// //
Дом arrow Вентиляция arrow Центральное конструкторское бюро арматуростроения, санкт-петербург применение керамики в затворах ре
Центральное конструкторское бюро арматуростроения, санкт-петербург применение керамики в затворах ре

Применение керамики в затворах регулирующей и запорной арматуры

В оборудовании нефтедобывающей, газодобывающей и ряда других отраслей промышленности эксплуатируются трубопроводы с рабочим давлением до PNЦентральное конструкторское бюро арматуростроения, Санкт-Петербург ПРИМЕНЕНИЕ КЕРАМИКИ В ЗАТВОРАХ РЕГУЛИРУЮЩЕЙ И ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ6,4 МПа для транспортировки рабочих сред, содержащих механические примеси.

Большой процент номенклатуры трубопроводной арматуры для управления такими потоками составляют регулирующие клапаны, задвижки и краны шаровые. Фактический срок службы этих изделий по причине абразивного износа элементов затвора составляет порой несколько десятков суток при требуемом назначенном сроке службы в 10-15 лет.

Одним из путей увеличения срока службы затворов является применение керамических материалов. Разработанные в Центральном конструкторском бюро арматуростроения (ЦКБА) конструкции узлов затворов с применением керамических материалов предназначены для повышения фактического срока службы затворов в несколько раз. Конструктивные решения затворов с керамикой могут быть реализованы как при проектировании новых изделий, так и при модернизации существующих конструкций арматуры с некоторыми локальными изменениями элементов затвора.

Для воплощения предложений в реальные конструкции была проведена отработка конструктивных исполнений керамических пар и технология изготовления металлокерамических деталей с учетом физико-механических свойств керамических материалов.

Основными задачами, которые необходимо было решить при создании узлов затворов с керамическими парами, являлись обеспечение надежного соединения керамических деталей с металлическими (золотника со штоком, седла с корпусом) и соосности керамических деталей при посадке золотника в седло.

В разработанном ЦКБА и изготовленном заводом Знамя труда клапане регулирующем с МИМом DN50, PN160 (черт.Р65361-050) для газлифтной добычи нефти была применена керамическая пара золотник-седло из оксидной керамики типа ВК-94-1. Седло выполнено цельнокерамическим, а крепление его в корпусе - механическое с уплотнением резиновыми и фторопластовыми кольцами. Золотник соединен со штоком с помощью эпоксидного клея Жидкий металл Охтинского химического завода объединения Пластполимер с дополнительным механическим креплением резьбового хвостовика, проходящего через сквозное отверстие в керамической детали.

При отработке технологии соединения керамической детали со штоком особое внимание уделялось обеспечению соосности направляющей поверхности штока и уплотнительной поверхности золотника, так как керамика плохо работает при воздействии неравномерных радиальных и окружных напряжений в контакте.

Регулирующие клапаны прошли предварительные и приемочные испытания с положительным результатом. Заводом Знамя труда было изготовлено несколько партий клапанов, которые успешно эксплуатируются в составе установок газлифтной подачи нефти в условиях Крайнего Севера.

Несмотря на положительные результаты испытаний, слабым местом в конструкции оставалось механическое крепление с помощью гайки, которая оставалась открытой для контакта с регулируемым абразивным потоком среды. Поэтому при дальнейшем усовершенствовании крепления золотника со штоком была отработана конструкция крепления золотника без сквозного отверстия. Помимо клеевого соединения, применено механическое крепление по типу цангового соединения. Усовершенствованная конструкция керамической пары в макете клапана наработала 12000 циклов открыто-закрыто при контактных усилиях, равных эксплуатационным. Механическое цанговое соединение обеспечило плотное, без люфта, крепление.

В области запорной арматуры в ЦКБА разработана конструкция задвижки поворотного типа DN 100 PN 80 (черт.ЦКБА-15003-100) из углеродистой стали с ручным управлением для нужд Газпрома. Запорный орган задвижки представляет собой комбинацию из стальных неподвижных и подвижного дисков, проходные отверстия которых и запорные части оснащены керамическими втулками и кольцами из карбидокремниевой керамики по ТУ АДИ 533-2002 Центрального научно-исследовательского института материалов. Карбидокремниевая керамика имеет наиболее низкий коэффициент трения по сравнению с другими керамическими материалами.

При проектировании заделки керамических колец в стальных дисках учитывалось различие в коэффициентах термического расширения керамики и стали и обеспечивался гарантированный зазор в охватывающем и охватываемом сопряжениях. Кольца и втулки из керамики в гнездах стальных дисков закреплены с помощью термостойкого эпоксидного клея марки КДС 27Н ТУ АДИ 545 2003 с разрушающим напряжением при сдвиге при t=100 °C не менее 10 МПа. Во избежание скалывания острых кромок керамики применены известные конструктивные элементы сопряжения (притупления острых кромок керамической детали радиусом большим, чем соответствующее место в гнездах стальных дисков). С целью исключения радиальных и окружных напряжений предусмотрено обеспечение плоского контакта торцевых поверхностей колец между собой и в гнездах стальных дисков. Конструкторская документация на задвижку передана для освоения производства в ГУП Приборостроительный завод (г.Трехгорный Челябинской обл.).

Примером модернизации существующих изделий может служить проведенная в ЦКБА совместно с ООО Надымгазпром модернизация клапанов дроссельных фирмы Бреда, эксплуатируемых на газопромысловых скважинах с абразивосодержащими средами. Модернизация клапана заключалась в замене металлической дроссельной пары на керамическую с применением карбидокремниевой керамики. Плунжер клапана доработан и выполнен составным. Вместо металлического профильного наконечника к штоку присоединен золотник из керамики, имеющий профиль, аналогичный металлическому наконечнику. Разработаны два варианта крепления керамического золотника со штоком: с клеево-механическим соединением и с клеевым соединением с применением клея КДС-27Н.

В металлическое седло клапана установлена керамическая вставка с помощью клея КДС-27Н с фиксацией от осевого перемещения завальцовкой металлического кольца. Конструкция дроссельной керамической пары выполнена таким образом, что рабочая среда при дросселировании контактирует только с керамическими поверхностями. Модернизированные клапаны прошли приемочные испытания на объектах Медвежинского ГПУ Надымгазпрома с положительным результатом. В 2005 году предполагается модернизация нескольких десятков клапанов фирм Бреда, Европа, Хюбнер-Вамаг, клапанов производства Бакинского завода. Ожидается, что применение керамических пар позволит увеличить срок службы модернизированных клапанов с 1 года до 10 лет.

 Центральное конструкторское бюро арматуростроения, Санкт-Петербург ПРИМЕНЕНИЕ КЕРАМИКИ В ЗАТВОРАХ РЕГУЛИРУЮЩЕЙ И ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ 

 

Контакты

115419, г. Москва, ул. Шаболовка, д. 34, стр. 3.



Просьба заранее предупредить о приезде, т.к. специалисты распределены по объектам




info@masterbetonov.ru




ООО «Стройсервис» работает на рынке строительного производства c 1992 года.
Основной ценностью для нашей компании являются клиенты, поскольку единственный реальный актив компании — это люди, удовлетворенные нашей работой, которые еще раз захотят воспользоваться нашими услугами. Мы стремимся сделать своих клиентов своими партнерами.