Какие материалы применяются преимущественно для изготовления уплотнительных поверхностей арматуры

Обновлено: 28.04.2024

Требования, предъявляемые к прокладочным материалам, применяемым в арматуростроении

Прокладки играют важную роль в работе арматуры. Для изготовления прокладок используется большое количество различных материалов: резина, картон, асбест, паронит, пластмассы и металлы, обеспечивающие плотность неподвижных соединений при различных условиях работы арматуры и при различных жидких и газовых средах. К прокладочному материалу предъявляются специфические требования, исходя из условий работы арматуры. По возможности он должен быть дешевым и доступным, так как в процессе эксплуатации приходится заменять прокладки; отсутствие нужного материала или его дефицитность может создать затруднения не только на заводе-изготовителе арматуры, но и на объектах, где арматура установлена. Для создания надежной плотности материал прокладки должен заполнять неровности уплотняемых поверхностей — чаще всего поверхностей фланцевых соединений. Это достигается затяжкой прокладок с помощью болтов, шпилек или другого резьбового соединения. Чтобы плотность достигалась легко, материал прокладки должен быть упругим (эластичным) — упруго деформироваться под действием возможно малых условий. Вместе с тем прочность прокладочного материала должна быть достаточной, чтобы при затяжке не происходило раздавливание прокладки или выжимание ее в сторону между уплотняемыми поверхностями давлением среды.

Упругость прокладки обеспечивает сохранение плотности соединения при возможном искривлении поверхности фланца, что наиболее вероятно в сварной арматуре больших диаметров проходов для малых давлений. Упругость прокладки компенсирует также в той или иной степени влияние колебаний или снижение усилий затяжки в связи с колебаниями температуры или в связи с действием релаксации напряжений в материале шпилек, болтов и фланцев.

Материал прокладки должен сохранять свои физические свойства при рабочей температуре среды и не должен подвергаться действию коррозии.

При применении металлических прокладок металл прокладок не должен пластически деформировать уплотняющие поверхности, поэтому металл прокладки должен иметь твердость и предел текучести ниже, чем металл уплотняемых поверхностей фланцев или патрубков. Он не должен образовывать с металлом арматуры при данной среде электролитическую пару. Коэффициент линейного расширения материала прокладки желательно иметь близким к коэффициенту линейного расширения материала арматуры и болтов или шпилек.

6. Материалы, применяемые для арматуры

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

Прокладочные материалы применяются для изготовления уплотнитель-ных 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 применяются для герметизации узлов прохода шпинделя или штока через крышку корпуса. Они должны обладать упругостью, гидрофобностью, термостойкостью, долговечностью, низкой стоимо-стью.
Смазки применяются для уменьшения трения в подвижных деталях арма-туры. В некоторых случаях смазки применяются для уменьшения трения прокладочных материалов в момент монтажа арматуры. Они должны обладать термостойкостью, низким коэффициентом трения, технологичностью нанасения.

6.1. 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 ста-ли 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 обра-щаться достаточно аккуратно: не подвергать ее ударам, при навертывании резь-бы не прилагать чрезмерных усилий, не допускать замерзания воды в корпусе арматуры в зимнее время.

Существует несколько видов чугуна, используемых для изготовления кор-пусов арматуры: серый чугун, ковкий чугун, высокопрочный чугун. Серый чу-гун наиболее хрупкий. Ковкий чугун хотя и не может коваться, однако его вяз-кость 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. Существует несколько видов чугуна, используемых для изготовления кор-пусов арматуры: серый чугун, ковкий чугун, высокопрочный чугун. 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, повы-шаются коррозионная стойкость и твердость. Как правило, легирование осуществляется добавками хрома, марганца, ванадия, кобальта и других металлов. К легированным сталям относится нержавеющая сталь, обладающая повышен-ной 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 ме-нее 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 паров. 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 обрабатыва-ется. 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.

