RU184990U1

RU184990U1 - BALL VALVE

Info

Publication number: RU184990U1
Application number: RU2017146454U
Authority: RU
Inventors: Алексей Сергеевич Тимохин
Original assignee: Алексей Сергеевич Тимохин
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2018-11-15

Abstract

Полезная модель относится к области арматуростроения и может быть использована при изготовлении шаровых кранов для газовой, химической и других областей промышленности. Технический результат заключается в повышении эксплуатационной надежности шарового крана. Шаровой кран содержит корпус с входным и выходным каналами и размещенные в нем шаровой затвор с проходным отверстием, посадочно-уплотнительные элементы, шток управления шаровым затвором. Шаровой затвор и посадочно-уплотнительные элементы имеют покрытие определенной толщины на рабочих поверхностях. При этом покрытие шарового затвора и посадочно-уплотнительных элементов выполнено в виде напыленного слоя на основе кобальта, характеризующееся тем, что содержит Cr, W, Ni, Si, В, С, Со при следующем соотношении компонентов мас. %: Cr - 19, W - 15, Ni - 13, Si - 2,8, В - 3, С - 1,5, Со - остальное. 1 ил., 1 табл.The utility model relates to the field of valve engineering and can be used in the manufacture of ball valves for gas, chemical and other industries. The technical result consists in increasing the operational reliability of a ball valve. The ball valve comprises a housing with inlet and outlet channels and a ball valve with a through hole located therein, seating and sealing elements, and a ball valve control rod. The ball valve and seat-sealing elements have a coating of a certain thickness on the working surfaces. Moreover, the coating of the ball valve and the landing-sealing elements is made in the form of a sprayed layer based on cobalt, characterized in that it contains Cr, W, Ni, Si, B, C, Co in the following ratio of components wt. %: Cr - 19, W - 15, Ni - 13, Si - 2.8, B - 3, C - 1.5, Co - the rest. 1 ill., 1 tab.

Description

Полезная модель относится к области арматуростроения и может быть использована при изготовлении шаровых кранов для газовой, химической и других областей промышленности.The utility model relates to the field of valve engineering and can be used in the manufacture of ball valves for gas, chemical and other industries.

Обеспечение безопасной эксплуатации и безаварийной работы промышленных объектов является актуальной задачей. Особенно затруднительным становится качественное обслуживание и ремонт крановых узлов в сложных природно-климатических условиях, труднодоступных районах с неразвитой инфраструктурой. Одним из факторов возможных аварийных ситуаций является недостаточно надежное покрытие рабочих поверхностей шаровых затворов, особенно при работе в агрессивной среде или при резкой смене температуры окружающей среды.Ensuring safe operation and trouble-free operation of industrial facilities is an urgent task. Particularly difficult is the quality service and repair of crane assemblies in difficult climatic conditions and inaccessible areas with undeveloped infrastructure. One of the factors of possible emergency situations is the insufficiently reliable coating of the working surfaces of ball valves, especially when working in an aggressive environment or with a sharp change in ambient temperature.

Известен шаровой кран, содержащий корпус с входным и выходным каналами, размещенный в нем шаровой затвор с цилиндрическим осевым отверстием, который выполнен из сплава на алюминиевой основе с керамическим покрытием толщиной, например, 01-0,5 мм сферических уплотнительных поверхностей и поверхности цилиндрического осевого отверстия [RU 2104434 C1, F16K 5/06, опубл. 10.02.1998].Known ball valve comprising a housing with inlet and outlet channels, a ball valve located therein with a cylindrical axial hole, which is made of an aluminum-based alloy with a ceramic coating with a thickness of, for example, 01-0.5 mm of spherical sealing surfaces and the surface of the cylindrical axial hole [RU 2104434 C1, F16K 5/06, publ. 02/10/1998].

