Какой материалЗадвижкиСделано из?

Выберите неправильный материал для задвижки, и она начнет протекать или даже полностью заклинит уже через несколько месяцев после установки. Сегодня мы разберем материалы, из которых изготовлены задвижки, и четко объясним, что на самом деле означают литая сталь, нержавеющая сталь и ковкий чугун.

 

1. Задвижка — это не цельный кусок металла. - Для разных деталей используются разные материалы.

Многие люди предполагают, что задвижка сделана из одного и того же металла, но это не так. Задвижка состоит из основных компонентов: корпуса, задвижки, штока, уплотнительной поверхности и сальника. Каждая деталь выполняет свою функцию и поэтому использует разные материалы. Например, корпус должен выдерживать давление, шток должен быть -устойчивым и устойчивым к коррозии-, а уплотнительная поверхность должна работать надежно и без сбоев.

Поэтому, когда вы спрашиваете: «Из какого материала изготовлены задвижки?», правильный ответ: это зависит от компонента.

 

2. Распространенные материалы корпуса - От серого чугуна до дуплексной нержавеющей стали.

1) Серый чугун (ASTM A126, класс B)

Это самый простой материал для задвижек: недорогой-стоимость и простота обработки. Подходит для температур от -29 до 230 градусов, с максимальным давлением примерно 1,6 МПа (класс 125). Он отлично работает для трубопроводов воды, нефти и газа при температуре окружающей среды. Однако этоне должениспользоваться для пара или агрессивных сред, так как серый чугун чувствителен к теплу и кислотам.

Вы можете спросить: чем отличается серый чугун от ковкого чугуна? Все дело в удлинении - серый чугун почти не имеет удлинения, хрупок и легко трескается при ударах.

2) Ковкий чугун (ASTM A536, класс 65-45-12)

Значительно прочнее серого чугуна, с удлинением более 12 % и хорошей ударопрочностью. Диапазон температур: от -30 до 350 градусов, номинальное давление от класса 150 до класса 300. Многие водопроводные и противопожарные системы предпочитают задвижки из ковкого чугуна, поскольку они дешевле, чем литая сталь, и менее хрупкие. Обратите внимание, что ковкий чугун по-прежнему уязвим к сильным кислотам.

3) Углеродистая сталь (ASTM A216 WCB)

Это основной материал для промышленных задвижек. WCB означает «Свариваемая углеродистая сталь марки B». Подходит для температур от -29 до 425 градусов, с классом давления до 600 и выше. Применяется для пара, горячей воды, нефтепродуктов и слабоагрессивных сред.

Но у углеродистой стали есть недостаток: она легко ржавеет. Для наружной или влажной среды на него необходимо нанести покрытие (эпоксидное или оцинкованное). Мы видели, как многие задвижки из углеродистой стали полностью ржавели в течение двух лет из-за отсутствия внешней анти-коррозионной обработки.

4) Нержавеющая сталь (ASTM A351 CF8/CF8M)

CF8 — марка литья нержавеющей стали 304; CF8M предназначен для нержавеющей стали 316.. 316 содержит молибден для лучшей устойчивости к хлорид-ионной коррозии. Задвижки из нержавеющей стали работают от -196 градусов (криогенная работа) до 650 градусов (с пониженным номинальным давлением при высоких температурах).

Обычно используется в пищевой, фармацевтической, морской воде и кислотных средах.

Но не думайте, что нержавеющая сталь никогда не ржавеет -, она все равно может подвергаться точечной коррозии в средах с высоким-хлоридом (например, морской водой) или низким-кислородом.

5) Легированная сталь и специальные материалы

Для условий высокой-температуры и высокого-давления, например, в главных паропроводах электростанций, используются WC6 (1,25 % Cr‑0,5 % Mo) или WC9 (2,25 % Cr‑1 % Mo), способные выдерживать температуры до 570 градусов. Для более требовательных применений, таких как установки гидрирования, используется C12A (9% Cr‑1% Mo‑V) для обеспечения устойчивости к водородной коррозии.

Следует отметить, что для криогенной эксплуатации (ниже -46 градусов) требуется низкотемпературная углеродистая сталь LCB или LCC или аустенитная нержавеющая сталь.

 

3. Материалы отделки - ворот, штока и уплотнительных поверхностей.

Даже если материал корпуса правильный, выбор неправильной отделки все равно приведет к поломке.

• Ворота: Обычно соответствует материалу корпуса или имеет наплавку на поверхности. Например, затвор задвижки из углеродистой стали часто имеет наплавку на уплотнительных поверхностях из стеллита или нержавеющей стали 13Cr, достигающую твердости 40–45 HRC, чтобы избежать задиров после многократной эксплуатации.
• Корень: Обычно AISI 410, нержавеющая сталь 431 (13 % Cr) или нержавеющая сталь с осаждением 17-4PH-закалки. Шток должен быть -устойчивым к истиранию и кручению-, при этом шероховатость поверхности Ra должна составлять менее 0,8 мкм. Мы протестировали некачественные штоки с твердостью ниже 25 HRC, резьба которых изнашивается в течение шести месяцев.
• Уплотнительные поверхности: Помимо сплавов для наплавки, они также могут быть изготовлены из нержавеющей стали-,-нержавеющей стали или медного сплава (для водяных систем). API 600 определяет, что уплотнительные поверхности задвижек должны выдерживать многократное трение без утечек.

 

4. Как выбрать материалы в зависимости от условий эксплуатации - Три практических шага

Не знаете, какой материал задвижки выбрать для своего проекта? Выполните следующие три шага:

Шаг 1. Проверьте носитель

• Чистая вода, противопожарная вода: ковкий чугун или углеродистая сталь с эпоксидным покрытием.
• Пар,-высокотемпературное масло: углеродистая сталь WCB или легированная сталь WC6.
• Разбавленная серная кислота, щелочные растворы: нержавеющая сталь CF8M (316) или дуплексная нержавеющая сталь 2205.
• Морская вода: дуплексная нержавеющая сталь или супераустенитная нержавеющая сталь (например, AL-6XN).

Шаг 2: Проверьте температуру

• От -29 до 230 градусов: серый чугун, ковкий чугун.
• От -29 до 425 градусов: WCB из углеродистой стали
• -От 196 до 650 градусов: нержавеющая сталь CF8M (обратите внимание, что допустимое давление зависит от температуры; например, 316 при 538 градусах имеет только 55 % номинального давления при комнатной температуре)

Шаг 3: Проверьте давление

• Класс 150 и ниже: достаточно ковкого чугуна.
• Класс от 300 до 600: углеродистая или нержавеющая сталь.
• Класс 900 и выше: кованая сталь или легированная сталь.

Одно важное замечание: не стоит жестко придерживаться одного материала. Например, для слабокоррозионных сред при высоких температурах углеродистая сталь с твердосплавными уплотнительными поверхностями может оказаться более экономичной, чем полностью нержавеющая сталь.

 

5. Как проверить надежность материала

При получении задвижки проверьте как минимум три вещи:

• Маркировка литья: Корпус должен быть отлит с указанием материала (например, WCB, CF8M) и класса давления. Отбраковывайте любой клапан без четкой маркировки.
• Сертификаты материалов: Авторитетные производители предоставляют отчеты о химическом составе и механических свойствах в соответствии с EN 10204 3.1 или 3.2. Для углеродистой стали WCB предел прочности должен составлять 485–655 МПа, предел текучести не менее 250 МПа.
• Проверка сторонней-сторонней организацией: Задвижки COVALVE проходят -партийные испытания на твердость, толщину и PMI (положительная идентификация материала), чтобы предотвратить путаницу-материалов.

 

6. Три вопроса, на которые вы, возможно, не обратили внимания

Вопрос: Могут ли корпуса задвижек быть изготовлены из пластика?Для низкого-давления,-температуры окружающей среды, не-агрессивных применений существуют задвижки из ПВХ или PPH, но давление обычно ограничивается 1,0 МПа, и они не устойчивы к ультрафиолетовому излучению-. Редко используется в промышленных трубопроводах.

 

Вопрос: Почему между производителями существует большая разница в цене на один и тот же материал?Разница заключается в качестве литья и термической обработке. Известные производители задвижек WCB выполняют нормализацию + отпуск, в результате чего получается ферритная-перлитная микроструктура. В небольших мастерских можно использовать-литые детали с крупным зерном, склонным к растрескиванию. Мы разобрали недорогой-клапан WCB с твердостью всего 120 HB (стандартный минимум 137 HB), и в течение года корпус треснул.

 

Вопрос: На что еще обратить внимание после выбора подходящего материала?Обратите внимание на упаковку и прокладки. Даже при корпусе из нержавеющей стали утечка все равно будет возникать при использовании обычной асбестовой набивки (теперь запрещенной) или графитовых прокладок низкого-качества. Мы рекомендуем набивку из ПТФЭ или гибкого графита, армированную проволокой из нержавеющей стали.

 

Заключительные замечания

Выбор материалов для задвижек не слишком сложен, но к этому не следует относиться легкомысленно. Сначала уточняем среду, температуру и давление, затем подбираем по стандартным маркам. Если вы не уверены, проконсультируйтесь с технической командой COVALVE. Ежегодно мы производим десятки тысяч задвижек из всех марок материалов, от серого чугуна до дуплексной нержавеющей стали, и обладаем обширным опытом работы в условиях-предрасположенных к сбоям эксплуатации.