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 проч-ность 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 защитной 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 проти-востоят действию морской воды, сохраняют прочность и пластичность при низких температурах. В интервале температур от -271 0С до +600 0С свойства ни-келя практически не изменяются, что позволяет использовать его и в криогенной 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 про-тивостоящий 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, поэтому арматура общепромышленного назначения из него не изготавливается.

Фарфор - керамический материал. Как большинство керамик, фарфор об-ладает высокой химической стойкостью, отсутствием коррозии, поэтому при-меняется для изготовления химической арматуры. Недостатком фарфора явля-ется 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 полиэти-лен. Пластмассы обладают очень высокой химической стойкостью, что позво-ляет изготавливать из них химическую арматуру. Стоимость пластмасс невысо-ка, поэтому в последнее время появилась арматура малых диаметров общего назначения, 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 морозостойкость, что не позволяет использоваь арматуру из него в уличных условиях.

6.2. 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 армату-ры 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 ттрубопроводом, 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 прочно-стью. 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 высо-кой степенью релаксации, то есть способностью восстанавливать свою форму

после 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. Пре-имуществом этого материала является низкая стоимость и простота обработки. Он хорошо уплотняется, обладает малой релаксацией, то есть не восстанавлива-ет 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, рых-лый материал, обладает плохими антифрикционными свойствами. Для улучше-ния 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 ас-бестовых волокон (60-70%), растворителя, каучука (12-15%), минеральных на-полнителей (15-18%) и серы (1.2-8.0%) и последующего вальцевания под боль-шим давлением.
Паранит является универсальным прокладочным материалом. При давлении выше 320 МПа он начинает течь, то есть достигается предел текучести, в ре-зультате чего все неплотности в соединении заполняются материалом и обеспе-чивается герметичность соединения. Толщина прокладки должна быть минимальной, однако достаточной для заполнения канавок и неровностей. При уве-личении толщины прокладки повышается вероятность ее выдавливания, поэто-му 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. Недос-татком 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.

6.4. Герметизирующие материалы

Герметизирующие материалы обеспечивают герметичность арматуры по отношению к рабочей среде, препятствуя перетеканию рабочей среды в окру-жающую через зазоры а местах прохода органа управления арматурой через корпус или крышку корпуса.

пенька
асбестовый шнур
графит
тальк
стекловолокно
фторпласт

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

30. Наплавка уплотнительных поверхностей деталей арматуры. Технология ремонта трубопроводной арматуры.

30. Наплавка уплотнительных поверхностей деталей арматуры. Технология ремонта трубопроводной арматуры. 30. Наплавка уплотнительных поверхностей деталей арматуры. Технология ремонта трубопроводной арматуры.

Общие положения. Для повышения долговечности деталей арматуры наиболее часто используют износостойкую наплавку. Для правильного выбора наплавки необходимо учитывать форму детали, условия работы и степень износа.

Сплавы для наплавки уплотнительных поверхностей должны обладать следующими свойствами:
стойкостью против задирания при температурах до 600 С и удельным давлением 100—130 МПа;
достаточно высокой твердостью при рабочих температурах;
стойкостью против образования трещин при резких изменениях температуры;
коррозионной и эрозионной стойкостью в рабочей среде;
хорошей технологичностью.
Для наплавки уплотнительных поверхностей арматуры высоких параметров приме-няют сплавы на основе кобальта (стеллиты), никеля и железа.
Сплавы на основе кобальта, содержащие углерод, хром и вольфрам, в некоторых случаях дополнительно легируют молибденом, ниобием, никелем и другими элементами.
В зависимости от состава твердость стеллитов колеблется в пределах от НRС 38—40 до НRС 60—65. В арматуростроении применяют преимущественно кобальтовые сплавы с НRС 40—48. Они лучше обрабатывают¬ся, более вязки, менее склонны к образованию тре-щин при наплавке и эксплуатации арматуры, чем твердые стеллиты с высоким содержанием углерода и вольфрама.

Важными свойствами стеллитов являются способность длительно сохранять твердость и прочность при высоких температурах, хорошая стойкость против эрозии и коррозии, а также высокая износостойкость при сухом трении металла о металл.

Наплавку выполняют, как правило, вручную. При электродуговой наплавке из-за большого проплавления основного металла заданные сос¬тав и свойства сплава достигаются только в третьем и последующих слоях. Необходимость наплавки толстого споя приводит к большому расходу дорогостоящего сплава. Кроме того, в детали возникают большие оста-точные напряжения, что усиливает опасность ее коробления или растрескивания при экс-плуатации.

Сложность и трудоемкость наплавки стеллитами, а также их высокая стоимость и дефицитность ограничивают их применение в арматуростроении.Их используют только для наиболее ответственной и тяжелонагруженной арматуры. В остальных случаях применяют сплавы на основе никеля и железа. Большинство их разработано на базе хромоникелевой аустенитной стали 1Х18Н9Т, обладающей высокой коррозионной и эро¬зионной стойкостью. В практике арматуростроения, а также при восста-новлении арматуры в условиях электростанции и ремонтных предприятий нашли широкое применение сплавы на железной основе системы Fe–Сг–Ni–Si–Mo.

Опыт промышленной эксплуатации показал высокую надежность и работоспособность этих сплавов. Их наносят на уплотни¬тельные поверхности деталей арматуры в условиях электростанции и ремонтных предприятий методом ручной электродуговой наплавки (электродами ЦН-6, ЦН-12).

Для повышения качества и работоспособности наплавленных поверхностей. улучше-ния условий труда сварщиков и снижения трудоемкости наплавочных работ на заводах, из-готовляющих арматуры, а также на некоторых ремонтных предприятиях внедрены автома-тическая наплавка уплотнительных поверхностей под легирующим плавлено-керамическим флюсом и автоматическая плазменная наплавка проволочными присадоч¬ными материалами.

Электродуговая наплавка электродами ЦН-2, ЦН-6, ЦН-12. К выполнению работ по наплавке уплотнительных поверхностей арматуры допус¬каются дипломированные свар-щики. Для наплавки применяют электроды ЦН-6, (в модификациях ЦН-6М, ЦН-6Л) типа ЭН-0Х17Н7С512-30, ЦН-12 (в модификации ЦН-12М) типа ЭН-1Х16Н8М6С5Г4, ЦН-2 типа ЭА-1М2Ф.
Качество и основные характеристики электродов должны быть подтверждены серти-фикатом завода-изготовителя. При этом потреби¬телем могут быть проверены технологиче-ские свойства электродов, а также твердость наплавленного металла, для чего проводится наплавка контрольной пробы от проверяемой партии электродов.

При отсутствии сертификатов на электроды приемка и сдача их производится по хи-мическому составу и твердости в рабочем состоянии. Проверка химического состава и твер-дости производится в соответствии с ГОСТом. Общие технические требования, предъявляемые к электродам, их размеры, механические и технологические свойства, маркировку и упаковку необходимо контролировать также в соответствии с указаниями ГОСТа.

Детали, предназначенные для наплавки уплотнительных поверхностей. должны быть приняты ОТК по размерам заготовок, указанным на чертеже.

Наплавляемая поверхность детали должна быть очищена от следов ржавчины, грязи, жировых веществ и т.п. до металлического блеска.

Разделка фасок и канавок должна исключать наличие острых углов, способствующих зашлакованию наплавки, и должна обеспечить доступ для нормального манипулирования электродом. Перед наплавкой электроды необходимо прокалить при температуре 100—150 С в течение 1 ч. Детали перед наплавкой необходимо прогреть до температуры, указанной в табл. 13.

Таблица 13. Температура нагрева деталей

Марка электрода

Марка, стали основного металла

Температура подогрева, °С

Примечание

ЦН-6М (ЦН-6Л), ЦТ-1

12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 20ХМФЛ, 25Х2МФЛ, 38ХВФЮ

Детали с D_у 150 мм наплавляют без подогрева.

ЦН-6М (ЦН-6Л)

ЦН-6М (ЦН-6Л), ЦН-2

20ГСМ, 08Х18Н10Т, Х18Н9Т

ЦН-2

Подслой накладывается электродами ЭА-2 без подогрева.

