Отливки и поковки деталей трубопроводной арматуры

Отливки деталей трубопроводной арматуры различного вида (корпус, крышки, стойки и др.) изготавливают из стали углеродистой конструкционной качественной марок: 15Л, 20Л, 25Л, 30Л, 35Л, 45Л (Л - литая сталь, двузначные цифры - среднее содержание углерода в сотых долях процента) (таблица Д.1), а также из легированной конструкционной стали (таблица Д.2).

Таблица Д. 1. Механические свойства отливок из углеродистой стали в термообработанном состоянии

Марка стали	Предел текучести σт, МПа, не менее	Временное сопротивление σв, МПа, не менее	Относительное удлинение δ, %, не менее	Относительное поперечное сужение ψ, %, не менее	Ударная вязкость KCU, дж/см2, не менее
15Л	200	400	24	35	50
20Л	220	420	22	35	50
25Л	240	450	19	30	40
ЗОЛ	260	480	17	30	35
35Л	280	500	15	25	35
45Л	320	550	12	20	30

Таблица Д. 2. Механические свойства отливок из легированной стали

Марка стали	Предел текучести σт, МПа	Временное сопротивление σв, МПа	Относительное удлинение δ,%	Относительное поперечное сужение ψ, %	Ударная вязкость KCU, дж/см2
20ХЛ	250	450	18	30	60
20ХМЛ	250	450	18	30	30
20Х5ТЛ	400	600	16	30	40
20Х5МЛ	400	600	16	30	40
08ГДНФЛ	350	450	18	30	50

В зависимости от качества стальные отливки подразделяют на три группы:

• I — отливки общего назначения, у которых контролируют химический состав материала, размеры и внешний вид; они предназначены для деталей, не несущих нагрузки; их размеры определяют по конструктивным или технологическим соображениям;
• II — отливки ответственного назначения, у которых контролируют те же показатели, что и у отливок группы I, и, кроме того, механические свойства стали (σ_в, σ_т и δ); они предназначены для деталей, работающих при статических нагрузках, рассчитываемых на прочность;
• III — отливки особо ответственные, предназначенные для деталей, работающих при циклических динамических и ударных нагрузках, рассчитываемых на прочность.

Кроме испытаний, обязательных для групп I и II, отливки группы III должны иметь гарантированную ударную вязкость.

Отливки, как правило, подвергают термической обработке, за исключением отливок группы I. Необходимые механические свойства отливки приобретают после окончательной термической обработки, состоящей из нормализации и отпуска или закалки и отпуска. Широкое применение имеют отливки из стали марки 25Л - II для ответственных деталей арматуры. В случаях необходимости гарантирования ударной вязкости применяют отливки из стали марки 25 Л - III.

Отливки из углеродистой стали группы I марок 15Л, 20Л, 25Л применяют при температуре от минус 15 до 400 °С и групп II и III марок 20Л, 25Л, 30Л, 35Л — от минус 40 до 450 °С и любых давлениях. При температуре от минус 50 до 450 °С используют отливки из легированной стали марок 20ХЛ; от минус 40 до 500 °С-20ХМЛ; от минус 40 до 550 °С-20Х5ТЛ и 20Х5МЛ; от минус 60 до 350 °С - 08ГДНФЛ и др.

Поковки деталей трубопроводной арматуры изготавливают из углеродистой, низколегированной и легированной сталей по пяти группам в зависимости от условий работы и предъявляемых требований (таблица Д.3).  Поставляют их диаметром (толщиной) до 800 мм, производят свободной ковкой или штамповкой.

Таблица Д.3. Группы стальных поковок в зависимости  от вида и объема испытаний

Группа поковок	Вид испытаний	Условия поставки партии поковок	Объем испытаний при сдаче поковок
I	Без испытания	Одной марки стали	- - - -
II	На твердость	То же, прошедших термическую обработку	Твердость у 5 % от партии, но не менее 5 поковок
III	То же	То же, прошедших термическую обработку по одному режиму	Твердость у 100 %
IV	На твердость, растяжение и ударную вязкость	Одной плавки стали, совместно прошедших термическую обработку	Предел текучести, относительное сужение у 2 поковок от партии (партия 100 поковок); ударная вязкость у 100%
V	То же	Индивидуально принимать каждую поковку	Предел текучести, относительное сужение и ударная вязкость у 100%

По механическим свойствам поковки после окончательной термической обработки подразделяют на категории прочности КП 18, КП 20, КП 22, КП 25, КП 28, КП 32, КП 35, КП 40, КП 45, КП 55, КП 60, КП 65, КП 70, КП 75, КП 80. Буквы КП означают: "категория прочности", двухзначные цифры — предел текучести (180, 200 и т. д. в МПа) (таблица Д.4).

