Инструментальная периодическая ревизия линейной арматуры | ПО РЕМАРМ: Технологии, оборудование, приборы для производства и ремонта трубопроводной арматуры и трубопроводов

Апр 26, 2024

При проведении инструментальной периодической ревизии линейной запорной арматуры и приводов должны быть выполнены следующие работы после ее разборки [1]:

— контроль состояния уплотнений деталей затвора;

— контроль состояния уплотнений отдельных деталей подвижных и неподвижных соединений.

По результатам ревизии линейной запорной арматуры должны планироваться работы по ее дальнейшему техническому обслуживанию и ремонту.

Контроль уплотнительных поверхностей деталей затвора распространяется на пробку, клин, шибер, диск и седла корпуса.

Критериями отказов при этом является потеря герметичности в затворе арматуры, а предельных состояний — сверхдопустимое изменение функциональных геометрических и структурных параметров уплотнительных поверхностей деталей затвора.

Перечень функциональных геометрических параметров (ФГП) деталей затвора устанавливается в НТД на линейную арматуру магистральных трубопроводов. Рекомендуемый перечень ФГП деталей затвора для линейной запорной арматуры кранового и задвижечного типов приведен в табл. 1.

Таблица 1

Группа геометрических параметров	Краны шаровые с пробкой на опорах	Краны конусные натяжные	Задвижки шиберные	Задвижки клиновые
Отклонения размеров	Отклонение диаметра сферы пробки, отклонение диаметра сферы каждого из седел	Отклонение угла пробки, отклонение угла уплотнения корпуса	Отсутствуют	Отклонение угла между уплотнениями клина, отклонение угла между уплотнениями корпуса
Отклонения расположения	Отклонение от соосности (эксцентриситет) и перекос (угловое смещение) осей пробки и седел	Отсутствуют	Отсутствуют	Перекос (угловое смещение) осей уплотнений клина и корпуса
Отклонения формы	Отклонение от сферы (несферичность) уплотнений пробки и седел	Отклонение от круглости (некруглость) уплотнений пробки и корпуса	Отклонение от плоскостности (неплоскостность) уплотнений шибера и седел	Отклонение от плоскостности (неплоскостность) уплотнений клина и корпуса
Волнистость	Высотные и шаговые параметры	Высотные и шаговые параметры	Высотные и шаговые параметры	Высотные и шаговые параметры
Шероховатость	Высотные, шаговые и опорные параметры	Высотные, шаговые и опорные параметры	Высотные, шаговые и опорные параметры	Высотные, шаговые и опорные параметры

Перечень структурных параметров, влияющих на герметичность в затворе, определяется материалом уплотнений. К основным требованиям для таких материалов следует отнести: износостойкость, коррозионную и эрозионную стойкость, малый коэффициент трения и отсутствие схватывания (задирания) поверхностей. Детали уплотнений линейной запорной арматуры магистральных трубопроводов изготавливаются из углеродистых, легированных и коррозионно-стойких сталей, сплавов повышенной стойкости, неметаллических конструкционных материалов.

С повышением требований, предъявляемых к линейной запорной арматуре, разрабатываются и используются новые материалы, в том числе и для деталей уплотнений.

Для деталей затворов это связано с тем, что углеродистые стали имеют низкую коррозионную стойкость, коррозионно-стойкие аустенитные стали легко задираются, сплавы повышенной стойкости менее склонны к задиранию, но требуют специальных технологий по наплавке уплотнительных поверх- ностей. Поиски материала для наплавки уплотнительных колец седел продолжаются. Уплотнительные кольца деталей затвора арматуры из углеродистой, легированной и коррозионно-стойкой стали могут наплавляться коррозионно-стойкой сталью, а работающие в условиях возможной эрозии уплотнений — наплавляться сплавами повышенной стойкости в основном на железоникелевой основе. При выполнении наплавки могут быть использованы следующие способы: автоматическая наплавка под флюсом сварочной лентой или сварочной проволокой, ручная дуговая наплавка покрытыми электродами, автоматическая или ручная аргонодуговая наплавка, плазменная наплавка. Для наплавки применяется три группы материалов: на основе хромоникелевых сталей, из сплавов на основе никеля легированные бором и из сплавов на основе кобальта.

Контроль уплотнительных поверхностей деталей сальника, прокладочных и беспрокладочных соединений распространяется на шпиндель (шток), сальниковую камеру, фланцы, прокладки, крепеж.

Критериями отказов при этом является потеря герметичности в сальнике, разъемных соединениях, а предельных состояний — сверхдопустимое изменение геометрических (прежде всего шероховатости) и структурных параметров уплотнительных поверхностей их деталей.

Одной из причин нарушения герметичности по деталям сальника может быть коррозия шпинделя (штока). Проведенные исследования показали, что в зоне сальниковой камеры имеет место электролитическая коррозия, протекающая очень быстро и значительно влияющая на работоспособность линейной арматуры в целом. Для исключения электролитической коррозии необходимо подбирать такие сочетания материалов шпинделя и крышки сальника, которые имели бы минимальную разность потенциалов. Существенное влияние оказывает электропроводность сальниковой набивки и содержание хлоридов в ней. Эксперименты показали, что при разности напряжений между шпинделем и крышкой от 30 до 40 мВ и сопротивлении набивки от 200 до 400 Ом электролитическая коррозия не наблюдается, тогда как при напряжениях более 150 мВ коррозия имеет место при любых набивках. Для повышения коррозионной стойкости поверхности шпинделей подвергают азотированию или химическому никелированию и полируют. Некоторые изготовители поверхности шпинделя, соприкасающиеся с сальниковой набивкой; наплавляют стеллитом. Сальник в линейной арматуре препятствует проходу рабочей среды в атмосферу через зазор в подвижном соединении шпинделя с крышкой. Наряду с коррозией деталей сальника, его герметичность зависит от правильного выбора материала набивки. Материал должен обладать следующими свойствами: иметь высокие упругость, физическую стойкость при рабочей температуре, химическую стойкость против действия рабочей среды, износостойкость и возможно малый коэффициент трения. Применяются асбестовые, графитные и фторопластовые материалы.

Из деталей разъемных соединений корпуса и арматуры с трубопроводом особая роль в обеспечении и сохранении герметичности при эксплуатации отводится прокладкам. Для их изготовления применяются неметаллические материалы и металлы. Прокладки из неметаллических материалов изготавливают из листа методами вырезания или штамповки. Эти прокладки, отличаясь высокой упругостью (фторопласт), требуют меньших давлений при обжатии, но имеют сравнительно низкую прочность. Герметичность соединения при давлении рабочей среды более 1,6 МПа, как правило, может быть обеспечена только при защищенной конструкции фланцевого соединения. Плоские металлические прокладки используют в защищенных затворах. Их недостатки: большие усилия обжатия, низкие сопротивление ползучести и упругое восстановление. Линзовые прокладки выполняют из более мягкой стали, чем уплотнительные поверхности фланцев. При линзовых прокладках уплотнение создается по узкой кольцевой полоске. Они обеспечивают большую надежность герметизации при высоких давлениях и температурах рабочей среды. Комбинированные прокладки представляют собой сочетание неметаллических материалов с металлами, причем каждая составляющая выполняет присущую ей функцию: неметаллические наполнители создают плотность, а металлический каркас обеспечивает прочность прокладки. Используют закрытые, волнистые асбестометаллические, спирально-навитые и другие комбинированные прокладки. Материалы крепежных деталей (болтов, шпилек, гаек) для соединения фланцев из аустенитной стали должны выбираться из сталей того же класса, что и фланцы.

Перечень структурных параметров устанавливается в НТД на линейную арматуру. Рекомендуемый перечень параметров материала деталей уплотнений линейной запорной арматуры приведен в табл. 2.

Таблица 2

Группа структурных параметров	Детали затвора	Детали сальника	Детали разъемного соединения
Механические характеристики	σ_т, σ_в, δ, ψ, α_н — для пробки, шибера, клина, металлических седел; σ_в, σ_с, σ_и, τ_ср, δ — для неметаллических седел	σ_т, σ_в, δ, ψ, α_н — для шпинделя, штока, сальниковой камеры; ограничения по рабочему давлению и температуре для сальниковой набивки	σ_т, σ_в, δ, ψ, α_н — для фланцев, болтов, шпилек, гаек, металлических прокладок; σ_в, σ_с, σ_и, τ_ср, δ — для неметаллических и комбинированных прокладок
Твердость	НВ — для уплотнительных поверхностей пробки, шибера, клина, металлических седел	НВ — для уплотнительных поверхностей шпинделя, штока	НВ —для уплотнительных поверхностей фланцев и металлических прокладок, а также шпилек, болтов и гаек

В таблице приняты следующие обозначения структурных параметров: σ_в — предел прочности при растяжении, σ_и — предел прочности при изгибе, σ_т — предел текучести, σ_с — предел прочности при сжатии, τ_ср — предел прочности при срезе, ψ — поперечное сужение, δ — относительное удлинение, α_н — ударная вязкость, НВ — твердость по Бринеллю.

Для количественной оценки результативности периодической ревизии в НТД на линейную запорную арматуру магистральных трубопроводов подлежат нормированию отклонения функциональных геометрических (ФГП) и структурных (ФСП) параметров уплотнений запорного органа и корпусных деталей арматуры, а также параметров привода.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Гошко А.И., Сейнов С.В. Эксплуатация линейной магистральной арматуры. Справочник: Требования. Входной контроль и монтаж. Техническое обслуживание и ремонт. М.: Техническая книга, 2010. 208 с.