1 Состояние вопроса исследования и актуальность работы
|
|
|
Рисунок 1 – Криогенный затвор |
Работоспособность и эксплуатационные характеристики, а именно, герметичность и ресурс работы пары седло-клапан криогенных затворов (рис. 1) в значительной мере определяются состоянием поверхности и качеством поверхностного слоя (шероховатостью, микротвердостью, остаточными напряжениями, поглощенной энергией), формируемого как при изготовлении, так и в процессе эксплуатации при температурах от плюс 50 до –253 0С.
Конструктивные элементы поясков седел криогенной арматуры приведены на рисунке 2. С целью достижения наилучших характеристик качества – шероховатости поверхности, геометрической формы и перпендикулярности рабочего торца уплотняющего элемента к оси направляющего цилиндра, почти все типы седел, эксплуатирующихся в широком диапазоне плюсовых и минусовых температур и воздействия агрессивных сред, подвергаются обработке шлифованием с последующей, малопроизводительной притиркой.
Условия эксплуатации при криогенной темпера-
а б
а – пара с фасонным уплотнительным элементом; б – пара с плоским уплотнительным элементом
Рисунок 2 – Конструктивные схемы пар седло-клапан криогенных затворов
туре ограничивают и делают непригодными использование высокопрочных материалов и покрытий для изготовления седел. Как правило, для этого в основном используют нержавеющие и коррозионностойкие стали. Прогрессивным методом, позволяющим повысить эффективность обработки поверхностей деталей, является метод ударной обработки [1-14]. Однако данный метод применительно к парам седло-клапан, работающим в условиях низких температур, не исследован [1, 2].
2 Материалы и методы
В данной работе предлагается технологический метод формирования профиля седла и его одновременного упрочнения многократными ударами. Метод реализуется с помощью ударной установки и инструментов с плоским и фасонным рабочим профилем. На модельных образцах и натурных седлах с помощью устройств и приборов проводились измерения: времени удара и температуры; шероховатости и микротвердости; фаз микроструктуры и геометрических отклонений.
В результате экспериментальных исследований, проведенных на модельных образцах и натурных деталях (Ду20), изготовленных из стали 12Х18Н10Т, установлено, что радиус пояска уплотнительного элемента формируется полностью после третьего удара бойком, изготовленным из стали ШХ-15 и копирующим профиль седла. При этом повышение его качества (шероховатость и микротвердость) обеспечивается только после многократных ударов.