Таблица Д. 4. Механические свойства поковок из углеродистых и легированных сталей диаметром (толщиной) до 300 мм

Категория прочности	Предел текучести σт, Мпа, не более	Временное сопротивление, σв МПа не более	Относительное улинение δ, %		Поперечное сужение, ψ%		Ударная вязкость KCU, Дж/см2		Твердость НВ (на поверхности поковки)
			в зависимости от диаметра (толщины) поковки сплошного сечения, мм
			до 100	100-300	до 100	100-300	до 100	100-300
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
КП 18	180	360	28	24	55	50	65	60	101-143
КП 20	200	400	26	23	55	50	60	55	111-156
КП 22	220	440	24	20	53	48	55	50	123-167
КП 25	250	480	22	19	48	42	50	40	143-179
КП 28	280	540	20	17	40	38	45	35	156-197
КП 32	320	580	17	14	38	35	40	35	167-207
КП 35	350	600	18	17	45	40	60	55	174-217
КП 40	400	630	17	15	45	40	60	55	187-229
КП 45	450	650	16	14	45	40	60	55	197-235
КП 50	500	670	16	13	45	40	60	55	212-248
КП 55	550	700	15	13	45	40	60	50	223-262
КП 60	600	750	14	13	45	40	60	50	235-277
КП 65	650	800	13	12	42	38	60	50	248-293
КП 70	700	850	13	12	42	38	60	50	262-311
КП 75	750	900	13	12	40	35	60	50	277-321
КП 80	800	950	12	11	40	35	60	50	293-331

Рекомендуемые для поковок по категориям прочности марки углеродистых и легированных сталей приведены в таблице Д. 5.

Таблица Д.5 Марка стали для поковок диаметром (толщиной) до 100 мм в зависимости от требуемой категории прочности

Категория прочности	Марка стали
1	2
КП 18	Ст3*; 15; 20*; 25*
КП 20	Ст3*; Ст3Гсп*; 15*; 20*; 25*; 15Х; 20Х*; 15ХМ*
КП 22	20*; 25*; 10Г2*; 20Х*; 15ХМ*; 12Х1МФ*
КП 25	20*; 30*; 35*; 20ГС*; 20Х*; Ст5*; 12ХМ*; 15ХМ*
КП 28	35*; 40*; 45*; 25ГС*; 50*
КП 32	35*; 45*; 50*; 40Х*; 45Х*; 15ХМ*; 50Г2*; 35ХМ*
КП 35	40; 45; 15Х; 40Х*; 50Г2*; 45Х*; 50Х*; 15ХМ*; 35 ХМ*; 38ХГН*
КП 40	45; 30Х; 40Х; 50Г2*; 15ХМ; 30ХМА; 40ХН; 30ХГС; 34ХН1М*
КП 45	40Х; 35ХМ; 40ХН; 38ХГН; 25Х1МФ*; 34ХН1М; 30ХМА; 15ХМ
КП 50	55; 55Х; 35Х; 40Х; 45Х; 15ХМ; 35ХМ; 30ХГСА; 30ХМА; 38ХМ; 38ХГН; 40ХН;
КП 55	40ХН; 38ХС; 40ХФА; 38ХГН; 34ХН1М; 25Х1МФ; 30ХГСА
КП 60	45Х; 35ХС; 38ХГ; 35ХГСА; 36ХМ; 40ХН; 45ХН; 38ХГН; 20ХНЗА; 25X1МФ; 30ХГСА
КП 65	45Х; 50Х; 45ХН; 30ХГСА; 35ХГСА; 34ХН1М
КП 70	30ХГТ; 30ХГСА; 20ХНЗА; 30Х1М1Ф1ТР; 25Х2МФ*; 34ХН1М; 34ХНЗМ*
КП 75	34ХН1М; 34ХНЗМ*; 40ХН2МА; 40Х2Н2МА; 38Х2Н2МА
КП 80	18Х2Н4НА; 34ХНЗМА; 38Х2Н2МА; 38ХНЗМФА*; 40ХН2МА
Примечание — Все поковки проходят закалку и отпуск. * Поковки проходят нормализацию