ЦН-12М

12Х1МФ, 12Х1М1Ф, 25Х1МФ

700 (температура детали в конце наплавки должна быть не менее 500° )

То же, мелкие детали (штоки) наплавляются также без подогрева.

При выполнении наплавки электродами ЦН-6 (ЦН-6Л) и ЦТ-1 пред¬варительный по-догрев следует исключить, если он не требуется для основного металла. Подслой под на-плавку электродами ЦН-12 (ЦН-12М) допустимо наносить без предварительного подогрева, после чего деталь подогревают до необходимой температурь.

Перед наплавкой детали следует установить таким образом, чтобы наплавляемый участок находился в горизонтальном положении, наплавка производится на постоянном токе обратной полярности. Сварочный ток устанавливается в зависимости от диаметра электрода (табл. 14). Напряжение на дуге должно быть 24—26 В.

Таблица 14. Сварочный ток

Диаметр электрода, мм

ЦН-2

ЦН-6М (ЦН-6Л), ЦТ-1

ЦН-12 (ЦН-12М)

Наклон электрода должен быть равен 10—15 С от вертикали в сторону перемещения электрода.
Глубина расплавления основного металла должна быть минимальной, для чего на-плавку первого слоя рекомендуется производить на минимально допустимом сварочном токе.

Для уменьшения внутренних напряжении наплавку следует произ¬водить не менее чем в четыре слоя высотой не более 2—4 мм (кроме, наплавок, выполняемых ванным способом); при наплавке деталей арматуры с Dу 150 каждый слой наплавляется в четыре участка обратно-ступенчатым методом. Участки верхнего слоя начинаются с середины участков нижнего слоя и наплавку ведут в направлении, противоположном нижнему слою.

Наплавку рекомендуется производить минимально короткой дугой. Величина перекрытия одного валика другим должна составлять от 1/8 до 1/2 его ширины. После наложения каждого слоя поверхность наплавленного металла нужно тщательно очистить от шлака и брызг с помощью зубила и металлической щетки.

При замене электродов или при обрыве дуги перед началом дальнейшей наплавки кратер необходимо зачистить от шлака.
При наплавке уплотнительных поверхностей следует обращать вни¬мание на получе-ние необходимой высоты и ширины наплавки. Припуск на механическую обработку по ши-рине наплавляемого слоя должен быть не менее 3 мм на каждую сторону, по высоте — от 2 до 4 мм. Высота споя наплавленного металла перед механической обработкой должна быть в случае применения электродов ЦН-6М (ЦН-6Л) не менее 10 мм, а электродов ЦН-2 и ЦН-12 (ЦН-12МО) — не менее 8 мм, считая от подслоя. Высота слоя наплавленного металла после механической обработки должна быть не менее 6 мм — в случае наплавок электродами ЦН-2 и ЦН-12 (ЦН-12М) и не менее 8 мм — электродами ЦН-6М (ЦН-6Л).

При наплавке поверхностей на дне глухих отверстий диаметром до 40 мм следует применять ванный способ, увеличивая при этом ука¬занный в табл. 14 сварочный ток на 20%. При обнаружении дефектов наплавленной поверхности на любой стадии изготовле-ния (ремонта) деталей арматуры допускается их ис¬правление посредством наплавки по обычному режиму с предваритель¬ной механической разделкой дефектного места.

Наплавленные детали подвергают термообработке по следующим режимам:
при наплавке на перлитные стали — нагрев до (725 25) С, выдержка не менее 1 ч, охлаждение с печью до температуры не выше 300 С, далее на спокойном воздухе;
при наплавке на аустенитные стали— нагрев до 800—900°С, выдерж¬ка не менее 1 ч, охлаждение с печью до температуры не выше 300°С, далее на спокойном воздухе.

Допускается не подвергать термообработке детали с Dу 150 мм, наплавленные элек-тродами ЦН-2 и ЦН-6М (ЦН-6Л) , охлажденные после наплавки под слоем сухого песка.
Термообработка (с загрузкой в печь, нагретую до температуры не ниже 500°С) дета-лей арматуры с Dу 150 мм, наплавленных электро¬дами ЦН-12 (ЦН-12М) и ЦН-2, произво-дится непосредственно после наплавки, не допуская остывания наплавленной детали ниже 500°С.

Детали арматуры с Dу < 150 мм, наплавленные электродами ЦН-12 (ЦН-12М), а также детали арматуры с Dу > 150 мм, наплавленные электродами ЦН-6М (ЦН-6Л), могут подвер-гаться термообработке как непосредственно после наплавки, так и после замедленного осты-вания их под слоем сухого песка, а при последующей термообработке они должны загру-жаться в печь с температурой не выше 300°С.

Контроль качества выполненных наплавок включает: внешний осмотр и измерение габаритных размеров наплавки на детали; определение сплошности обработанной поверхно-сти наплавки; измерение твердости наплавки; люминесцентный контроль.

По результатам внешнего осмотра и измерений габаритных размеров наплавленных деталей до механической обработки отбраковывают детали с наплавками, имеющими грубые дефекты (поры, раковины, трещины, шлаковые включения).

Таблица 15. Оценка качества уплотнительных поверхностей

Группа уплотнительных поверхностей

Балл 2

Балл 1

Штоки, тарелки, шиберы для арматуры с D_у 10—50 мм

Полное отсутствие дефектов при контроле.

Трещины любых размеров и наплавлений, несплавления между основным и наплавленным металлами и между отдельными слоями наплавки.

Тарелки, седла для запор ной и предохранительной арматуры с D_у 100 мм и выше.

Седла, шиберы дросселирующей и регулирующей арматуры с D_у 100 мм и выше.

Отдельные поры и шлаковые включения с максимальным линейным размером не более 2 мм.

Отдельные скопления пор и шлаковых включений * , состоящие не более чем из пяти дефектов, при условии, что размеры входящих и скопление дефектов не превышают1,5 мм.

Твердость наплавленного металла определяется после чистовой обработки поверхно-сти наплавленной стали. Измерения твердости производятся на приборе Роквелла по шкале HRC 150 не менее чем в трех точках для арматуры с Dу 225 мм и не менее чем в пяти точках для арматуры с Dу > 225 мм, равномерно расположенных по всей площади наплавки на деталь.

Допускается несоответствие этим нормам результатов одного (для Dу 225 мм) или двух (для Dу > 225 мм) измерений при условии, что результаты двух дополнительных изме-рений, проведенных на расстоянии не более 5 мм от точки измерения с выпадом, отвечают требованиям ТУ.

Применительно к деталям, твердость уплотнительных поверхностей которых не мо-жет быть измерена на существующих приборах, допус¬кается проводить ее измерение на об-разцах-свидетелях. При этом усло¬вии выполнение и термообработка контрольной наплавки, а также ее высота после механической обработки должны соответствовать наплавке, выпол-ненной на детали.

Визуальному контролю на сплошность с выявлением трещин, пор, раковин, шлаковых включений и наплавлений подвергаются все наплавляемые детали (контроль производится после шлифовки уплотнительных поверхностей).
Отсутствие трещин на притираемых уплотнительных поверхностях проверяется также с применением люминесцентного метода контроля (или цветной дефектоскопии).
Для оценки качества состояния уплотнительных поверхностей деталей арматуры применяется двухбалльная система (табл. 15).

Балл 1 является браковочным. Детали, оцененные этим баллом, долж¬ны быть направлены на исправление. После исправления детали подвергают повторному люминесцентному контролю. Детали, оцененные баллом 2, являются годными.

Плазменная наплавка арматуры. Прогрессивным методом наплавки уплотнитель-ных поверхностей тарелок и седел арматуры является плазменная наплавка. Плазменную наплавку порошковыми материалами (ПГ-ХН80СР2-42 или ПГ-ХН80СР2-48) выполняют горелкой комбинированного типа. в которой одновременно горят две дуги: одна — между неплавящимся вольфрамовым электродом и стабилизирующим соплом (косвенная дуга), другая — между тем же электродом и изделием (дуга прямого действия). Косвенная дуга обеспечивает устойчивую работу горелки, нагревает порошок. Дуга прямого действия нагревает поверхность изделия и сплавляет присадочный и основной металлы. Обе дуги имеют автономные источники питания.

Присадочный порошок подается газом по гибкой трубке из питателя в плазменную горелку и через кольцевую щель между стабилизирующим и фокусирующим соплами вдувается в дугу. В зоне дуги порошок нагре¬вается и плавится, и на поверхность изделия попадают уже капельки жидкого присадочного металла.

В плазменную горелку поступают три потока газа: центральный — плазмообразующего газа, который защищает вольфрамовый электрод от окисления, стабилизирует и сжимает дугу (расход газа 1—2,5 л/мин); транспортирующий — который подает присадочный порошок в горелку и вдувает его в дугу (расход газа 5—10 л/мин); защитный (расход газа 10—20 л/мин). В качестве плазмообразующего транспортирующего и защитного газов используют чистый аргон марки А.
Технологические возможности плазменной наплавки очень широки. Наибольший практический интерес представляет собой нанесение этим способом тонких слоев металла при незначительном расплавлении по¬верхности изделия. Минимальная высота однослойного валика 5—6 мм. Для получения широких валиков плазменной горелки сообщают поперечные колебания (за один проход можно наплавлять валики шириной до 60 мм). Применение установок для плазменной наплавки наиболее целесообразно на ремонтных заводах энергосистем, имеющих мощные энергетические блоки.

Автоматическая наплавка уплотнительных поверхностей. Для повы¬шения качества и работоспособности наплавленных уплотнительных поверхностей, улучшения условий труда сварщиков и снижения трудо¬емкости наплавочных работ разработаны и внедрены технология и оборудование для автоматической наплавки деталей энергетической арматуры, изготовляемых из малоуглеродистых и низколегированных теплоустойчивых сталей, а также из сталей аустенитного класса.
Наплавку выполняют за один проход с применением электродной проволоки или ленты марок Э11-654 (Х18Н12САТ)и Св-04Х19Н9С2 и легирующих плавлено-керамических флюсов типа ПКНЛ, обладающих высокой технологичностью. Эти флюсы в сочетании с указанной электродной проволокой или лентой обеспечивают получение плотного, хорошо формирующегося слоя твердого сплава типа Х13Н8С5М2ГТ твердостью HRC 32-45.

Сплошность, однородность, химический состав и физико-механи¬ческие свойства это-го сплава (твердость, сопротивление задиранию в среде воды и пара высоких параметров, коррозионно-эрозионная стой¬кость) не уступают свойствам сплава, наплавленного методом много¬слойной ручной электродуговой наплавки электродами типа ЭН-08Х17Н7С512-30.
Технология наплавки электродной лентой обеспечивает более высокое качество по сравнению с наплавлением электродной проволокой.

Вследствие небольшого проплавления (0,8—1,2 мм) при наплавке электродной лентой можно получить необходимые эксплуатаци-онные свойства (сопротивление износу при трении, коррозионную стойкость и пр.) в более тонком слое облицовки (4—6 мм), чем при наплавке, выполняе¬мой электродной проволокой (6—9 мм). Благодаря высокой стабильности процесса при наплавке электродной лентой разброс значений твердости на рабочей поверхности наплавленного слоя составляет 3—8 ед. HRC. При наплавке электродной проволокой этот разброс состав¬ляет 8—13 ед. HRC.

Какие материалы применяются преимущественно для изготовления уплотнительных поверхностей арматуры

Вопрос теста:

Какой способ изготовления уплотнительных поверхностей деталей затвора арматуры является основным?

Способ применения износостойких основных материалов марок 20Х13, 15Х11МФ и т.п.
Способ применения высоконикелевых основных материалов марок ХН78Т, ХН60ВТ и др.
Способ наплавки твёрдыми сплавами.

