Приведем обзор некоторых материалов, использующихся в трубопроводной арматуре, в зависимости от ее назначения. Все материалы, используемые в шаровых кранах, делятся по своему назначению: для изготовления корпуса изделий, уплотнительные и прокладочные материалы. Распространенными корпусными материалами являются: сталь, чугун и легированная сталь, придающие изделиям прочность и стойкость к коррозии.
Чугун — это сплав железа с углеродом и другими примесями (Si, Mn, S, P), причем доля углерода в составе сплава составляет не менее 2,14 %. За счет высокого содержания углерода обеспечивается твердость материала, но также и относительная хрупкость. При ударе материал может расколоться, дать трещину, нежелательно допускать замерзание воды в полости крана. Чугун может быть белый, серый, ковкий и высокопрочный.
Наиболее хрупкими являются первые два типа материала, у последующих типов чугуна вязкость и прочность возрастает. Материал применяется в промышленности довольно часто, в основном, за счет невысокой стоимости, способности противостоять коррозии и хороших литейных свойств. Такой вид корпусного материала, как сталь, также является сплавом железа с углеродом, однако содержание углерода в ней не превышает 2,14 %.
Данный материал не такой хрупкий, как чугун, легко подвергается технической обработке, обладает прекрасными литейными свойствами. Стали подразделяются на конструкционные и инструментальные, углеродистые и легированные. Легированная сталь более прочная за счет легирующих элементов, увеличивается температурный диапазон применения и антикоррозийные свойства. Она подразделяется на низколегированную (до 2,5 % легирующих элементов), среднелегированную (2,5–10 %) и высоколегированную (10–50 %).
Легирование производится при помощи таких химических элементов, как хром, кобальт, марганец и прочие. Маркировка такого вида стали включает цифры и буквы (табл. 1), указывающие на состав сплава. Уплотнительные, прокладочные и герметизирующие материалы применяются в конструкции трубопроводной арматуры для предотвращения утечек рабочей среды в тех случаях, когда материал корпуса не в состоянии обеспечить необходимый уровень герметичности.
Уплотняют конструкцию крана с помощью металлических, неметаллических и комбинированных материалов: наплавок колец из бронзы, латуни, нержавеющей стали; паронита, графита, фторопласта, пластмассы и резины. Резина является довольно распространенным герметизирующим материалом. В ее состав входит каучук, натуральный или синтетический, а также следующие элементы: вулканизирующие вещества, противостарители, пластификаторы, наполнители, красители.
Резина отличается хорошей упругостью, стабильностью формы, аморфностью и высокой деформируемостью. Уплотнительные прокладки часто изготавливаются из материалов на основе графита: терморасширенного (ТРГ), силицированного, антифрикционного (АГ), графитопласта; целлюлозного картона (для трубопроводных систем низкого давления), паронита. Паронит — полимерный материал, в его состав входят асбест, каучук, вулканизирующие и минеральные вещества. Основными свойствами этого материала считаются стойкость, легкость обработки и пластичность.
Табл. 1. Маркировка стали
