Статьи

Материалы для высокотемпературных клапанов и другой арматуры

Высокотемпературная трубопроводная арматура – особая категория подобной продукции, применяемой в ряде производств на коммуникациях для транспортировки жидкостей и газов. Ее применение призвано обеспечить регулирование параметров потока рабочих сред и герметичность при перекрытии в экстремальных условиях производственных процессов. Соответственно к применяемым материалам для корпусов, уплотнений и других элементов продукции, работающие при сотнях градусах Цельсия, предъявляется ряд требований. Эти обстоятельства ограничивают гамму сплавов и неметаллических материалов, подходящих для подобного применения.

Классы высокотемпературной арматуры

Вся предлагаемая производителями продукция, пригодная для эксплуатации в условиях высоких температур, по величине температурных диапазонов делится на пять классов. Рассмотрим эту классификацию с учетом конкретных сфер применения и особенностей выбора материалов для таких клапанов, задвижек и дроссельных заслонок.

Итак, принято различать классы подобной продукции, отвечающие следующим рабочим условиям:
  1. Субвысокая температура (+325ºС …+425ºС). Материалы корпуса и других конструктивных элементов такой трубопроводной арматуры подбираются исходя из свойств рабочей среды. Для водяного пара оптимально применение сталей WCB, WCC, WC6, WC9 и A105. Для нефти, серосодержащих нефтепродуктов и газов используются устройства из сталей C5, CF8, CF3, CF3M и CF8M.
  2. Высокотемпературный класс I (он же PI). Этот класс включает продукцию, способную функционировать в диапазоне температур (+425ºС …+550ºС). Такая изготовлена из нержавеющих высокотемпературных сталей со средним содержанием хрома, никеля и титана, а также жаропрочных сталей WC6, WC9 и C5.
  3. Высокотемпературный класс II (он же PII). Эта продукция предназначена для работы в диапазоне (+550ºС …+650ºС) и используется на установках крекинга нефти. Сюда относятся жаропрочные стали на основе CF8 со средним содержанием тантала, титана, никеля, хрома и редкоземельных металлов.
  4. Высокотемпературный класс III (он же PIII). Рабочая температура таких клапанов составляет (+650ºС …+730ºС). К этим сплавам относятся жаропрочные стали на основе CF8M с добавками никеля, хрома, молибдена, тантала и редкоземельных элементов.
  5. Высокотемпературный класс IV (он же PIV). Клапаны из таких материалов способны выполнять свои функции при температуре рабочей среды (+730ºС …+816ºС). К этим сплавам относятся жаропрочные стали F310 и F310H, а также другие жаропрочные нержавеющие стали.
  6. Высокотемпературный класс V (он же PV) с температурой свыше +816ºС. Запорные клапаны и другая арматура такого типа уже имеет дополнительные средства защиты – футеровку и так далее. Отдельные элементы этой продукции могут быть выполнены из сплавов HK-30 или HK-40 в соответствии с ASTMA297.

Материалы уплотнений высокотемпературных клапанов

Широкий спектр уплотнительных материалов, в которых входят металлические, органические, керамические и комбинированные типы уплотнений, подбираются исходя из свойств рабочей среды, температурного диапазона и давлений.

Наиболее распространенные органические и синтетические уплотнения, применяемые в обычной трубопроводной арматуре, слабо подходят для работы с горячими веществами. Очень немногие из них соответствуют даже субвысоким температурным режимам эксплуатации.К таковым, например, относится тефлон PTFE, способный выдерживать до 270-300°С и химическое воздействие агрессивных сред.

Металлические уплотнения имеют большие температурные пределы (до +800°С для отдельных сталей). Но при этом они не годятся для работы с химически активными рабочими средами, а также склонны к окислению и привариванию к конструкции арматуры с необходимостью скорой замены всего узла.

Именно поэтому для экстремальных условий эксплуатации используются другая гамма материалов, обладающие стойкостью к нагреву и агрессивному воздействию газовых и жидких сред. К таковым относятся графитовые уплотнения, карбиды вольфрама и кремния, оксиды алюминия, диоксиды циркония.

Эксплуатируемая в экстремальных условиях высокотемпературная арматура требует не просто грамотного подбора, но и профессионального монтажа. Он должен производиться с учетом комплекса эксплуатационных и технических особенностей. При этом обязательно учитывать также материал трубопроводов. В противном случае при нагреве за счет разных коэффициентов линейного расширения металлов «ахиллесовой пятой» участка трубопровода будет уже не клапан или иная арматура, а место их соединения с трубой.

Ассортимент трубопроводной арматуры для высоких температур

Очевидно, что возможности применения клапанов, задвижек и другой арматуры для систем с высокотемпературными жидкостями и газами весьма широки. И в каталоге компании «АрмапромТехно» такая продукция также представлены линейками изделий от ведущих мировых производителей. В частности, пользователям сайта доступные следующие устройства, способные эксплуатироваться в субвысоких и высоких класса I температурах:

Предлагаемые устройства предполагают широкий выбор типоразмеров и конфигураций. Это позволяет любому покупателю найти оптимальное решение под конкретные условия эксплуатации на своем объекте. При возникновении вопросов по представленной продукции не стесняйтесь обращаться за помощью к менеджерам компании.