Внимание!
Зелёным цветом выделен правильный ответ
Если выделено несколько вариантов, значит все они являются верными.

Способ применения износостойких основных материалов марок 20Х13, 15Х11МФ и т.п.
Способ применения высоконикелевых основных материалов марок ХН78Т, ХН60ВТ и др.
Способ наплавки твёрдыми сплавами.

Если у вас в тесте остались нерешённые вопросы, то обязательно воспользуйтесь поиском по нашей базе тестов. С большой долей вероятности они там есть.

1 Область применения

Настоящий стандарт является справочным и содержит рекомендации по выбору конструкционных металлических материалов для деталей трубопроводной арматуры, работающей в условиях чистых химических сред и в условиях конкретных химических производств.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие национальные стандарты и нормативные документы:

ГОСТ 12.2.052-81 Система стандартов безопасности труда. Оборудование, работающее с газообразным кислородом. Общие требования безопасности

РД 5.5315-76 Защита протекторная судовых трубопроводов, аппаратов и оборудования. Правила и нормы проектирования

(Измененная редакция. Изм. № 1)

СТ ЦКБА 005.1-2003 Арматура трубопроводная. Металлы, применяемые в арматуростроении. Часть 1. Основные требования к выбору материалов

СТ ЦКБА 005.2-2004 Арматура трубопроводная. Металлы, применяемые в арматуростроении. Часть 2. Справочные данные о свойствах материалов

СТ ЦКБА 005.3-2009 Арматура трубопроводная. Металлы, применяемые в арматуростроении. Часть 3. Зарубежные материалы и их отечественные аналоги

СТ ЦКБА 010-2004 Арматура трубопроводная. Поковки, штамповки и заготовки из проката. Технические требования

СТ ЦКБА 014-2004 Арматура трубопроводная. Отливки стальные. Общие технические условия

СТ ЦКБА 025-2006 Арматура трубопроводная. Сварка и контроль качества сварных соединений. Технические требования

СТ ЦКБА 045-2009 Арматура трубопроводная. Сварка и наплавка деталей из титана и титановых сплавов. Технические требования и контроль качества

СТ ЦКБА 052-2008 Арматура трубопроводная. Требования к материалам арматуры, применяемой для сероводородсодержащих сред

СТ ЦКБА 053-2008 Арматура трубопроводная. Наплавка и контроль качества наплавленных поверхностей. Технические требования

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных документов по соответствующему указателю, составленному по состоянию на 1 января текущего года. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться замененным (измененным) стандартом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Общие требования

3.1 В основу рекомендаций на применение конструкционных материалов в конкретных коррозионных средах, приведенных в таблицах 1 - 46, заложены следующие нормативы:

- металлы корпусных деталей имеют скорость коррозии в пределах от 0,1 до 0,5 мм/год;

- металлы и сплавы узлов уплотнения затворов и деталей с точными допусками размеров - не более 0,05 мм/год.

Срок службы арматуры устанавливается в стандартах или технических условиях на конкретную продукцию, с учетом скорости коррозии материалов.

3.2 При подборе арматуры для производств, требующих особой чистоты продукта, скорость коррозии конструкционных материалов всех деталей арматуры не должна превышать 0,05 мм/год.

3.3 Выбор конструкционных материалов для деталей арматуры, работающей в сероводородсодержащих средах, производится в соответствии с СТ ЦКБА 052.

3.4 Выбор материалов для кислородной арматуры производится в соответствии с требованиями ГОСТ 12.2.052 (Приложение 2).

3.5 Технические требования по методам и объемам контроля металла и заготовок должны соответствовать СТ ЦКБА 010 и СТ ЦКБА 014.

3.6 Технические требования к сварке и контролю качества сварных соединений должны соответствовать СТ ЦКБА 025.

3.7 Наплавка твердыми износостойкими материалами уплотнительных и трущихся поверхностей стальной и чугунной арматуры, а также их наплавка антикоррозионными материалами должна соответствовать СТ ЦКБА 053; наплавка уплотнительных поверхностей титановой арматуры окисленным титаном должна соответствовать СТ ЦКБА 045.

