книги из ГПНТБ / Дуб Б.И. Арматура трубопроводов высокого давления

силе, создаются различные приспособления. Например, на ВАЗ созданы и применяются ключи, позволяющие затя­ гивать седла в любых условиях. Такой ключ, предназна­ ченный для завинчивания седел в корпусах задвижек, по­ казан на рис. 3-30 и в корпусах вентилей—на рис. 3-31.

Эти ключи дают возможность регулировать усилие за­ тяга и снижают потребность в рабочей силе. При пользо­ вании таким ключом потребное усилие в 10—14 раз мень­ ше, чем при работе с обычным ключом.

После установки кольца в корпусе задвижки или вен­ тиля его рабочую уплотнительную поверхность следует проверять и при необходимости притереть на месте.

3-8. Наплавка уплотнительных органов арматуры

Наплавка по сравнению с заменой изношенных деталей новыми дает экономию до 80% высококачественной стали.

Для получения хороших результатов наплавку следует производить в желобах, так как при наплавке плоской по­ верхности качество ее вблизи острых кромок получается неудовлетворительным.

135

Наплавку твердым сплавом (типа стеллита) следует осуществлять ацетиленом с предварительным подогревом металла до температуры 700—800° С; температуру нагрева следует поддерживать постоянной за все время наплавки, так как иначе возможно образование трещин в наплавлен­ ном слое. Лучше всего наплавку делать в нагревательной печи.

Наплавку хромистой, сталью с содержанием до 17— 18% хрома производят электродуговым способом, при этом удается достигать удовлетворительных результатов без предварительного подогрева, однако все же работа с пред­ варительным подогревом более надежна. Поэтому при на­ плавке высокохромистым электродом рекомендуется пред­ варительный подогрев детали до температуры 400—500° С.

При наплавке используют постоянный ток (для элек­ трода диаметром 4 мм минимальная сила тока составляет 130—150 а, для электрода диаметром 5 мм— 150—180 а). Ток постепенно снижается по мере разогрева детали. Дли­ на дуги должна быть минимальной. Наплавку следует вы­ полнять концентрическими окружностями, начиная от центра, и не менее чем в два слоя, так как в большинстве случаев при высокой температуре вольтовой дуги первый наплавленный слой сплавляется с основным материалом детали. У наплавленного слоя нужно удалять шлак, зачи­ щать наплавленную поверхность до металлического блеска и лишь после этого наплавлять следующий слой металла. По окончании наплавки деталь нужно поместить в сухой

фектов соответствующее место необходимо тщательно за­ чистить и вновь наплавить при обязательном предвари­ тельном подогреве детали.

Необходимо иметь в виду, что при электродуговом спо­ собе возможна пористость наплавленного металла.

Состав некоторых обмазок электродов приведен в табл. 3-7.

Различие коэффициентов теплового расширения основ­ ного и наплавленного металлов может привести к образо­ ванию трещин в наплавленном слое, опасность появления которых особенно велика при наплавке стеллитом. Поэто­ му при наплавке стеллитом углеродистой стали часто при­ бегают к предварительной наплавке тонкой пластины хро­ моникелевыми электродами, на которую наносят слой стел­ лита.

136

металла до 70—80%'. ' Материалы, применяемые в зарубежной практике для

наплавки уплотнительных поверхностей арматуры, можно подразделить на следующие три основные группы: 1) ау­ стенитные нержавеющие стали, 2) ферритные нержавею­ щие стали и 3) твердые сплавы.

Аустенитные стали, применяемые для наплавки, обла­ дают довольно высокой стойкостью против коррозионного и эрозионного воздействия рабочей среды. Но эти стали обычно имеют невысокую поверхностную твердость (не вы­ ше 220 единиц по Бринеллю); кроме того, они имеют по­ вышенную склонность к задирам. При наплавке аустенит­ ных сталей на ферритную сталь приходится считаться с большой разницей в коэффициентах теплового расшире­ ния.

Все это значительно ограничивает применение аусте­ нитных сталей в качестве наплавочного материала для арматуры. Их применение можно допускать лишь для не­ которых типов регулирующих клапанов, работающих в ус­

«Технология производства арматуры на предприятиях США, ФРГ и Англии», помещенном в выпуске 153-4 Госплана СССР «Новое в со­ ветской и зарубежной технике», 1957.

137

клапанам не предъявляются высокие требования в отноше­ нии обеспечения плотности.

Заводы ФРГ для наплавки уплотнительных поверхно­ стей кованой и штампованной арматуры применяют неко­ торые марки аустенитных сталей, имеющих повышенную

стей ферритными нержавеющими сталями. Так, например, за 1954 г. западногерманские фирмы «Штальарматурен» и «Белене» для наплавки уплотнительных поверхностей дис­ ков и клиньев задвижек применяют ферритную хромистую сталь марки Терманит-17 Сг следующего состава: 0,1% С, 0,3—0,5% Si; 0,2—0,4%' Мп; 17—18% Сг. Западногерман­ ские фирмы для наплавки применяют и другие хромистые стали, приведенные в табл. 3-9 [Л. 24].

Наплавка этих сталей производится электродуговым способом с предварительным подогревом до температуры

150—200° С.

В ФРГ и США широко применяется наплавка уплотни­ тельных поверхностей кобальтовыми стеллитами.

138

Марки и состав стеллитов, применяемых в последние

Наплавка производится автогеном; на низколегирован­ ную сталь стеллит наносят в два-три слоя с промежуточ­ ной аустенитной прослойкой, наплавляемой электрической дугой. Как указывалось выше, это предотвращает возник­ новение трещин в стеллитовой наплавке в результате раз­ личия коэффициентов теплового расширения основного и наплавляемого металлов.

В США преимущественное распространение получил стеллит, соответствующий по составу нашему стеллиту марки ВЭК. Применяются также бескобальтовые сплавы на никелевой основе (табл. 3-11) [Л. 24].

Сплавы № 1 и 2 применяются для наплавок седел, ди­ сков и клапанов паровой судовой арматуры. Сплавы «Хестелой» и «Колманий» почти не изменяют твердости до

139

температуры 650° С, а также не образуют окалины при вы­ соких температурах; их рекомендуется применять в тех случаях, когда наряду со стойкостью против задиров и эро­ зии к арматуре предъявляются требования коррозионной устойчивости.

При наплавке стеллитов детали арматуры подогревают

процесс наплавки уплотнительных поверхностей арматуры.

шается опасность образования трещин).

3-9. Обработка уплотнительных поверхностей

Неплотное прилегание уплотнительных поверхностей запорных органов арматуры может привести к созданию так называемой «узкой щели», через которую будет проте­ кать с большой скоростью пар или вода, разрушая уплот­ нительные элементы затвора. Пар высоких параметров по­ добного рода разрушения причиняет с большой интенсив­ ностью.

Борьба с разрушением уплотнительных поверхностей должна быть отнесена к числу главных задач, возникаю­ щих в процессе эксплуатации арматуры высокого давле­ ния.

140

Главнейшими условиями плотного прилегания уплотни­ тельных поверхностей запорных органов арматуры явля­ ются точность и чистота обработки этих поверхностей. Тре­ буемая чистота поверхности достигается притиркой, в про­ цессе которой устраняются малейшие неровности и штри­ хи. Однако практически невозможно полностью устранить неровности, так как даже при наиболее совершенных мето­

теля.

дах притирки высота гребешков на притираемой поверхно­ сти получается не меньше 0,1—0,15 мк, а при обычной при­ тирке—до 0,5 мк и даже больше. Следовательно, некото­ рая утечка среды (практически мало заметная) возможна и при хорошо притертых уплотнительных поверхностях ар­ матуры.

Процесс притирки, состоящий из собственно притирки и доводки притираемой поверхности, выполняется при по­ мощи специальных приспособлений — притиров (рис. 3-32) и абразивных материалов. Собственно притирка произво­ дится при помощи твердых абразивных микропорошков. При этом как бы мелки ни были частицы твердых микро­ порошков, на притертой поверхности будут оставаться штрихи; их удаление осуществляется в процессе доводки,

141

при которой используются мельчайшие химические абра­ зивные материалы, твердость которых по шкале МООСА 1 ниже 7 единиц.

Микропорошки представляют собой пылеобразную мас­ су, получаемую путем отделения взмученных в кипяченой воде порошков абразивных материалов. Зерновой состав этих порошков ранее определялся количеством минут, за­ траченных на полное отстаивание (порошки-минутники).

Порошки, применяемые для притирки, приведены в табл. 3-12 (по ведомственным нормалям Главабразива).

карбида бора и др. — различны. В каждом отдельном слу­ чае нужно подбирать абразивный материал в зависимости

от качества притираемого материала и степени его вяз­ кости.

Наждак — это горная порода; поверхность его зерен шероховатая, зерна имеют острые углы; поверхностная твердость по шкале МООСА составляет 7—8 единиц; наж­ дак обладает малой вязкостью, имеет коричнево-серый цвет; для притирки уплотнительных поверхностей из леги­ рованных металлов непригоден.

Корунд является горной породой; поверхность его зе­ рен менее шероховата, чем у наждака; он более вязок, чем

1 По шкале МООСА это—корунд, карбид бора-9, алмаз-10.

142

наждак; поверхностная твердость по шкале МООСА со­ ставляет 9 единиц; цвет корунда — от серого до коричне­ вого; пригоден для притирки уплотнительных поверхностей из хрупких (закаленных) материалов.

Электрокорунд нормальный (искусственный корунд) имеет плотное кристаллическое строение с маслянистым блеском, обладает высокой вязкостью, зерна многогранны, поверхность неровная; поверхностная твердость по шкале МООСА составляет 9 единиц; цвет от серодо темно-ко­ ричневого; служит хорошим материалом для притирки уплотнений как из твердых, так и из очень твердых мате­ риалов.

Каракс — наиболее твердый сорт искусственного корун­ да; по вязкости уступает нормальному электрокорунду; его рекомендуется применять на последней стадии притир­ ки твердых материалов при небольшом удельном давле­ нии притира.

Карборунд—-искусственный материал (карбид крем­ ния) ; тверже электрокорунда и уступает по твердости лишь карбиду бора и алмазу; зерна имеют острые края и вы­ ступы, легко расщепляются, поверхность зерна гладкая; по цвету разделяется на черный и зеленый (экстра кар­ борунд) ; пригоден только для притирки твердых и очень твердых материалов (твердых сплавов).

Карбид бора — искусственный материал; зерна с ост­ рыми режущими гранями, поверхность зерна неровная; по твердости близок к алмазу; окраска черная; непригоден для притирки вязких сталей; применяется главным обра­ зом для притирки азотированных уплотнительных колец.

Для доводки уплотнительных поверхностей применяют­ ся мягкие порошки и пасты, изготовленные из окисей хро­ ма, железа (крокус) алюминия и др.

В качестве доводочного материала хорошо зарекомен­ довали себя пасты ГОИ, характеристики которых приведе­ ны в табл. 3-14 [Л. 1].

Нельзя допускать притирки и пришлифовки клапана не­ посредственно к седлу при значительных повреждениях уплотнительных поверхностей, так как при этом более твердый материал будет углубляться в материал, легче обрабатываемый притирочной пастой. Операции притирки клапана и седла должны выполняться отдельно посредст­ вом специальных притиров и только после этого уплотни­ тельные поверхности при обильной смазке слегка прити­ рают друг к другу.

143

Притир следует изготовлять из более мягких материа­ лов, чем притираемый материал. Притирка уплотнитель­

производиться притирами из перлитового чугуна с твер­ достью 140—200 единиц по Бринеллю. Рабочая поверх­ ность притира должна быть точной на протяжении всего процесса притирки; при первых же признаках искажения этой поверхности притир должен быть заменен новым.

Перед началом притирки притираемую поверхность и поверхность притира промывают бензином и вытирают насухо; также поступают после каждой смены притироч­ ного материала.

Притирочную пасту наносят тонким слоем на уплотни­ тельную поверхность или поверхность притира, смоченную керосином. Пасту можно также разводить в керосине, а затем наносить на поверхность. На притираемую по­ верхность накладывают притир, который вращают попе­ ременно вправо и влево на 'А оборота 6—7 раз, после чего притир поворачивают на угол 120° и снова вращают на 'А оборота от 5 до 8 раз. Можно также чередовать пово­ роты! притира в одну сторону на ’/4 и в другую на V2 обо­ рота. Затем притир снимают, притирающую и притираемую

144