Недостатком известного устройства является недостаточно надежное покрытие шарового затвора, так как оно может растрескиваться при резкой смене окружающей среды, что обусловлено разными коэффициентами теплового расширения материалов.A disadvantage of the known device is the insufficiently reliable coating of the ball valve, since it can crack during a sharp change in the environment, due to different coefficients of thermal expansion of materials.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является шаровой кран, содержащий корпус с входным и выходным каналами и размещенные в нем шаровой затвор с проходным отверстием, посадочно-уплотнительные элементы, шток управления шаровым затвором и имеющий покрытие определенной толщины на рабочих поверхностях, при этом покрытие представляет собой слоистую структуру, причем наружный защитный слой - слой оксида алюминия, подслой - слой алюминия или слой анодируемого алюминиевого сплава [RU 2192574 C1, F16K 5/06, опубл. 10.11.2002].Closest to the claimed technical solution is a ball valve containing a housing with inlet and outlet channels and a ball valve with a through hole placed therein, seating and sealing elements, a ball valve control rod and having a coating of a certain thickness on the working surfaces, the coating being a layered structure, and the outer protective layer is a layer of aluminum oxide, the sublayer is a layer of aluminum or a layer of anodized aluminum alloy [RU 2192574 C1, F16K 5/06, publ. November 10, 2002].

Недостатком известного технического решения является то, что покрытие имеет несколько слоев. При воздействии на рабочую поверхность шарового затвора крупных абразивных частиц происходит отслаивание покрытия, из-за возникающей на месте трещин и царапин подпленочной коррозии.A disadvantage of the known technical solution is that the coating has several layers. When large abrasive particles are exposed to the working surface of the ball valve, the coating is peeled off due to subfilm corrosion occurring at the cracks and scratches.

Технической проблемой, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является обеспечение длительной стойкости рабочих поверхностей элементов шарового крана при эксплуатации, с учетом комплексного воздействия внешних и внутренних факторов.The technical problem to which the claimed utility model is directed is to ensure the long-term stability of the working surfaces of the elements of the ball valve during operation, taking into account the complex effects of external and internal factors.

Технический результат создания полезной модели заключается в повышении эксплуатационной надежности шарового крана.The technical result of creating a utility model is to increase the operational reliability of a ball valve.

Технический результат достигается тем, что известный шаровой кран содержит корпус с входным и выходным каналами и размещенные в нем шаровой затвор с проходным отверстием, посадочно-уплотнительные элементы, шток управления шаровым затвором, причем шаровой затвор имеет покрытие на рабочих поверхностях определенной толщины, новым является то, что дополнительно посадочно-уплотнительные элементы имеют покрытие определенной толщины на рабочих поверхностях, при этом покрытие шарового затвора и посадочно-уплотнительных элементов выполнено в виде напыленного слоя на основе кобальта, характеризующееся тем, что содержит Cr, W, Ni, Si, В, С, Со при следующем соотношении компонентов мас. %: Cr - 19, W - 15, Ni - 13, Si - 2,8, В - 3, С - 1,5, Со - остальное.The technical result is achieved by the fact that the known ball valve comprises a housing with inlet and outlet channels and a ball valve with a through hole located therein, seating and sealing elements, a ball valve control rod, and the ball valve has a coating on the working surfaces of a certain thickness. that additionally landing-sealing elements have a coating of a certain thickness on the working surfaces, while the ball valve and landing-sealing elements are made in the form of a sprayed layer based on cobalt, characterized in that it contains Cr, W, Ni, Si, B, C, Co in the following ratio of components wt. %: Cr - 19, W - 15, Ni - 13, Si - 2.8, B - 3, C - 1.5, Co - the rest.

На фиг. схематично представлен шаровой кран.In FIG. A ball valve is schematically represented.

Шаровой кран содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами и размещенные в нем шаровой затвор 4, посадочно-уплотнительные элементы 5, шток управления шаровым затвором 6. Шаровой затвор 4 и посадочно-уплотнительные элементы 5 имеют покрытие 7 на рабочих поверхностях.The ball valve comprises a housing 1 with input 2 and output 3 channels and a ball valve 4 placed therein, seating and sealing elements 5, a ball valve control rod 6. The ball valve 4 and landing and sealing elements 5 have a coating 7 on the working surfaces.

Покрытие 7 выполнено на основе кобальта, содержащее Cr, W, Ni, Si, В, С, Со при следующем соотношении компонентов мас. %: Cr - 19, W - 15, Ni - 13, Si - 2,8, В - 3, С - 1,5, Со - остальное.Coating 7 is made on the basis of cobalt containing Cr, W, Ni, Si, B, C, Co in the following ratio of components wt. %: Cr - 19, W - 15, Ni - 13, Si - 2.8, B - 3, C - 1.5, Co - the rest.

Покрытие 7 наносят на рабочие поверхности шарового затвора 4 и на рабочие поверхности посадочно-уплотнительных элементов 5 в пределах от 0,3 до 0,8 мм способом газопламенного и высокоскоростного газопламенного напыления с последующим сплавлением.The coating 7 is applied to the working surfaces of the ball valve 4 and on the working surfaces of the landing-sealing elements 5 in the range from 0.3 to 0.8 mm by the method of gas-flame and high-speed gas-flame spraying followed by fusion.

В таблице 1 представлены основные характеристики указанного покрытия по результатам лабораторных испытаний.Table 1 presents the main characteristics of this coating according to the results of laboratory tests.

Нанесенное способом газопламенного и высокоскоростного газопламенного напыления покрытие с последующим сплавлением отличается очень высокой прочностью при растяжении за счет металлургического соединения с базовым материалом.The coating, followed by gas-flame and high-speed gas-flame spraying, followed by fusion, has a very high tensile strength due to the metallurgical connection with the base material.

За счет процесса сплавления базовый материал шарового затвора и посадочно-уплотнительных элементов подбирают таким образом, чтобы не происходило структурных изменений, для чего применяют, например, коррозионностойкие нержавеющие стали с аустенитной структурой или ферритную сталь с низким содержанием углерода.Due to the fusion process, the base material of the ball valve and fit-and-seal elements is selected so that no structural changes occur, for which, for example, corrosion-resistant stainless steels with an austenitic structure or ferritic steel with a low carbon content are used.

Выбор определенной толщины покрытия рабочих поверхностей шарового затвора и посадочно-уплотнительных элементов в пределах от 0,3 до 0,8 мм, необходимой для формирования защитного коррозионно- и износостойкого слоя, производят исходя из заданных условий эксплуатации шарового крана.The choice of a certain thickness of the coating of the working surfaces of the ball valve and fit-and-seal elements in the range from 0.3 to 0.8 mm, necessary for the formation of a protective corrosion-resistant and wear-resistant layer, is made on the basis of the specified operating conditions for the ball valve.

За счет применения указанного покрытия определенной толщины увеличивается ресурс эксплуатации шарового крана до 500000 циклов и повышение его стойкости к коррозии и износу. Диапазон рабочих температур при эксплуатации шарового крана от минус 60 до плюс 100°С.Due to the use of the specified coating of a certain thickness, the service life of the ball valve is increased to 500,000 cycles and increase its resistance to corrosion and wear. The temperature range during operation of the ball valve is from minus 60 to plus 100 ° C.

Выполнение покрытия в виде напыленного слоя обеспечивает надежное сцепление с базовым материалом шарового затвора и посадочно-уплотнительных элементов, а выполнение покрытия на основе кобальта, содержащее Cr, W, Ni, Si, В, С, Со при следующем соотношении компонентов мас. %: Cr - 19, W - 15, Ni - 13, Si - 2,8, В - 3, С - 1,5, Со - остальное, обеспечивает защиту от коррозии и износа, значительно замедляет процесс разрушения на рабочих поверхностях шарового затвора и посадочно-уплотнительных элементах.The implementation of the coating in the form of a sprayed layer provides reliable adhesion to the base material of the ball valve and the landing-sealing elements, and the implementation of the coating based on cobalt containing Cr, W, Ni, Si, B, C, Co in the following ratio of components wt. %: Cr - 19, W - 15, Ni - 13, Si - 2.8, B - 3, C - 1.5, Co - the rest, provides protection against corrosion and wear, significantly slows down the fracture process on the working surfaces of the ball valve and landing-sealing elements.

Таким образом, заявляемая конструкция шарового крана за счет нанесения покрытия на основе кобальта на шаровой затвор и посадочно-уплотнительные элементы обеспечивает повышение эксплуатационной надежности шарового крана.Thus, the inventive design of the ball valve due to the coating on the basis of cobalt on the ball valve and seat-sealing elements provides increased operational reliability of the ball valve.

Claims

A ball valve comprising a housing with inlet and outlet channels and a ball valve with a through hole located therein, seating and sealing elements, a ball valve control rod, the ball valve having a coating of a certain thickness on the working surfaces, characterized in that it additionally has landing and sealing elements have a coating of a certain thickness on the working surfaces, while the coating of the ball valve and seat-sealing elements is made in the form of a sprayed layer based on cobalt, character which is characterized by the fact that it contains Cr, W, Ni, Si, B, C, Co in the following ratio of components wt. %:

Cr 19 W fifteen Ni 13 Si 2,8 AT 3 FROM 1,5 With rest