3.8 Материалы, рекомендуемые настоящим стандартом, их химический состав и данные о физико-механических свойствах, приведены в СТ ЦКБА 005.1, СТ ЦКБА 005.2 и СТ ЦКБА 005.3.

3.9 Приведенные в таблицах стандарта марки сталей и сплавов указаны по основному обозначению, при этом разрешается их применение с использованием других промышленных способов формообразования (например, литья).

3.10 Все рекомендуемые для использования марки сталей и сплавов относятся к материалам максимальной целесообразности применения, что не исключает в технически обоснованных случаях применение материалов более высокой степени легирования.

3.11 В таблицах с 1 по 46 включены экономно-легированные коррозионностойкие стали марок 08Х22Н6Т (ЭП-53), 08Х21Н6М2Т (ЭП-54) и 05Х18АН5ФЛ, которые не уступают (а для некоторых сред превосходят) по своей коррозийной стойкости стали марок 12Х18Н9Т и 10X17H13M3T, а также сплавы типа хастеллой на Ni - Мо основе - Н70МФВ (ЭП814А-ВИ), ХН65МВ (ЭП567), на Ni - Мо - Cr основе - ХН65МВ (ЭП567), применение которых целесообразно в ряде агрессивных сред.

3.12 Настоящий стандарт предполагается дополнять и уточнять при введении новых сред химической промышленности, новых марок конструкционных материалов и уточненных данных по коррозионной стойкости материалов, приведенных в стандарте.

4 Рекомендации по применению конструкционных материалов для деталей трубопроводной арматуры, работающей в условиях чистых химических сред

Уплотнительные, прокладочные и набивочные материалы для арматуры и фланцев

Для изготовления прокладок применяются как неметаллические материалы, так и металлы. Металлические прокладки используются для ответственных объектов в тяжелых условий работы арматуры (высокой температуры, высокого давления и т. д.), но они требуют значительно больших усилий затяга соединения, чем мягкие прокладки.

Неметаллические материалы. Резина является наиболее пригодным материалом для уплотнения разъемных соединений. Она эластична, требует небольших усилий затяга уплотнений, практически непроницаема для жидкостей и газов. Резина применяется до температуры 50° С, а теплостойкая резина — до 140° С.

Для прокладок обычно применяется листовая техническая резина по ГОСТ 7338—65 без тканевых прослоек, так как при наличии прослоек иногда создается протечка среды через волокна прослойки. По твердости резину под¬разделяют на мягкую, средней твердости и твердую. Существует пять типов резины: маслобензостойкая (марки А, Б и В в зависимости от степени стойкости), кислотощелочестойкая, теплостойкая, морозостойкая и пищевая.

Разновидности материалов для запорной арматуры

Используются непосредственно для изготовления корпуса изделия и к ним предъявляются такие требования, как хорошие литейные свойства, достаточная прочность и коррозионная стойкость, простота обработки. Практически во всех случаях для изготовления задвижек используется метод литья.

2. Уплотнительные материалы запорной арматуры

Предназначены для создания изделий, обеспечивающих достаточную герметичность и плотность в области седла и затвора. В зависимости от вида арматуры, в которой они используются, к ним предъявляются различные требования, по таким показателям, как упругость, простота обработки, антифрикционные свойства и др.

3. Прокладочные материалы запорной арматуры

Используются для герметизации мест прохода штока и шпинделя через корпус. Их основными рабочими свойствами являются: упругость, термостойкость, гидрофобность, долговечность, невысокая стоимость.

4. Смазочные материалы запорной арматуры

Используются для снижения коэффициента трения в подвижных узлах трубопроводной арматуры. В отдельных случаях смазку применяют для защиты прокладок и уплотнительных материалов от повреждений в результате трения, неизбежно возникающего во время монтажа арматуры. Качественной и допустимой к использованию считается смазка термостойкая, технологичная с точки зрения нанесения на поверхность изделия, а также позволяющая достичь минимальных значений коэффициента трения.

Читайте также: