какая смазка применяется для уплотнительных поверхностей чугунных и стальных задвижек
Смазка для штоков задвижки.
Запорные задвижки активно устанавливаются в трубопроводные системы различного типа и назначения. Главная цель их применения – возможность временного перекрытия и открытия движения потока в соответствии с техническими требованиями и производственными потребностями. Изделия отличает широкий диапазон рабочих диаметров прохода, который может составлять до 2-3 м. Они выдерживают высокий уровень давления (до 25 МПа) и могут работать в температурном диапазоне вещества выше 500◦ С.
Применение качественных надежных смазочных материалов помогает оптимизировать и повышать эффективность работы трубопроводной арматуры, а также предотвращает проблемы, риск появления которых возникает в ходе эксплуатации запорной арматуры (задвижек).
Смазка помогает:
Рис. 1 Устройство
Устройство запорных задвижек
Арматура запорного применения разнообразна модификациями и типами. Принцип устройства изделия можно рассмотреть на примере клиновой задвижки. Узловые элементу устройства располагаются в рабочей полости, образованной корпусом и крышкой изделия. Внутри нее происходит перемещение затворного механизма. Расположение уплотнительных поверхностей зависит от типа затвора, поэтому их смыкание может происходить параллельно друг другу или же под углом. Перемещение затвора выполняется перпендикулярно оси движения вещества в трубопроводе. Происходит это за счет вращения штока и резьбовой пары, которую составляют шпиндель и ходовая гайка. В качестве привода используется маховик (ручной способ управления) или электродвигатель (автоматическое управление). С противоположных сторон корпуса имеются два ходовых ответвления – соединительные узлы для фиксации на трубопроводе (с помощью фланцев, муфты или сварки).
Смазка для узловых механизмов и соединений
Исправная работа узловых элементов устройства становится возможной только при эксплуатации запорной арматуры в соответствии с требованиями руководящих документов. Использование смазки в паре шпиндель-ходовая гайка является необходимым условием, позволяющим существенно сократить износ.
Прежде, чем смазывать шток задвижки, важно учитывать:
Материал для смазки должен эффективно распределяться на поверхности деталей, сохранять должную физическую стойкость, не провоцировать нежелательных химических реакций с прокладками и металлическими элементами.
Критерии выбора
Среди значимых свойств, смазки для трубопроводной арматуры, следует выделять:
В зависимости от цели применения можно выделить смазки:
По уровню температуроустойчивости выделяются:
Практика использования смазочных материалов
В узлах трения, штока и резьбовой пары шпиндель-ходовая гайка, применяются смазки различного типа и состава.
ЦИАТИМ-201
Рис. 2 Смазка ЦИАТИМ 201
Смазочный материал выпускается в соответствии с требованиями ГОСТ 6267-74.
Физико-химические свойства изделия характеризует таблица 1
Внешний вид продукта
Однородная кремообразная субстанция с характерным желтоватым или коричневатым оттенком
Вязкость (t +50C), Па·с
Предел прочности (t +50C), Па
Процент выделения масла (стабильность)
Коррозийное воздействие на металлы
Стабильность против окисления, мг на 1 г смазки
Основа средства – минеральное масло с добавлением литиевого масла в качестве загустителя. Смазка отличается химической стабильностью, предотвращает окислительные реакции на воздухе. Но при этом ее не рекомендуется использовать при высоких эксплуатационных нагрузках, а также нежелательным является контакт изделия со сплавами, содержащими цветные металлы.
ЦИАТИМ-221
Рис. 3 Смазка ЦИАТИМ 221
Смазка ЦИАТИМ-221 изготавливается по стандартам ГОСТ 9433-60
Внешний вид продукта
Однородная кремообразная субстанция с характерным желтоватым или коричневатым оттенком
Смазки для трубопроводной арматуры
С использованием смазки трубопроводная арматура выдерживает несколько тысяч ходов (не менее, чем указано в техпаспорте) и не имеет заметных следов износа. Без смазочного материала детали быстро подвергаются коррозии, механическому и химическому воздействию, поэтому регулярная обработка трубопроводной арматуры смазкой — обязательная процедура, позволяющая повысить срок службы оборудования, предотвратить поломки и снизить простои производства.
Разновидности
Выбор смазочного материала зависит от назначения арматуры и внешних условий работы. На производстве используется 2 вида арматуры:
Трубопроводная арматура включает ряд узлов: вращающиеся краны, вентили и клапаны, дисковые затворы, задвижки, неподвижные фланцевые и резьбовые соединения. Например, при эксплуатации энергосистем наиболее часто используется запорно-регулирующая арматура, работающая в условиях повышенных температур, подверженная высоким механическим нагрузкам, перепадам давления. В таком случае смазка должна обеспечивать легкость взаимного перемещения деталей механизма, герметичность, защиту от коррозии и воздействия перепадов температуры. Для этих целей используются 2 вида смазок:
Пластичные приставляют собой загущенное масло минерального, синтетического, животного происхождения. Чаще основой становится минеральное масло, загущенное простыми или комплексными мыльными загустителями, органическими веществами немыльной природы, неорганическими загустителями. Добавки усиливают положительные свойства масел.
Наряду с пластичными, используются и твердые смазки. Они образуют на поверхности деталей прочную пленку и значительно снижают степень износа.
Согласно одной из классификаций, смазки делятся на:
Последняя группа объединяет разного рода пасты, необходимые для предотвращения утечек транспортируемого сырья.
Применение
Трубопроводная арматура подвержена нескольким видам изношенности:
Смазочные материалы желательно наносить на узлы трубопроводной арматуры еще до момента начала ее эксплуатации. Основные обрабатываемые детали — резьбовые и фланцевые соединения, соприкасающиеся элементы задвижек и вентилей.
В ходе плановых ремонтов металлические поверхности проверяются на наличие признаков износа, и при обнаружении деформаций глубиной 0,1-0,5 мм применяют уплотнительные пасты.
Состав
Для профилактики и устранения неполадок на трубопроводную арматуру наносятся смазки в виде спрея, пасты или вязкого материала. При выборе необходимо изучить их состав.
Смазка с кальциевым загустителем имеет хорошую влагостойкость. Кальциевый комплекс в составе повышает температуру каплепадения, стабильность при воздействии высокого давления. Смазка с литиевым мылом отлично препятствует воздействию влаги и имеет высокие показатели термостойкости, механического сопротивления. Сульфонат кальция — загуститель, с которым продукт становится устойчив к температурам, высокому давлению, воздействию воды и химически активных веществ. Часто в виде добавки применяется бетонит — компонент, делающий смазку влагостойкой, термостойкой, не окисляющейся при внешнем воздействии.
Свойства защитных эмульсий и паст зависят и от вида базового масла. Более термостойкими по сравнению с минеральными являются синтетические масла на перфторпропиленовой основе. Они защищают трубопроводную арматуру, работающую в условиях высокого давления и низких скоростей при температуре от 280°С.
В составе уплотнительных паст содержатся наполнители: слюда, тальк, дисульфид молибдена, окиси металлов. Они повышают термостойкость, улучшают герметизирующие свойства и стойкость к истиранию.
Высокой степенью эффективности и практичностью отличаются смазки, изготовленные путем смешивания компонентов твердых смазок, масел и связующего коллоидного вещества. Повысить антифрикционные свойства позволяет добавление в состав смол.
Характеристики
Для обеспечения надежной работы трубопроводной арматуры смазка должна обладать свойствами:
Топ-5 смазок
Смазки для трубопроводной арматуры выпускаются импортными и отечественными производителями. Некоторые из них наиболее востребованы на рынке промышленных смазочных материалов благодаря высокой износостойкости, универсальности и соответствию заявленным характеристикам.
MODENGY 1014
Антифрикционная твердая смазка используется для обработки деталей химических насосов и трубопроводной арматуры. Ее основа — политетрафторэтилен (ПТФЭ) и дисульфида молибдена. MODENGY 1014 защищает узлы трения и скольжения от перегревов, влаги, пыли, веществ с повышенной химической активностью. Эффективность использования MODENGY 1014 повышается при одновременном использовании с очистителем, которым обрабатывается поверхность деталей для снятия поврежденного слоя, обезжиривания и активации, а также со спец растворителем. Задача последнего — мягко устранить неотвердевший слой смазки.
Molykote 1102
Смазка относится к консистентным (пластичным), изготовлена на основе минерального масла. В составе содержатся неорганические загустители, твердые смазочные материалы. Согласно классификации NLGI, смазка относится к 3 классу консистенции. Благодаря густоте, она не стекает и не меняет свойств при температуре 0…+160°С, не имеет температуры каплеобразования.
Molykote 1102 стойка к воздействию воды, а при температуре жидкости до 90°С не смывается в течение 3 ч. Моликот используется в трубопроводной арматуре, предназначенной для транспортировки природного газа. Одна из особенностей состава — отличная сочетаемость с различными пластмассами, резиной.
EFELE SG-393
WEICON W44t
Loctite 8008
Практика показывает: использование твердых, пластичных смазок до начала эксплуатации трубопроводной арматуры, а также при проведении плановых работ по техобслуживанию, позволит продлить срок службы узлов, снизить издержки на капремонты, стоимость которых составляет 70% от общей стоимости оборудования.
15. Смазки
Смазывающие материалы должны подбираться таким образом, чтобы они в рассматриваемых условиях работы обеспечивали сохранение жидкой прослойки, не выдавливались, были бы физически и химически стабильными.
Смазки подразделяются на следующие группы:
а) по основному назначению: антифрикционные, защитные и уплотняющие;
б) по основным свойствам: низко-, средне-, тугоплавкие (с температурой каплепадения соответственно до 65, 100 и свыше 100° С); водостойкие (не растворяющиеся в воде); морозостойкие (сохраняющие работоспособность при температуре ниже —30° С); активированные (для особо высоких нагрузок); защитные от коррозии, не растворяющие резину и кислотоупорные.
Для различных деталей арматуры используются следующие смазочные материалы.
1. Для редукторов приводов (подшипники, зубчатые и червячные передачи и др.) применяются индустриальные масла, широко используемые в машиностроении, или автол 6.
2. Для резьбовых пар шпиндель — ходовая гайка смазка должна удовлетворять следующим требованиям: не стекать после нанесения на резьбу, выдерживать большие контактные давления, по возможности не растворяться в атмосферных осадках, быть стойкой при заданной температуре. При нормальной температуре для этой цели подходит также солидол, состоящий в основном из вязкого минерального масла, загущенного кальциевым мылом жирных кислот. Он предназначен для работы при больших нагрузках, небольших скоростях скольжения и температуре до 55° С. При повышенных температурах следует применять более тугоплавкие смазки.
При высоких температурах в состав смазки обычно вводится в качестве компонента чешуйчатый или коллоидный графит, оказывающий хорошее смазывающее действие в трущихся парах, однако в присутствии кислорода и воды графит работает как абразив. Кроме того, на аустенитных сталях и стали 3X13, где много хрома, графит при высокой температуре образует карбиды хрома и создает точечную (язвенную) коррозию. Карандашный мелкозернистый графит с малой зольностью для смазок лучше чешуйчатого, и наилучшим является дисперсный графит, оба они не дают язвенной коррозии.
3. Для узлов трения без воды при температуре до 115° С широко применяется универсальная тугоплавкая смазка УТ-1 по ГОСТ 1957—73 (консталин жировой), а при температуре до 135° С — смазка УТ-2.
4. Для ушютнительных поверхностей чугунных газовых кранов используется специальная кальциевая смазка на касторовом масле, применимая при температуре от —30 до +60° С. Уплотнительные поверхности кранов из цветных сплавов (бронзы и латуни) смазываются смазко» «Карбюр», пригодной для температур от —30 до +50° С.
5. Для уплотнительных поверхностей чугунных и стальных задвижек применяется синтетическая смазка типа 1-13С. Смазка пригодна для температур от —30 до +100° С.
6. При консервации деталей арматуры на время складского хранения наилучшую защиту обеспечивает пушечная смазка УНЗ по ГОСТ 3005—51, она, как правило, используется лишь для ответственных объектов.
Широкое применение имеют антифрикционные смазки ЦИАТИМ-201 и ЦИАТИМ-221. Смазка ЦИАТИМ-201 по ГОСТ 6267—59 представляет собой минеральное масло, загущенное литиевым мылом. Она может быть использована при температуре от —60 до +120° С. Смазка химически стабильна, но не рекомендуется для работы в контакте с цветными сплавами. Смазка ЦИАТИМ-221 по ГОСТ 9433—60 используется в широком диапазоне температур (от —60 до + 150° С) и представляет собой кремнийорганическую жидкость, загущенную литиевым мылом. Смазка не действует на резину, поэтому она может быть использована также для смазки резиновых манжет. Смазка ЦИАТИМ-221 стойка в парах кислот.
Большие перспективы для использования в арматуростроении имеет смазка, представляющая собой кремнийорганическую жидкость с дисульфидом молибдена — двусернистым молибденом 
. Дисульфид молибдена стоек в атмосфере азота, водорода, в серной, фосфорной и уксусной кислотах при температуре от —200 до +450° С, в окисляющих средах не стоек, так как окисляется содержащаяся в нем сера. Такая смазка может значительно улучшить работу кранов и резьбовых соединений шпиндель—ходовая гайка, уменьшить силы трения и износ деталей при температуре до +250° С, а для стали Х18Н10Т — до +350° С. Она может также улучшить условия работы уплотняющих поверхностей арматуры.
Некоторые смазочные материалы и область их применения приведены в табл. 1.44.
Исследования смазочных материалов последних лет выявили положительную роль некоторых вводимых в смазку металлических порошков, которые, осаждаясь на поверхностях трения, предохраняют их от износа и задирания и снижают силу трения в паре. Такие смазки получили название плакирующие. Так, присутствие свинца, олова и серебра в смазке снижает силу трения. Введение порошков меди и цинка увеличивает силу трения. Однако в обоих случаях задиры не появляются вплоть до контактных давлений, при которых происходит пластическая деформация стали, и температур, при которых начинает плавиться плакирующий металл. Применение таких смазок открывает широкие перспективы повышения допускаемых контактных давлений в парах шпиндель—ходовая гайка, зазор в которых, однако, не должен быть меньше 100 мкм (наибольший размер гранул порошка). Порошки вводятся в количестве 10% от веса смазки (10% порошка, 90% смазки) и перемешиваются механически.
1.44. Некоторые смазочные материалы и область их применения
Предельная температура, °С
Масло индустриальное; автол б
Консталин жировой УТ-1 и УТ-2
Консталин синтетический УТс-1 и УТс-2
Солидол жировой УС-1; УС-2; УС-3 и его заменитель — солидол синтетический УСс-1, УСс-2, УСс-3
ВНИИ НП-223; ВНИИ НП-228
Фторированная смазка 5-ОКФ; 10-ОКФ
Подшипники, механические передачи и др.
Узлы трения без контакта с водой
Заменитель жирового консталина
Узлы трения при контакте с водой
Узлы трения, работающие при повышенной влажности (смазка химически стабильна)
Узлы трения, работающие в контакте с агрессивными средами (смазка химически стабильна, водоупорна, не разрушает резину)
Узлы трения, работающие при повышенной температуре
Узлы трения, работающие в контакте с агрессивными средами
Герметизация арматуры на магистральных газопроводах
Чем смазать шток задвижки? Эксплуатация и ремонт.
Смазка штока и других элементов задвижек – обязательная процедура для поддержания запорной арматуры в работоспособном состоянии, согласно сроку и количеству рабочих циклов, указанных в паспортной документации. Важную роль играет периодичность обслуживания и использование смазочного материала.а
Общее устройство задвижек
Подбор смазочных материалов определяет принадлежность задвижек, внешних условий и состава рабочей среды. В производственной сфере предусмотрено применение следующих разновидностей коммутирующих устройств на трубопроводах:
Конструктивно запорная арматура состоит из таких элементов:
Кроме ручного, также применяют механизированный привод (электрифицированный, гидравлический или пневматический). Зазоры на штоке герметизируют сальниковым уплотнением, между крышкой и на соединительных фланцах – прокладками из паронита или технического картона.
Задвижки применяют на магистралях:
Смазку подбирают, исходя из интенсивности эксплуатации, рабочих характеристик, влияния рабочей среды.
Виды смазок
Смазочные материалы, образуя пленку на поверхности взаимодействующих элементов, снижают трение, уменьшая износ, тепловой нагрев, предотвращают коррозионные процессы и воздействие колебаний температуры.
Применяют такие виды указанных составов:
Из пластичных средств чаще используют минеральные масла, с загустителями мыльного или немыльного характера органического или синтетического происхождения. Свойства смазочных составов изменяют внесением добавок.
С учетом назначения смазки могут быть:
Назначение смазочного материала определяет химический состав и заданные свойства.
Назначение
При работе трубопроводной арматуры, наиболее нагруженные детали подвержены следующим видам износа:
химическому – в связи с реакцией материала с рабочей или окружающей средой; защищают нанесением твердых, пластичных покрытий, нейтральных в химическом отношении. 
Рис. 2. Последствия воздействия внешних факторов на задвижку
Детали задвижек смазывают до начала ввода в эксплуатацию, нанося консервационные составы. При пуске в работу, применяют смазочные средства, исходя из предполагаемых условий.
Характеристики смазок
Заданные функции достигаются такими свойствами смазочных материалов:
Чем смазать шток задвижки?
Для смазки узла взаимодействия штока с ходовой гайкой используют различные смазочные материалы по составу, заданным свойствам, с учетом условий эксплуатации. Представлены средства российского и зарубежного производства, с разной ценой и характеристиками.
ЦИАТИМ-201
Минеральная смазка с литиевым загустителем. Химически стабильна. Снижает окисляющее действие воздуха окружающей среды на материал арматуры. Не подходит для использования при высокой эксплуатационной нагрузке или деталей из цветных сплавов.
Рис. 3. Смазка ЦИАТИМ-201
Характеристики приведены в таблице:
Как выглядит продукт
В виде однородной кремовой субстанции характерного желтоватого или коричневатого оттенка
Показатель вязкости при температуре +50 градусов
Величина предела прочности при +50 градусах
Температурный диапазон использования
Выделение масла (стабильность)
Способность вызывать коррозию металла
Показатель стабильности окисления
ЦИАТИМ-221
Смазочное средство из кремнийорганической жидкости, загущенной литиевым маслом. Выдерживает контакт с кислотами, не разрушает резиновые элементы. Применяют при эксплуатации в агрессивной среде.
Рис. 4. Смазка ЦИАТИМ-221
Внешним видом сходно с предыдущей смазкой, при таких физико-химических свойствах:
Величина вязкости при нагреве до +50 градусов
Значение предела прочности при аналогичной температуре
Температурный показатель применения
Температурное значение каплепадения
Выделение масла (стабильность)
Вызывает ли коррозию металла
Показатель стабильности при окислении
Солидол
Одна из наиболее популярных пластичных смазок. Характеризуется такими свойствами:
Графитовые смазки
Применяют в условиях высокой температуры эксплуатации, с исключением воздействия воды и кислорода, вызывающего абразивность материала.
Рис. 6. Графитовая смазка
Плохо сочетаемы с металлом при хромированном покрытии, вступая в химическую реакцию. Это приводит к выделению карбида, с интенсивным точечным коррозионным износом.
Консталин
Используют при температуре от +120 до +150 градусов. Хорошо выдерживает тепловой нагрев. Минус – растворим в воде.
Рис. 7. Смазка консталин
Пушечная смазка УЗН
Уменьшает трение сопрягаемых элементов, предотвращая нагрев и механический износ. Выполнена на основе двусернистого молибдена с формулой МоS2, при температуре применения от +250 до +350 градусов.
Рис. 8. Пушечная смазка
Средство с водостойкими свойствами, устойчиво при контактах с уксусной и серной кислотами, газовых сред. По большей части применяют в качестве консервационных составов.
Смазка для различных моделей задвижек
Далее приведен краткий обзор смазочных материалов, применяемых для разных моделей запорной арматуры, согласно условиям изготовителей, изложенных в руководствах по эксплуатации.
30с41нж
Не предполагает регулирующую функцию.
Шпиндель смазывают составом ЦИАТИМ-221. Для консервации используют средством НГ-203.
30ч6бр
Запорная арматура аналогичной конструкции и назначения, с чугунным корпусом. Для смазки резьбовой части шпинделя также применяют ЦИАТИМ-221.
30с941нж
Для смазки также применяют ЦИАТИМ-221.
Ремонт и техническое обслуживание
Запорную арматуру в процессе эксплуатации подвергают техническому обслуживанию с периодичностью, установленной графиком, разработанным на предприятии. Уход за задвижками включает:
При выявлении неисправностей, препятствующих эксплуатации устройства (потере герметичности, заеданиях и других дефектах) выполняют ревизию, с полной разборкой и сборкой узла.
Работы выполняет аттестованный персонал, прошедший инструктаж мер безопасности, знакомый с устройством элементов. Задвижку разбирают в таком порядке:
1) перекрывают поступление рабочей среды на ремонтируемый участок;
2) сбрасывают давление, открывая соответствующие сбросные вентили;
3) очищают устройство от наружных загрязнений;
4) демонтируют маховик, выкрутив ходовую гайку;
5) вывинчивают стопорные болты сальниковой крышки; если неисправность в узле уплотнения, дальнейший демонтаж не нужен – удаляют старый сальник, устанавливают новый;
6) после того, как сальник демонтирован, разбирают фланец стыка корпуса с крышкой, рассоединяя болтовые соединения;
7) снимают крышку со шпинделем и запорным элементом.
Рис. 12. Внешний вид корпуса разобранной задвижки
В разобранном состоянии проводят ревизию зеркал, удаляют посторонние частицы из сопрягаемых узлов, очищают поверхности седел, смазывают сопрягаемые. Заменяют изношенные детали. Сборку выполняют в обратной последовательности.
Работы соблюдают, выполняя нормы безопасности, условия, установленные заводом-изготовителем, с должным инструментом и приспособлениями. Ключи применяют, подходящие по размерам крепежных элементов. Перед запуском в работу, вновь установленную или подвергнутую ремонту задвижку подвергают опрессовке под давлением не менее 1,1 номинального.
При дефектах и повреждениях корпуса, задвижку полностью меняют, с установкой запорного элемента с аналогичными характеристиками и установочными размерами.
Запорная арматура прослужит срок, предусмотренный изготовителем, при соблюдении надлежащих условий эксплуатации, своевременной смазке и техническом обслуживании, с правильным применением смазочных материалов.
В разобранном состоянии проводят ревизию зеркал, удаляют посторонние частицы из сопрягаемых узлов, очищают поверхности седел, смазывают сопрягаемые. Заменяют изношенные детали. Сборку выполняют в обратной последовательности.
Работы соблюдают, выполняя нормы безопасности, условия, установленные заводом-изготовителем, с должным инструментом и приспособлениями. Ключи применяют, подходящие по размерам крепежных элементов. Перед запуском в работу, вновь установленную или подвергнутую ремонту задвижку подвергают опрессовке под давлением не менее 1,1 номинального.
При дефектах и повреждениях корпуса, задвижку полностью меняют, с установкой запорного элемента с аналогичными характеристиками и установочными размерами.
Запорная арматура прослужит срок, предусмотренный изготовителем, при соблюдении надлежащих условий эксплуатации, своевременной смазке и техническом обслуживании, с правильным применением смазочных материалов.