Чугунные и стальные задвижки

Обновлено: 19.04.2024

Задвижка - это элемент трубопроводной запорной арматуры, который широко применяется в трубопроводных системах. Каждая задвижка имеет запорный элемент, который перемещается перпендикулярно оси потока рабочей среды. При опускании запорного элемента поток рабочей среды перекрывается - положение «закрыто». При поднимании затвора поток рабочей среды перемещается без помех по трубопроводу - положение «открыто». Задвижки, как элемент трубопроводной запорной арматуры, до сих пор являются наиболее популярными в различных трубопроводных системах, таких как:

системы водоснабжения, канализации и пожаротушения,

системы химической и пищевой промышленности и многих других.

Основными параметрами, по которым различают задвижки являются:

конструктивное исполнение затвора;

тип уплотнительных материалов затвора;

способу присоединения к трубопроводу.

Корпус задвижки

Корпус задвижки состоит из основной части (самого корпуса) и крышки. Корпус задвижки устанавливается в трубопроводную магистраль. Крышка же предназначена для крепления и управления перемещением запорного элемента. По материалу корпусных деталей задвижки делятся на стальные и чугунные.

Чугунные задвижки

Чугунные задвижки применяются в трубопроводных системах, которые работают при небольших динамических нагрузках и малых температурах. Область применения чугунных задвижек - это в основном системы трубопроводов горячей и холодной воды, канализации. Для дополнительной антикоррозийной защиты задвижек на корпус наносится специальное эпоксидное покрытие.

Чугунные задвижки изготавливают из следующих видов чугуна:

серый (СЧ) - представляет собой сплав железа с углеродом с волокнистыми включениями графита. Серый чугун обладает хорошими литейными свойствами;

ковкий (КЧ) - обладает мягкостью, хрупкостью, пластичностью, стойкостью к химическому растрескиванию металла;

высокопрочный (ВЧ) - отличается износостойкостью, повышенными механическими свойствами по сравнению с другими видами чугуна. В состав высокопрочного чугуна входят графитовые включения сфероидальной формы;

белый чугун — применяется как основа для изготовления ковкого чугуна.

Корпуса чугунных задвижек изготавливаются при помощи метода литья.

Стальные задвижки

Задвижки из стали устанавливаются на трубопроводы и эксплуатируются в гораздо более суровом и резком климате, чем чугунные. Стальные задвижки очень устойчивы к воздействию на них агрессивных и высокоагрессивных рабочих сред, транспортируемых по трубопроводу. Также в зависимости от марки стали характеризуются морозоустойчивостью, жаропрочностью и жаростойкостью. Стальные задвижки изготавливают из следующих марок стали:

ст. 20 - сталь улучшенной прочности, используется для работы с паром критической температуры, обладает повышенной твердостью;

09Г2С ‒ марка стали, которая позволяет эксплуатировать арматуру в холодных и умеренно-холодных климатических условиях, устойчива к заморозкам, не подвержена температурным деформациям;

12х18н10т ‒ коррозионностойкая сталь (нержавейка), выдерживает температуру агрессивных сред до +350⁰C;

20юч ‒ используется при транспортировке высокоагрессивных, опасных и токсичных рабочих сред.

Тип шпинделя задвижки

Выдвижные и невыдвижные задвижки различаются по принципу работы. У выдвижных задвижек шпиндель совершает движение вверх-вниз, перекрывая поток. У задвижек с не выдвижным шпинделем, он вращается вокруг своей оси в приводной гайке, расположенной прямо в клине.

Задвижки с выдвижным шпинделем

Задвижки, в которых шпиндель выведен за пределы корпуса. При вращении штурвала, шпиндель выдвигается вверх, открывая затвор. Это обеспечивает лучшую ремонтопригодность, коррозионную стойкость и длительный срок службы. В тоже время, такой тип шпинделя сильно увеличивает строительную высоту, поскольку при открытии прохода шпинделю необходимо выйти из задвижки на длину, превышающую диаметр трубопровода. Так же, при такой конструкции шпинделя увеличивается масса задвижки.

Задвижки с не выдвижным шпинделем

Задвижки с данной конструкцией отличаются не выдвижным ходовым узлом гайка-шпиндель. При эксплуатации задвижки с не выдвижным шпинделем нет возможности проконтролировать состояние сальников и шпинделя, а также провести необходимый ремонт без снятия и разборки задвижки. Такие задвижки обладают малой строительной высотой, поэтому их целесообразно устанавливать в труднодоступных местах. В основном задвижки с не выдвижным шпинделем устанавливают на трубопроводы, транспортирующие неагрессивные рабочие среды – воду, нефть, нефтепродукты, масла.

