлов. Никель и его сплавы обладают рядом ценных свойств: хорошо противостоят действию морской воды, сохраняют прочность и пластичность при низких температурах.

В интервале температур от -271 0С до +600 0С свойства никеля практически не изменяются, что позволяет использовать его и в криоген-ной арматуре, и в арматуре, работающей при повышенных температурах. Из никелевых сплавов отметим монель, сплав 68 % Ni , 28% Cu , 2.5 Fe , 1.5 Mn. Этот сплав широко применяется для арматуры, эксплуатируемой в морской во-де.

Титан – серебристо белый легкий металл, имеет высокую температуру плавления, применяется в авиации, а так же в технике как металл, хорошо противостоящий коррозии. Однако он имеет плохие антифрикционные свойства, уплотнительные поверхности из титана склонны к задиранию. В основном из этого металла изготавливают химическую арматуру. Стоимость его высока, по-этому арматура общепромышленного назначения из него не изготавливается.Фарфор – керамический материал. Как большинство керамик, фарфор обладает высокой химической стойкостью, отсутствием коррозии, поэтому применяется для изготовления химической арматуры. Недостатком фарфора является хрупкость и малая прочность на изгиб и растяжение, на сжатие фарфор работает хорошо. Как правило, арматура из фарфора не рассчитана на высокие давления. Температурный предел у фарфора высокий.

Пластмассы являются органическими материалами, они горючи и имеют низкую прочность. Из пластмасс для изготовления арматуры наиболее широкое применение нашли винипласт (поливинилхлорид, полихлорвинил) и полиэтилен. Пластмассы обладают очень высокой химической стойкостью, что позволяет изготавливать из них химическую арматуру.

Стоимость пластмасс невысо-ка, поэтому в последнее время появилась арматура малых диаметров общего на-значения, выполненная из пластмассы. Рабочее давление этой арматуры ниже, чем металлической, однако она может успешно использоваться в системах, где давления невелики.

Недостатком винипласта является его низкая морозостой-кость, что не позволяет использоваь арматуру из него в уличных условиях.

Уплотнительные материалы

Уплотнительные материалы применяются в том случае, когда материал корпуса арматуры не позволяет получить удовлетворительное качество уплотнительной поверхности седла. В этом случае производится наплавка колец из другого материала в пламени электрической дуги или ацетиленовой горелки с последующей механической обработкой поверхности кольца.

Сплавы для на-плавки уплотнительных колец должны обладать хорошими антифрикционными свойствами, малой склонностью к образованию задиров, хорошо шлифоваться, обладать коррозионной стойкостью.Для этих целей применяют бронзу, латунь, монель-металл, нержавеющую сталь.

Уплотнительные поверхности тарелок вентилей, клапанов и другой арматуры малого диаметра, где усилия на поверхности не слишком велики, часто выполняют из неметаллических материалов – пластмассы, резины, кожи. Для арматуры крупных размеров неметаллические материалы не применяют.6.3. Прокладочные материалы.

Прокладочные материалы применяют для уплотнения как мест соединения крышки и корпуса арматуры, так и мест соединения арматуры с трубопроводом, то есть присоединительных патрубков. Выбор уплотнительных материалов весьма широк, сюда входят как металлические, так и неметаллические.

Резина представляет из себя продукт термической обработки (вулканизации) смеси каучука и серы. Это очень упругий материал, обладает малой прочностью. Резиновые уплотнитель ные прокладки могут вырезаться или штампо-ваться из листовой резины, или формоваться в процессе вулканизации. Обычная резина выдерживает температуры до 50 0С , а специальная теплостойкая до 140 0С.

Резина горюча и не должна применяться при повышенных температурах. Ре-зиновые прокладки в зависимости от сорта резины обладают средней или высокой степенью релаксации, то есть способностью восстанавливать свою формупосле снятия нагрузки. Это позволяет в некоторых случаях использовать про-кладку повторно после разборки соединения.

Картон целлюлозный применяется для воды и пара низкого давления и может работать при температурах не более 120 0C и давлении не более 0.6 Мпа. Преимуществом этого материала является низкая стоимость и простота обработки. Он хорошо уплотняется, обладает малой релаксацией, то есть не восстанавливает свою форму после сжатия.

Асбест – это неорганический природный материал белого цвета, который применяется при повышенных и высоких температурах. Выпускается в виде листового материала, картона или шнуров. Сам по себе асбест непрочный, рыхлый материал, обладает плохими антифрикционными свойствами.

Для улучшения фрикционных свойств прокладочный материал из асбеста часто графити-руют, то есть посыпают или натирают порошковым графитом, который является хорошим смазочным материалом.Листовой паранит представляет из себя продукт вулканизации смеси асбестовых волокон (60-70%), растворителя, каучука (12-15%), минеральных наполнителей (15-18%) и серы (1.2-8.

0%) и последующего вальцевания под большим давлением.Паранит является универсальным прокладочным материалом. При давлении выше 320 МПа он начинает течь, то есть достигается предел текучести, в результате чего все неплотности в соединении заполняются материалом и обеспечивается герметичность соединения.

Толщина прокладки должна быть минимальной, однако достаточной для заполнения канавок и неровностей. При уве-личении толщины прокладки повышается вероятность ее выдавливания, поэтому не рекомендуется ставить толстые прокладки. Паранит выпускается в виде листов толщиной до 6 мм, он легко режется, рубится, из него можно вырезать фигурные прокладки.

Это самый распространенный прокладочный материал для средних диаметров арматуры.Металлические прокладки присменяются как штатный прокладочный материал. Как правило, используются прокладки из цветных металлов. Недостатком является невозможность самостоятельного изготовления такой проклад-ки, а так же большая релаксация напряжений.

Льняная прядь используется для уплотнения резьбовых соединений. Реред применение льняная прядь должна смазывается суриком, разведенным на натуральной олифе, что придает ей гидрофобные свойства. Натуральная олифа, в отличие от синтетической, не высыхает при отсутствии кислорода, поэтому резьбовое соединение, собранное с таким уплотнителем, может быть легко ра-зобрано через много лет.Льняная прядь обладает хорошей упругостью, сто позволяет при монтаже даже сделать часть оборота в направлении развинчивания соединения без потери герметичности. Это очень важно для правильного разворота трубопровода при монтаже.

Лента ФУМ так же применяется для герметизации резьбовых соединений. Сокращение ФУМ означает фторпластовый уплотнительный материал. Фторпласт обладает низким пределом текучести, то есть легко уплотняется.

Он технологичен в применении, выпускается на катушках в виде лент различной толщины.

Однако он практически не обладает релаксацией, что не позволяет при сборке соединения производить даже частичный поворот в тубы в обратном направлении, то есть развинчивания.

Герметизирующие материалы

Герметизирующие материалы обеспечивают герметичность арматуры по отношению к рабочей среде, препятствуя перетеканию рабочей среды в окружающую через зазоры а местах прохода органа управления арматурой через корпус или крышку корпуса.Сальниковая набивка применяется очень широко благодаря простоте замены, низкой стоимости, широкому выбору материалов.

Для набивки применяют различные материалы:• хлопчатобумажные материалы• пенька• асбестовый шнур• графит• тальк• стекловолокно• фторпластНаиболее предпочтительно создание набивки из ранее отформованных колец. Кольца набивки должны укладываться так, чтобы разрез предыдущего кольца перекрывался следующим кольцом.

Сальниковая набивка из хлопчато-бумажных материалов, пеньки и асбеста выпускается в виде шнура прямоугольного сечения.

Фторпласт применяется при наличии агрессивной среды или при повышенных температурах. Графит используется как смазочный материал или как самостоятельная набивка при высоких температурах.

Смазки

По назначению смазки , используемые в арматуре, подразделяются на следующие группы:• антифрикционные• защитные• уплотняющие

Смазки делятся на группы в зависимости от рабочей температуры. В основном применяют смазки на основе нефтепродуктов, при высоких температурах в состав смазки входит коллоидный или чешуйчатый графит, однако в присутствии воды и кислорода графит работает как образивный материал. Перспективно применение кремний-органических жидкостей.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector