Litinové armatury

Během provozu potrubních armatur jsou části tělesa – těleso a víko – vystaveny největšímu zatížení. Těleso, které tvoří vnitřní dutinu – místo, kudy proudí pracovní médium – je neustále v namáhaném stavu v důsledku různých vlivů, včetně tlaku pracovního média a mechanického zatížení spojeného s torzními, natahovacími a tlakovými silami z trubek a dalších prvků konstrukce potrubního systému. Těleso je časem testováno nejen na mechanickou pevnost, ale také na odolnost proti korozi, odolnost proti opotřebení a schopnost odolávat vysokým i nízkým teplotám.

Potrubní armatury jsou jednou z nejdůležitějších součástí výrobních komplexů v mnoha průmyslových odvětvích. Na nich přímo závisí nejen dodržování technologického procesu a ekonomická výkonnost zařízení, ale také bezpečnost obslužného personálu a životního prostředí. Zejména pokud je pracovní prostředí radioaktivní, toxické, výbušné a požárně nebezpečné a další „obtížně“ likvidovatelné kapaliny a plyny.

Litina a spolehlivost potrubních armatur

Laťka požadavků na spolehlivost potrubních armatur instalovaných v nebezpečných výrobních zařízeních třídy nebezpečí I nebo II je obzvláště vysoká. V souladu s federálním zákonem „O průmyslové bezpečnosti nebezpečných výrobních zařízení“ se jedná o nebezpečná výrobní zařízení s extrémně vysokým rizikem, respektive vysokým rizikem. I při přepravě ropy, zemního plynu nebo horké vody však může porušení těsnosti, integrity a zejména zničení tělesa potrubních armatur vést nejen k významným ekonomickým ztrátám, ale také k nehodám a ekologickým katastrofám.

Otázka spolehlivosti tělesných částí armatur je v každém případě relevantní. A spolehlivost jednotek a součástí nelze zajistit bez použití spolehlivých materiálů.

Vzhledem k tomu, že slovo „spolehlivost“ je v předchozím odstavci použito třikrát, rádi bychom vám připomněli, že podle platné a od 1. dubna 2017 zrušující normy „GOST R 53672-2009. Potrubní armatury. Obecné bezpečnostní požadavky“ (stejně jako její náhrady GOST 12.2.063-2015, schválené nařízením Rosstandart ze dne 26.05.2015. května 439 č. XNUMX-st) kombinuje pojem „ukazatele spolehlivosti“ několik ukazatelů najednou ─ bezporuchový provoz, trvanlivost, udržovatelnost, snadnou údržbu.

Na materiály těles potrubních ventilů je kladena celá řada požadavků, z nichž priorita je určena provozními podmínkami ventilů a především parametry dopravovaného pracovního média. V souladu s GOST 12.2.063-2015 se jedná o pracovní tlak, minimální záporné a maximální konstrukční teploty stěny tělesa, chemické složení a vlastnosti pracovního média (korozivní účinnost a přítomnost nečistot). A u kapalin existuje také kombinace několika parametrů – tlaku, teploty a průtoku, což vede k destrukci kavitací.

Materiály používané k výrobě těles armatur potrubních systémů musí mít potřebnou mechanickou pevnost, hustotu a plasticitu. Musí být také odolné vůči korozi, technologické, tj. umožňovat mechanické zpracování různými způsoby, mít jednotnou strukturu v celém objemu, být schopny odolávat proměnným tepelným vlivům a udržovat stabilitu v požadovaném rozsahu provozních teplot.

Téměř každá aplikace pro potrubní armatury využívá výrobky s litinovými tělesy.

Je snazší vyjmenovat případy, kdy se litinové potrubní armatury nepoužívají. Neinstalují se na potrubí vystavená vibracím nebo pracující za náhlých teplotních změn, v potrubí čerpacích jednotek instalovaných v otevřených prostorách a v potrubí nádrží určených pro skladování výbušných, požárně nebezpečných a toxických látek. Existují určitá omezení týkající se teploty a tlaku pracovního prostředí a jeho chemického složení. Například litinové potrubní armatury jsou kontraindikovány pro chlór a amoniak, a to jak v kapalném, tak v plynném stavu. Litinové těleso nemusí odolat hydraulickým rázům, mrazu, náhlému zvýšení tlaku, mechanickým deformacím.

To ale neznamená, že litina je jen litinové vodovodní armatury a nic víc. Litinové armatury úspěšně fungují v chemickém průmyslu, a to i v prostředí s kyselinami, solnými roztoky a zásadami, a ve většině dalších oblastí technologie, včetně elektrotechniky a tepelné energetiky.

Litinová výztuž: Udržování její stability

V důsledku „přirozeného výběru“ z celé rozmanitosti materiálů vyráběných průmyslem používaných pro hlavní části potrubních armatur se vytvořili tři nesporní lídři – ocel, litina, slitiny neželezných kovů (měď a méně často hliník). Ocelové armatury, litinové armatury a v menší míře bronzové a mosazné armatury tvoří hlavní část moderních potrubních armatur. Podíl titanových slitin a nekovových materiálů je relativně malý. Pokud mluvíme o plastech, pak jako materiály tělesa potrubních armatur jsou pravděpodobnějším konkurentem nerezové oceli než litiny.

Konfigurace vedoucí trojky samozřejmě není statická a můžeme hovořit o určitém nárůstu podílu ocelové výztuže, mimo jiné i díky jejímu předstihu oproti litině. Tento proces však není tak dynamický a litinová výztuž se stále široce používá ve většině odvětví hospodářství a podíl litiny na výrobě potrubních armatur zůstává vysoký. I když před stoletím byl ještě větší.

Právě litině vděčí potrubní armatury za svůj rozmach, který nepřestává již více než dvě století, a jehož počátek položila průmyslová revoluce, jež radikálně změnila tvář civilizace. A začátek průmyslové revoluce v 18. století dal parní stroj, jehož vznik umožnil masovou strojní výrobu.

Bez potrubních armatur se neobešlo jak v samotném parním stroji, tak i v okolní „periferii“. Jejich výroba se stala významnou součástí slévárenského průmyslu a litina – nejdůležitějším materiálem pro tělesa potrubních armatur. Ve druhé polovině 18. a po celé 19. století neměly litinové uzavírací ventily skutečnou konkurenci. I tehdy zaujímaly litinové ventily a šoupátka hlavní místo v sortimentu výrobců potrubních armatur. S rozvojem metalurgických technologií na jedné straně a růstem požadavků na potrubní armatury v důsledku rozšiřování rozsahů teplotních a tlakových hodnot pracovních prostředí a vzniku obrovského množství nových látek přepravovaných v potrubích na straně druhé ocel jako materiál pro výrobu těles potrubních armatur litinu vytlačila. Vytlačila, ale nic víc. A dnes se litina nadále používá k výrobě těles všech typů potrubních armatur bez výjimky.

Litinové šoupátkové ventily jsou široce používány: klínové, paralelní, šoupátkové, hadicové. Používají se v systémech zásobování teplem, plynem a vodou, instalují se na hlavních a procesních plynovodech, ropovodech a potrubích pro ropné produkty, včetně potrubí s velkým průměrem. Důležité místo v cenících výrobců potrubních armatur zaujímají litinové ventily (litinové zpětné ventily, litinové uzavírací ventily, pojistné ventily, membránové ventily atd.); litinové kohouty (litinové kulové ventily, kuželové ventily, válcové ventily); litinové motýlí klapky. U posledních jmenovaných může být z litiny vyrobeno nejen tělo motýlí klapky, ale i samotné kotouče.

Litina v potrubních armaturách není jen součástí tělesa. Je žádaná i při výrobě přírub. Litinové příruby (odlévané ze šedé nebo tvárné litiny) jsou méně náchylné k deformaci než ocelové. Setrvačníky pro ovládání potrubních armatur, těsnicí kroužky, kohoutkové zátky a řada dalších potrubních armatur jsou vyrobeny z litiny.

Litina zdaleka ne vždy konkuruje svému hlavnímu soupeři – oceli – co se týče fyzikálních a mechanických parametrů, ale často vítězí díky „ekonomické zbrani“. Je levnější, což výrazně zvyšuje její podíl v soutěži v takové „disciplíně“, jako je poměr „cena-kvalita“ – velmi důležité v podmínkách sériové výroby a hromadného používání potrubních armatur ve všech odvětvích národního hospodářství. Navíc s ohledem na to, že výroba potrubních armatur je velmi kovově náročná výroba.

Vývoj chemických technologií, který zkomplikoval práci potrubních armatur v důsledku vzniku velkého množství agresivních pracovních prostředí, zároveň poskytl účinný nástroj pro ochranu litinových (i ocelových) těles potrubních armatur. Pokrytím povrchu litiny vrstvou ebonitu, teflonu, dalších elastomerů, skla nebo keramiky o tloušťce několika milimetrů je možné radikálně zvýšit její odolnost vůči agresivnímu, vysoce abrazivnímu prostředí. Takový svérázný „sendvič“ z odolné litiny a relativně křehkých, ale chemicky a otěruvzdorných materiálů se ukazuje jako shodný z hlediska provozních parametrů a výrazně levnější než tělesa vyrobená z vysoce legovaných ocelí.

Perspektivy využití litiny v průmyslu obecně a zejména při výrobě potrubních armatur jsou do značné míry spojeny se zvýšením její provozní trvanlivosti, čehož lze dosáhnout pogumováním, obložením a smaltováním vnitřního povrchu litinových armatur. Použití modifikované tvárné a vysoce pevné kulovité litiny také přispívá k posílení pozice litinových armatur.

Litina: bílá, šedá, vysokopevnostní…

Litina je slitina železa a uhlíku (2 % a více). Uhlík může být ve formě cementitu (karbid železa Fe3C) nebo grafitu. Podle toho, čeho je více – světlého cementitu nebo černého grafitu – mluvíme o bílé nebo šedé litině.

Železo a uhlík nejsou jedinými složkami litiny. Stejně jako ocel může litina obsahovat různé složky, které ji činí vysoce, středně nebo nízkolegovanou, respektive nelegovanou. A pokud se u nízkolegované litiny podíl legujících přísad měří jedním až jedním a půl procentem, pak u vysoce legované litiny může dosáhnout deseti procent. Do litiny se přidává křemík, chrom, nikl, měď, ale i dusík, bor, vizmut a hořčík, měřené ve zlomcích procenta. Legování dodává litině pevnost při rázovém zatížení a odolnost vůči kyselinám.

Bílou litinu je téměř nemožné obrábět a používá se jako polotovar pro výrobu oceli a tvárné litiny.

Šedá litina (SC) se naopak snadno obrábí mechanickými nástroji, a proto se ve strojírenství hojně používá.

Temperovaná litina (TM) se získává z bílé litiny tepelným zpracováním, v důsledku čehož získává některé plastické vlastnosti (odtud název). Temperovaná litina není tak křehká jako šedá litina, má vyšší viskozitu. A obecně se svými mechanickými vlastnostmi blíží oceli. Odolnost temperované litiny proti opotřebení není o mnoho nižší než u ocelových odlitků.

Mechanické vlastnosti odlitků se značně liší v závislosti na druhu litiny: litina SCh10 má pevnost v tahu přibližně 4,5krát vyšší a pevnost v ohybu téměř 2,5krát nižší než litina SCh45.

Když je litina modifikována yttriem, hořčíkem, cerem a některými dalšími prvky, grafitové vměstky získávají tvar blízký kulovitému. Díky tomu je litina odolnější a tvárnější a zvyšuje se její rázová houževnatost. Tento typ šedé litiny se nazývá litina s kuličkovým grafitem nebo „vysokopevnostní“ litina (VCh nebo VChShG). Mechanické vlastnosti vysokopevnostní litiny jsou velmi vysoké. Například pevnost v tahu VCh100 je nejméně 1000 MPa, zatímco u SCh10 je od 98 MPa.

Při srovnávání s jinými kovy se litina téměř vždy srovnává s ocelí. Není tak pevná, křehčí („křehkost“ litiny se již stala synonymem), ale je levnější.

Na rozdíl od oceli se litina používá téměř výhradně jako slévárenská slitina. Existují experimentální výsledky výroby válcovaných výrobků z litiny, ale je příliš brzy hovořit o jejich průmyslovém významu.

Litinové tvarovky jsou dnes zastoupeny v sortimentu všech předních výrobců potrubních tvarovek. Například ve společnosti ARMATEK jsou tělesa hadicových ventilů vyrobena z litiny, oceli a hliníku, zpětné ventily z litiny, oceli a polymerů, šoupátka z litiny (šedé i tvárné litiny) a oceli (nerezové i uhlíkové). To umožňuje nejlepší volbu v závislosti na provozních podmínkách tvarovek. A velmi často se tato volba dělá ve prospěch litinových tvarovek.

Příslušenství potrubí

• Příslušenství potrubí. Klasifikace ─ typy, typy, odrůdy
• Potrubní armatury jako univerzální způsob řešení široké škály problémů
• Západky
• Uzavírací ventily
• Distribuční a směšovací armatury
• Hadicové ventily
• Regulační ventily
• Reverzní montáž
• Bezpečnostní kování
• Separační (fázově oddělující) armatury
• Regulační ventily
• Ventily
• Pojistné ventily
• Uzavírací ventily
• Pohony potrubních ventilů
• Typy armatur pro připojení k potrubí
• Přírubové a přírubové spoje v potrubních armaturách
• Svařovací armatury
• Klapkové ventily
• Pneumatický pohon pro potrubní armatury
• Elektricky poháněné potrubní armatury
• Šoupátka
• Elektromagnetický pohon pro potrubní armatury
• Klínové ventily
• Paralelní šoupátka
• Ventily v potrubních armaturách
• kulový ventil
• Potrubní armatury: názvy, označení, kódování
• Materiály pro výrobu potrubních armatur
• Ocelová výztuž
• Litinové armatury
• Hliníkové kování
• Těsnící materiály pro tvarovky potrubí
• Vlnovcové kování
• Typy uzavíracích ventilů
• Typy potrubních armatur
• Ucpávkové armatury
• Těsnění žlázy
• Těsnění v potrubních armaturách
• Materiály pro výrobu těsnění
• Smaltované kování
• Membránové armatury