Основные типы металлов в производстве трубопроводной арматуры

Основные типы металлов в производстве трубопроводной арматуры

Рынок трубопроводной арматуры в настоящее время охватывает практически все отрасли промышленности, и для каждой из производственных сфер разрабатываются различные по конструкции и материалам краны, с учетом технических параметров, климатических зон использования, а также видов рабочей среды. Основным материалом, применяющимся при производстве шаровых кранов, является металл. Приведем обзор некоторых наиболее распространенных материалов, использующихся в трубопроводной арматуре: сталь, чугун и легированная сталь, обеспечивающая повышенную стойкость к коррозии.

Чугун является сплавом железа с углеродом (не менее 2,14%) и другими примесями (Si, Mn, S, P). Возможные вариации чугуна — белый, серый, ковкий и высокопрочный. Первые два типа чугуна являются более хрупкими, а при ударе материал может дать трещину, у следующих типов данного металла возрастает вязкость и прочность. Рассматриваемый материал отличается хорошими антикоррозийными и литейными свойствами, невысокой стоимостью, что и объясняет его распространенность в различных сферах промышленности.

Наиболее популярным материалом в отрасли трубопроводной арматуры можно считать различные марки стали. Этот материал широко применяется для конструирования корпусов шаровых кранов, различных деталей и элементов, запорного органа, за счет своих прекрасных механических и физико-химических свойств.

Сталь также является сплавом железа с углеродом, однако с меньшим содержанием последнего — не более 2,14%. В отличие от чугуна сталь менее хрупкая и легче подвергается технологической обработке, а при повышении количества углерода в составе стали может снижаться её пластичность, и в то же время повышаться твердость и прочность.

Характеристика стали:

Удельный вес стали 20: 7,85 г/см3.

Твердость материала: HB 10 -1 = 163 МПа Температура критических точек: Ac1 = 735, Ac3(Acm) = 850, Ar3(Arcm) = 835, Ar1 = 680.

Температура ковки, °С: начала 1280, конца 750, охлаждение на воздухе Обрабатываемость резанием: в горячекатанном состоянии при HB 126−131 и дB=450−490 МПа, К х тв. спл=1,7 и Кх б. ст=1,6.

Свариваемость материала: без ограничений, кроме деталей после химико-термической обработки.

Способы сварки: РДС, АДС под флюсом и газовой защитой, КТС.

Склонность к отпускной хрупкости: не склонна.

Путем добавления различных примесей возможно изменение свойств данного металла. Например, марганец, фосфор и кремний повышают прочность материала, однако, несколько снижая пластичность. Специальные примеси (легирующие элементы — хром, марганец, титан, молибден, ванадий, кобальт, никель, свинец, кремний) повышают стойкость к коррозии и увеличивают температурный диапазон применения. Легированная сталь подразделяется на низколегированную, среднелегированную и высоколегированную. Маркировка легированных сталей включает буквы и цифры, указывающие на состав сплава, табл. 1.

Таблица 1. Маркировка легированных сталей.

Повышенной стойкостью к электрохимической коррозии обладают нержавеющие стали. Подобные качества достигаются путем введения в состав стали элементов, создающих плотную пленку на поверхности корпуса изделия, защищающую от контактов с агрессивной средой.

Однако самыми распространенными в трубопроводной отрасли марками стали можно считать сталь 20 и нержавеющую сталь 12Х18Н10Т.

Конструкционная сталь 20 является прочной и пластичной одновременно, за счет сбалансированного содержания углеродов. Данная марка обладает прекрасными технологическими характеристиками, подходит для различных способов обработки: отливка, холодный или горячий прокат, волочение. Широко распространена в России; за рубежом, как правило, используются различные аналоги, указанные в таблице 3.

Таблица 2. Химический состав материала сталь 20.

Рис. 1 Кран ТМ «МАРШАЛ», корпус, рукоятка, фланец крана выполнены из стали 20

Таблица 3. Зарубежные аналоги стали 20.

Нержавеющая сталь 12Х18Н10Т — конструкционная коррозионно-стойкая сталь, применяется в изделиях трубопроводной арматуры, работающих в контакте со средами окислительного характера. Металл обладает хорошей технологичностью и высокой стойкостью к межкристаллитной коррозии. арматура чугун сталь коррозия Таблица 4. Химический состав стали 12Х18Н10Т.

Рис. 2. Шаровой кран ТМ «МАРШАЛ», корпус, основные детали и шар крана выполнены из стали12Х18Н10Т

Таблица 5. Зарубежные аналоги стали 12Х18Н10Т.