Конструктивное исполнение затвора задвижки

По типу исполнения затвора задвижки бывают:

с клиновым затвором,

с двухдисковым (параллельным) затвором,

с шиберным затвором.

Каждый тип затвора, применяемый в задвижках, имеет свои достоинства и недостатки.

Клиновые задвижки отличаются наличием затвора клиновидной формы, расположенным между двумя наклоненными поверхностями. Принцип действия основывается на перекрытии потока рабочей среды клином, перемещающимся перпендикулярно направления потока.

Клиновые задвижки различаются по жесткости клинового затвора. Клин бывает жесткий, обрезиненный, двухсторонний, упругий.

Задвижки с жестким клином отличаются простотой конструкции, жесткостью, надежностью и герметичностью. Клин задвижки шарнирно установлен на шпиндель в верхней части крышки и спускается по корпусным направляющим. Основные недостатки задвижки такого типа — возможные заклинивания из-за температурных перепадов, износ уплотнительных колец и довольно сложный ремонт.

Задвижки с двухдисковым клином подразумевает наличие двух дисков, соединенных между собой разжимной деталью. Такая конструкция позволяет дискам самостоятельно выравниваться при примыкании к седлам, исключая возможность заклинивая и обеспечивая высокую герметичность затвора.

У таких изделий более сложная конструкция, но и более длительный срок эксплуатации. Седельные поверхности меньше изнашиваются, а для перекрытия прохода не требуется применять больших усилий. Такие задвижки оснащаются выдвижным шпинделем, могут иметь кольцевые уплотнения на дисках для повышенной герметизации проходного отверстия.

Задвижки с упругим клином представляют из себя разновидность изделий с двухдисковым клином. В таких задвижках привод затвора разделен на две части, между которыми размещен пружинящий элемент, способный деформироваться. При применении данной конструкции уплотнительные элементы могут передвигаться под углом друг к другу, обеспечивая лучший контакт с седлом. Применение в задвижках упругого клина исключает заклинивание при перепадах температур, но поверхности клина сильно стираются.

В шиберных задвижках дисковый затвор и седла расположены параллельно. Принцип работы шибера - это перпендикулярное перемещение потоку, открывая или закрывая проходное сечение. Шиберный механизм герметично перекрывает (словно разрезает) проходное сечение за счет давления на его поверхность рабочей среды. Другими словами, шибер представляет собой заточенную пластину из прочной стали, которую можно перемещать, перекрывая полностью или частично поток рабочей среды.

Механизм шиберных задвижек таков, что они способны перекрывать поток рабочей среды и при этом измельчать или останавливать твердые и крупные частицы. Поэтому, шиберные задвижки так же применяют для управления и перекрытия потока среды, которая имеет тяжелую и вязкую консистенцию. Шиберные задвижки легко обслуживать и ремонтировать.

Виды уплотнительных материалов затвора задвижки

Уплотнительные материалы, используемые в конструкции затвора задвижки, бывают двух видов.

Обрезиненный клин не подвержен коррозии. Он также обладает отличным сопротивлением к истиранию при работе в жесткой рабочей среде. Задвижки с обрезиненным клином в основном используют в коммунальном хозяйстве.

Наплавленные поверхности на кольцах корпуса и на клине. В качестве наплавляемого материала применяют проволоку из нержавеющей стали. Задвижки с таким видом уплотнения затвора применяют на трубопроводах с высоким давлением и температурой рабочей среды до +425 0 С, а также в химической промышленности.

Типы привода задвижки

Управление задвижкой осуществляется следующими способами и видами приводов:

Ручной – для передачи усилия на шпиндель и далее на запорный элемент задвижки применяется маховик.

Механический редуктор – управление задвижкой происходит при помощи специального механизма, который облегчает усилие, необходимое для перемещения затвора.

Электрический – изменение положения запорного элемента происходит при помощи электропривода, установленного на задвижку.

Гидравлический – на шток затвора, который помещен в специальный цилиндр оказывает давление гидравлическая жидкость.

Пневматический – управление шпинделя задвижки происходит при помощи сжатого воздуха.

Способы присоединения задвижки к трубопроводу

По способу присоединения задвижки бывают трех видов:

Фланцевые. С обеих сторон задвижки, на концах патрубков имеются фланцы.Монтаж на трубопровод происходит при помощи стяжки болтами или шпильками с ответными фланцами. Самый распространенный вид присоединения.Фланцевый тип присоединения обеспечивает быстрый монтаж - демонтаж задвижки.

Приварные. У приварных задвижек патрубки, равные по диаметру размеру трубы, к которой они будут присоединены. Монтаж задвижки выполняется при помощи сварки.

Муфтовые. Муфтовый тип присоединения осуществляется при помощи резьбы, имеющейся на патрубках задвижки и трубопроводе. Муфтовые задвижки производятся с условным проходом до DN50.

Для каждого вида трубопроводной арматуры, в том числе и для задвижек, предопределены свои сферы и области применения, в которых они успешно справляются с поставленными перед ними задачами.

Из какого металла делают задвижки

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.

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:

В производстве задействуется многопозиционная промышленная линия и профильный персонал.

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.

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?

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.

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.

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.

Рис.6 Устройство сальникового уплотнителя

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.

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.

Рис. 8 Варианты установки задвижек

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

Чугунные или стальные задвижки — сходство и различие

Они обладают возвратно-поступательным механизмом и имеют затвор, расположенный перпендикулярно к оси движения среды. Задвижки монтируются на магистральных и технологических трубопроводах с разным давлением в системе и различным диаметром условного прохода. За счет простоты конструкции и легкости эксплуатации они применяются во всех сферах промышленности.

В качестве материала изготовления задвижек применяется сталь (черная и нержавеющая), чугун и алюминий. Они имеют сходную конструкцию, но материал определяет их область применения, возможности эксплуатации и физико-механические свойства.

Какая задвижка лучше чугунная или стальная?

Чтобы понять, какая задвижка наиболее подходит для применения в условиях вашего производства, нужно знать особенности обоих типов изделий, их преимущества и недостатки.

Например, чугунные задвижки отличаются лучшей коррозионной стойкостью, чем их низкоуглеродистые аналоги, но имеют большую хрупкость. Из-за этого они не могут быть смонтированы на трубопроводы с повышенными нагрузками в системе и высокой температурой перемещаемой среды. В этом случае применяют стальную арматуру. Рассмотрим подробнее особенности каждого типа задвижек.

Особенности чугунных задвижек

Чугунные задвижки состоят из тех же конструктивных элементов, что и стальные. Они бывают клиновыми (с запорным элементом в форме клина), параллельными шиберными (с параллельным расположением уплотнений, затвор — двухдисковый). В основном изделия полнопроходные, с рабочим давлением до 16 кгс/см2. Но существуют и модифицированные изделия с сужением условного прохода.

Задвижки из чугуна изготавливаются методом литья — их прочность и износостойкость выше, чем у штампованных и сварных аналогов. Температура транспортируемых веществ ограничена +225 °С.

В качестве материала может использоваться чугун:

Серый(СЧ), отличающийся хорошими литейными свойствами.
Ковкий(КЧ), отличающийся хрупкостью, пластичностью и устойчивостью к химическому растрескиванию.
Высокопрочный (ВЧ), имеющий повышенную износостойкостью, хорошие механические свойства. Этот материал может противостоять динамическим и вибрационным нагрузкам.

Чугунные задвижки используются в трубопроводных системах, работающих при невысоких напряжениях, малых температурах. Они склонны к окислению и применяются для переноса средне- и неагрессивных веществ.

Преимущества

Высокая прочность и износостойкость.
Стойкость к динамическим нагрузкам и вибрации.
Устойчивость к низким температурам.
Отсутствие изгибов потока рабочей среды.
Низкое гидравлическое сопротивление.
Возможность применения при транспортировке высоковязких веществ.
Длительный срок эксплуатации.

Недостатки

К основным недостаткам чугунных задвижек можно отнести их массивность, большой вес. Из-за хрупкости чугуна их нельзя применять на трубопроводах с высоким давлением среды и повышенными нагрузками в системе.

Особенности стальных задвижек

Из стали производятся все возможные типы и модификации задвижек — клиновые, шиберные, шланговые и т. п. Конструкция зависит от типа изделия и применяемого в нем запирающего элемента.

Корпус стальных задвижек производится из разных марок углеродистой, молибденсодержащей, коррозионно-стойкой или легированной стали. От материала зависят показатели прочности, морозоустойчивости, жаропрочности и коррозионная стойкость задвижки. Например:

Задвижки из ст20 отличаются повышенной твердостью, способностью выдерживать критические параметры пара.
Изделия из 09Г2С могут применяться в условиях Крайнего Севера. Они устойчивы к температурным деформациям и низким температурам.
Задвижки из 12Х18Н10Т имеют высокую коррозионную стойкость и выдерживают температуру среды до +350 °С.
Молибденсодержащие стали отличаются устойчивостью к высокоагрессивным веществам и применяются для транспортировки сред с температурой до +560 °С.

Стальные задвижки могут выполняться с различным подсоединением к трубопроводу — фланцевым, муфтовым, приварным. Чугунные изделия не имеют приварного варианта.

Задвижки из стали изготавливаются сварным методом, литьем или ковкой. Они могут иметь диаметр условного прохода до 3 000 мм. Могут оснащаться приводным механизмом.

Какие задвижки лучше: стальные или чугунные

Прибор представляет собой вид запорной арматуры, запирающий элемент которой перемещается перпендикулярно оси потока транспортируемых веществ. Его используют для регулирования и остановки движения рабочей среды. Устанавливают в технологических и магистральных трубопроводных системах. Применяют:

для организации водоснабжения;
на предприятиях нефтегазового сектора;
в системах пожаротушения;
в городском хозяйстве;
на энергетических объектах;
в других отраслях промышленности.

В большинстве случаев устройства являются полнопроходными: диаметр проходного отверстия равен сечению подключаемой трубы. Суженные изделия предназначены для магистралей, в которых необходимо уменьшить крутящий момент и снизить разрушение уплотнительных поверхностей.

Задвижка стальная: технические характеристики

Сталь обеспечивает изделиям прочность, устойчивость к коррозионным процессам, твердость, жаропрочность, возможность эксплуатации в любых климатических условиях ‒ в зависимости от марки материала.

Деталь состоит из корпуса и крышки, образующих рабочую полость, в которой располагается затвор и транспортируемые продукты. В состав элемента также входят:

седла, расположенные параллельно или под углом;
диск;
прокладка;
крепежные единицы (болты, гайки);
маховик;
шток.

Механизм оснащают электро-, гидро- или пневмоприводом для автоматизации и упрощения процессов управления. Приводы используют при расположении аппаратов в труднодоступных местах.

Изготавливают задвижки по нормам действующих отраслевых стандартов. Проектная документация регламентирует размеры, ограничения по эксплуатации, технические требования. Вес устройства прямо пропорционален своему диаметру: чем больше сечение, тем выше масса. При этом стальные изделия весят меньше чугунных аналогов.

Описание марок стали:

ст.20 ‒ обладает повышенной твердостью, выдерживает критические и сверхкритические параметры пара;
09г2с ‒ позволяет применять приборы в холодном и умеренно-холодном климате, зимостойкая, отличается стойкостью к температурным деформациям;
12х18н10т ‒ коррозионностойкий материал (нержавейка), выдерживает температуру агрессивных сред до +350⁰C;
20юч ‒ устойчива к высокоагрессивным веществам.

Технические характеристики чугунных задвижек

Конструкционно приспособления не отличаются от стальных устройств и состоят из тех же частей. Типы запорных органов:

клиновые ‒ затвор имеет форму клина, седла располагаются под незначительным углом;
параллельные ‒ уплотнительные поверхности находятся параллельно, запирающая деталь представлена в виде двух дисков.

Чугунную арматуру устанавливают в системах, работающих при малых динамических нагрузках, невысоких напряжениях. Материал подвержен воздействию коррозии и окислению, поэтому изделия используют при транспортировке неагрессивных или среднеагрессивных продуктов.

Приборы тяжелее аналогов из стали, их вес зависит от сечения присоединяемых трубопроводов.

Существуют следующие виды чугуна:

серый (СЧ) ‒ обладает хорошими литейными свойствами, представляет собой сплав железа с углеродом с волокнистыми включениями графита;
ковкий (КЧ) ‒ характеризуется мягкостью, хрупкостью, пластичностью, стойкостью к химическому растрескиванию металла;
высокопрочный (ВЧ) ‒ отличается износостойкостью, повышенными механическими свойствами (по сравнению с другими марками), в состав входят графитовые включения сфероидальной формы;
белый ‒ используют как основу для производства КЧ.

Как отличить стальную задвижку от чугунной

Шпиндель трубопроводного оборудования вне зависимости от применяемых материалов представлен в двух исполнениях:

выдвижной ‒ ходовой узел находится на корпусе аппарата, не подвержен негативному влиянию рабочей среды, такая конструкция увеличивает строительную высоту трубодетали;
невыдвижной ‒ резьба располагается внутри полости, сохраняет положение изделия по высоте.

Запорная арматура из стали имеет гладкую ровную поверхность без задир, трещин, плен, вмятин, других повреждений. Возможно наличие следов сварки, которые образуются при соединении частей корпуса. Тип присоединения устройств к трубам: приварное, фланцевое, муфтовое.

Приборы из чугуна изготавливают методом литья, который обеспечивает шероховатость стенок детали. Изделия нельзя разрезать с помощью автогена, они не поддаются свариванию. Их подключают к трубопроводным конструкциям с помощью фланцев, между которыми вставляют прокладку, снижающую трение элементов, повышающую прочность прижатия. Характеризуются агрегаты малым гидравлическим сопротивлением, их часто эксплуатируют при транспортировке вязких веществ.

Читайте также: