РД 153-34.1-39.603-99 стр.2 Марка сплава

 

Таблица 3. Материалы уплотнительных поверхностей арматуры

 

Марка сплава

Содержание элементов, %

Твердость HRC

Предельная температура среды, °С

С

Si

Mn

Cr

Ni

Мо

Со

Fe

W

В

ЦН-6Л

0,05-0,12

4,8-6,4

1,0-2,0

15,0-18,0

7,0-9,0

Основа

28-37

540

ЦН-12

0,08-0,18

3,8-5,2

3,0-5,0

14,0-19,0

6,5-10,5

0,5-1,2

Основа

38-50

600

ЦН-2

1,6-2,2

1,5-2,6

26,0-32,0

59-65

 

4,0-5,0

40-50

600

ПГ-СР2

0,2-0,5

2,0-3,0

12,0-15,0

Основа

£ 5

1,5-2,1

38-43

600

ПГ-СР3

0,4-0,7

2,5-3,5

26,0-32,0

Основа

£ 5

2,0-2,8

47-52

600

ПР-ВЗК

1,0-1,3

2,0-2,7

28,0-32,0

0,5-2,0

Основа

£ 2

4,0-5,0

³ 40

585

 

Коррозионная и эрозионная стойкость относительно стали 12Х18Н10Т уплотнительной поверхности, наплавленной электродами ЦН-6Л, равна 0,9; электродами ЦН-12 — 1,01; электродами ЦН-2 — 1,44; порошком ХН80СР3 — 4,5.

В условиях периодических теплосмен (нестационарный режим работы) образование трещин на уплотнительных поверхностях, наплавленных электродами ЦН-12М, — происходит через 25 теплосмен, электродами ЦН-2 — через 750, электродами ЦН-6Л — через 1000, сплавом ХН80СР3 — через 1250 теплосмен. Трещины образуются преимущественно в зоне сплавления, переходя в наплавленный металл.

Для устранения явления коробления уплотнительных поверхностей в процессе эксплуатации необходимо, чтобы коэффициенты линейного расширения наплавленного слоя и основного металла были близкими по значению. Для этого при наплавке углеродистых и перлитных сталей необходимо наплавить подслой аустенитными электродами ЦТ-1 или
ЭА-395/9.

При изыскании и выборе материалов для уплотнительных поверхностей затворов, штоков и других элементов арматуры, работающих в условиях скоростного потока среды, необходимо пользоваться экспериментальными данными по их относительной эрозионной стойкости.

Коэффициент эрозионной стойкости Кh определяется как отношение усредненных значений глубины эрозионного износа образцов из исследуемых материалов и эталонных образцов из стали 12Х18Н10Т, уровень эрозионной стойкости которой в отечественном энергетическом арматуростроении принят за единицу.

Рекомендуемые значения относительной эрозионной стойкости материалов в зависимости от скорости воды при непрерывном ударном действии потока и твердости материала приводятся ниже:

 

Скорость воды, м/с

30-50

50-100

Более 100

Эрозионная стойкость Кh

0,25

0,50

0,75

Твердость НВ, более

250

250

300

 

Так как одной из основных причин эрозионного разрушения проточной части арматуры является кавитационное воздействие потока среды, каждый регулирующий орган должен проверяться на возможность возникновения кавитации в процессе дросселирования в нем рабочей среды. Однако при этом Кc как критерий кавитации не зависит от свойства материалов элементов проточной части. Поэтому наряду с перепадом давлений, при котором возникает кавитация, Dркав, определяемым по коэффициенту начала кавитации, важное значение приобретает перепад давлений Dрэр, при превышении которого возможен эрозионный износ материалов проточной части. Значение Dрэр (МПа) рекомендуется оценивать по эмпирической формуле

 

Dрэр = 4,0 Кh.

 

Значения Кh для некоторых сталей и наплавочных сплавов, применяемых для изготовления деталей проточной части дроссельно-регулирующей арматуры, приведены в табл. 4 и на рисунке.

 

Значения Кh электродуговых наплавок, сталей и титановых сплавов

 

Таблица 4. Данные для оценки эрозионной стойкости материалов деталей проточной

части регулирующих органов

Деталь проточной части

Материал,

ГОСТ

Коэффициент эрозионной стойкости Кh относительно стали 12Х18Н10Т

Перепад давлений Dрэр, МПа

Корпус, патрубки, седло, шибер

Сталь 25, ГОСТ 1050-88 [3]

0,0055

0,022

Сталь 25Л, ГОСТ 977-88 [2]

0,0055

0,022

Сталь 20, ГОСТ 1050-88 [3]

0,0056

0,022

Шток, плунжер (золотник), седло

Сталь 30Х13, ГОСТ 5949-75 [13]

0,258

1,0

Шток

Сталь 14Х17Н2, ГОСТ 5949-75 [13]

0,74

2,95

Уплотнительные поверхности седла и плунжера (шибера)

Сплав на основе никеля ХН80СР2

0,83

3,32

Сплав на основе железа ЦН-6

0,90

3,6

Корпус, патрубки, шток, плунжер (шибер), седло, защитные рубашки

Сталь 12Х18Н10Т, ГОСТ 5949-75 [13]

1,0

4,0

Уплотнительные и контактные поверхности затвора, плунжер

Сплав на основе железа ЦН-12

1,12

4,5

Сплав на основе кобальта ЦН-2

1,44

5,75

Корпус, патрубки, шток

Сплав на основе титана ТВ-1

2,44

9,75

 

Основываясь на известных значениях Кh для каждого материала, а также допустимых перепадах давлений, необходимо оценивать пригодность этих материалов для конкретных условий.

Значение Dрэр должно определяться по материалу детали проточной части, имеющему минимальный коэффициент эрозионной стойкости Кh. Такой подход позволяет экономически обоснованно подбирать материалы деталей затворов. При низких значениях Dрэр поверхности деталей подлежат защите. Это касается прежде всего корпусов водяной арматуры, изготовленных из углеродистой стали 25. Участки проточной части за сужением в затворе всех без исключения регулирующих органов с корпусами, изготовленными из материалов с пониженной эрозионной стойкостью, подлежат упрочнению путем нанесения эрозионно-стойких наплавок (например, электродами ЭА-395/9), установки защитных рубашек и т.д. В арматуре, допускающей работу при противоположных направлениях течения среды, должна быть предусмотрена защита всей проточной части.

Выбор регулирующих органов для конкретных условий работы с учетом кавитационных характеристик и эрозионных свойств материалов деталей проточной части позволяет существенно повысить надежность и увеличить срок службы энергетической арматуры ТЭС.

 

1.4. Крепежные изделия

 

Крепеж должен обеспечить высокую плотность прилегания уплотнительных плоскостей фланцевых соединений. Контактное давление во фланцевом соединении ориентировочно должно быть в 3 раза выше давления среды. Болты и шпильки подвергаются действию высоких растягивающих и изгибающих напряжений. Резьба болта, шпильки и гайки работает на срез. Температура болтов, шпилек и гаек может достигать 400°С.

Рекомендации по выбору материала крепежа в зависимости от температуры и условного давления приведены в табл. 5. Механические свойства материалов болтов и шпилек выбираются с учетом обеспечения необходимого контактного давления во фланцевом соединении. Обязательным требованием является близость значений коэффициентов линейного расширения материалов фланца и крепежа.

Гайки следует изготавливать из материала того же класса, что и шпильки (болты). Твердость гаек должна быть ниже твердости шпилек не менее чем на 12 ед. по Бринеллю. Материал крепежа должен обладать высокой сопротивляемостью к хрупким разрушениям и малой чувствительностью к концентраторам напряжений. При применении крепежа из нержавеющих хромистых и хромоникелевых аустенитных сталей необходимо учитывать склонность этих материалов к задиранию в резьбовых соединениях.

 

 

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *