Из какого металла делают задвижки

Коммунальные, технологические, магистральные трубопроводы оснащают различной запорной арматурой. Производство оборудования базируется на требованиях нормативной документации. Государственные, Отраслевые стандарты, Технические условия содержат нормы для размеров, виды испытаний для контроля эксплуатационных показателей. Задвижки являются одной из распространённых разновидностей устройств, останавливающих/запускающих потоки веществ в трубопроводных системах. Главным отличием служит то, что запирающий элемент движется перпендикулярно вектору перемещения рабочих сред. Рассмотрим задвижку в разрезе использования различных материалов, которые определяют условия эксплуатации, степень агрессивности протекающих через проход составов, их допустимые температуры и давления, решающим образом влияют на срок службы готового изделия.

Назначение и принцип работы

Работа задвижки предусмотрена при двух крайних положениях запирающей детали: верхнем (открыто) и нижнем (закрыто). Регулирующая функция не предусмотрена. При вращении маховика затвор под действием штока плотно входит в сёдла и закрывает проходное отверстие.

Механизм устанавливается в трубопроводных линиях нефтегазопереработки, химической промышленности, для обслуживания объектов энергетики, коммунального хозяйства. Минимальное гидравлическое сопротивление и высокая степень герметичности позволяет размещать арматурные элементы такого типа при высокоскоростной транспортировке потоков.

Устройство

Конструкция металлоизделия максимально проста. Если посмотреть на схему задвижку в разрезе с описанием, то можно увидеть, что она состоит из нескольких частей:

• корпуса с входным, выходным патрубком с резьбой, фланцами или под приварку, крышки с сальниковым узлом;

• привод: ручной, механизированный, электрический, т.д.;

• ходовой механизм, включающий резьбовую пару (гайка, шпиндель), затвор.

Каждая деталь выполняет свою функцию, при этом применённый при изготовлении вид металла влияет на свойства металлоизделия в целом.

Производственная специфика изготовления задвижек

Технология производства зависит от сырьевой базы. Для чугуна подходит только метод литья, а вот для стали применяют литейный, кованый, штампованный способ получения конечного продукта. Процесс изготовления включает этапы металлургического производства, металлообработки, сборки, контрольных испытаний арматуры на герметичность и прочность.

Обзор корпусов задвижек

В маркировке изделия первые буквы говорят о материале, из которого изготовлен корпус:

• чугун ‒ «ч», серый СЧ, ковкий КЧ, чаще это высокопрочный ВЧ ggg50, ggg40, (30ч39р, 30ч939р);

• марки стали: углеродистой ‒ «с» (30с41нж), легированной ‒ «лс» (30лс41нж), нержавеющей ‒ «нж» (30нж41нж). 

Материал влияет на область использования, климатическое исполнение, тип присоединения к трубам, эксплуатационные показатели. Так:

• чугунные задвижки:

• чаще используют при транспортировке воды, пара; 

• устанавливают только в местах с умеренным климатом; 

• не выдерживают сильные механические воздействия;

• присоединяют к трубопроводам лишь при помощи фланцев;

• пределы условного давления от 0.1 до 1.6 МПа; 

• верхнее температурное ограничение +225°C;

• большой вес металлоизделия, что затрудняет перемещение и установку;

• стальные:

• используют шире (в нефтегазопереработке, химической, фармацевтической промышленности, в коммунальном хозяйстве, энергетике); 

• хорошо поддаются различным способам обработки;

• монтируют в любой климатической зоне, в том числе холодной;  

• встраивают в трубопроводную систему фланцевым, резьбовым, сварным способом; 

• Ру от 0.1 до 25 МПа; 

• температура до +560°C;

• обеспечивают высокую степень герметичности.

Материалы комплектующих

Тип затвора:

• стальной (клиновый с жёстким, двухдисковым, упругим клином), параллельный, шиберный в виде ножевого шибера; герметичность достигается наплавлением проволоки из высоколегированной стали на затвор, на корпусные кольца;

• чугунный с клинообразным элементом из высокопрочного чугуна с обрезиненной поверхностью (30ч939р) или латунными кольцами (30ч906бр, 30ч6бр, 30ч15бр).

Ходовую гайку чаще делают из многокомпонентной латуни, бронзы.  Так, сплав ЛС59-1 включает медь, цинк, свинец, характеризуется устойчивостью к истиранию и эксплуатационным нагрузкам. Для шпинделя подходят различные марки стали, в том числе нержавеющие, например, 20Х13 с повышенным содержанием хрома, придающим устойчивость к коррозии, высоким температурам, прочность. Штурвал изготавливают из стали или чугуна. Для повышения антикоррозионных свойств на поверхность наносят защитное полимерное покрытие.

Материалы изоляции

1. Клин из стали может быть установлен как в стальной, так и в чугунной арматуре. Уплотнение происходит за счёт наплавления проволоки или электродов на затвор и на сёдла. При этом на диски наплавляют коррозионностойкие, жаростойкие марки (2Х13, 10Х17Т, прочие). Кольца не снимаются с корпуса, поэтому применяют наиболее стойкие сплавы с большим содержанием не только хрома, но и никеля (07Х25Н13, 08Х31Н10Г6, т.д.).

2. Для чугунного затвора возможно только полимерное уплотнение из синтетического эластомера (EPDM), силикона, фторкаучука с ограничением верхнего температурного предела.

3. Сальниковый узел вне зависимости от основного материала арматуры уплотняют шнуром из терморасширенного графита ТРГ, из асбеста АГИ. Армируют либо хлопчатобумажной нитью или устойчивой к агрессивным средам проволокой. Поскольку шпиндель и сальник постоянно взаимодействуют, последний подлежит регулярному осмотру и при износе своевременной замене.

4. В качестве прокладок для любых фланцев используют обычный паронит. Однако, при установке стальной задвижки в системах с высоким давлением применяют армированный паронит, на химических производствах ‒ электролизный, а на нефтеперерабатывающих и добывающих комплексах ‒ маслобензостойкий.

Вторая цифра в обозначении задвижки по таблицам фигур говорит о материале уплотнения, например, «нж» ‒ нержавеющая сталь, «р» ‒ резина, «бр» ‒ бронза, т.д.

Выбор устройства 

На приобретение задвижки влияют следующие критерии: эксплуатационные характеристики, экономическая целесообразность, размеры, материал.

Метод изготовления и материальное исполнение неразрывно связаны и оказывают решающее влияние на приобретение арматуры. При  производстве задвижек обычно применяют следующие технологии.

1. Литьё в подготовленные формы. Чаще всего используют в качестве сырья сталь 25Л, 35Л или чугун ggg50, ggg40.

2. Ковка металлических стальных заготовок при помощи ударов молота.

3. Штамповка толстостенного металла конкретной марки стали путём воздействия прессов.

Стальные кованые и штампованные детали, полученные горячим и холодным способом, подлежат дальнейшему свариванию. Литые металлоизделия из стали и чугуна ggg40 в качестве материала дешевле полученных ковкой и штамповкой, при этом уступают им в прочности. Это не всегда принципиально, поскольку задвижки редко подвергаются ударным нагрузкам. Решающим условием при покупке служат конкретные условия предстоящей эксплуатации.

«Росарматура» более 15 лет производит и реализует различную трубопроводную арматуру, в том числе задвижки, клапаны, вентили, фитинги, прочую из различных материалов. Наши сотрудники помогут выбрать тип и модель ТПА для решения конкретных производственных задач, а также ответят на все организационные вопросы.