3) Запорные устройства фонтанных арматур. Конструкция и технические параметры прямоточных задвижек серии змс. Неисправности в процессе работы.

Ответ:

Запорное устройтсво служит для закрытия скважины для разобщения с выкидной линией.

Задвижки – запорные устройства, в которых перекрытие потока жидкости осущ-ся поступательным перемещением затвора в направлении перпендикулярном направлению потока

Особенность прямоточной задвижки заключается в том, что жидкость поступает через задвижку, не изменяя своего направления и не создавая завихрений внутри задвижки, уменьшает износ затвора.

Неисправности: износ пов-ти клина, износ уплотнительных колец, шпилек, сальников, резьб

Прямоточная задвижка

Прямоточная задвижка (рис. 4.10) в закрытом и открытом состоянии (в последнем состоянии отверстие устанавливается по оси канала корпуса) имеет уплотняющие поверхности закрытыми. Две половинки плашки 10 разжимаются пружинами и прижимаются к корпусу. Канал не изменяет своего диаметра. Задвижка заполнена густым маслом, а полости 7 - смазкой, которая поступает к местам уплотнения плашек под давлением среды, передаваемым через поршни 6.

Рис. 4.10. Прямоточная задвижка: 1 — маховик; 2 — корпус подшипника; 3 — крышка задвижки; 4 — шпиндель; 5 — прокладка; 6 — поршень; 7 — шейка корпуса; 8 — гайка плашек; 9 — втулка; 10 — плашка; 11 - корпус

Прямоточные задвижки типа ЗMC1 с принудительной подачей смазки с ручным управлением с условным проходом 65, 80, 100 и 150 мм, рассчитанные на давление 21 и 35 МПа, состоят из корпуса, седла входного, шпинделя, маховика, гайки ходовой, крышки подшипников, гайки нажимной, кольца нажимного, манжет, крышки, пружин тарельчатых, клапана нагнетательного, седла выходного, шибера. Герметичность затвора обеспечивается созданием необходимого удельного давления на уплотняющих поверхностях шибера и седел. Предварительное удельное давление создается тарельчатыми пружинами.

В настоящее время вместо задвижек ЗМС1 (см. рис. 4.12, а) выпускаются модернизированные задвижки типа ЗМ и ЗМС.

4) Поверхностное упрочнение деталей термической обработкой. Параметры упрочнённой поверхности.

Ответ:

Термическая (тепловая) обработка металлов и сплавов — это технологический процесс, связанный с нагревом и охлаждением, вызывающий изменение структуры сплава и, как следствие этого, изменение его свойств.

При нагреве стали выше критической точки (727^оС) перлит переходит в аустенит. В каждом зерне перлита образуется несколько зерен аустенита. Следовательно, при переходе через точку Ас₁ происходит измельчение зерна стали.

В процессе охлаждения, когда аустенит переходит в перлит, размеры зерна не изменяются. Какими были зерна аустенита, такими будут и зерна перлита. Зерно стали, полученное в результате той или иной обработки, называется действительным. Все свойства стали зависят только от размеров действительного зерна.

Стали с мелкозернистой структурой имеют более высокую динамическую и усталостную прочность, низкий порог хладноломкости. Укрупнение зерна в результате высокотемпературного нагрева (перегрев стали) в 2 — 3 раза снижает ударную вязкость и предел выносливости, повышает порог хладноломкости.

В большинстве случаев решающая роль в получении заданной структуры и свойств стали принадлежит охлаждению. Переохлаждение аустенита до температуры 700 — 550^оС приводит к образованию эвтектоидной смеси феррита и цементита различной дисперсности. При малой степени переохлаждения (700 — 650^оС) образуется перлит с твердостью 180 — 250 НВ. С увеличением скорости охлаждения и степени переохлаждения количество ферритоцементитных пластинок увеличивается, а их размеры и расстояния между ними уменьшаются. При переохлаждении до 650 — 600^оС образуется дисперсная структура — сорбит (твердость 250 — 350 НВ), а до 600 — 550^оС — мелкодисперсная структура — троостит (350 — 450 НВ).

Если нагретую до аустенитного состояния сталь переохладить до 250 — 150^оС (в каком-либо охладителе), то произойдет перестройка решетки гамма-железа в альфа-железо. Решетка альфа-железа будет искажена углеродом и станет тетрагональной. Такой пересыщенный твердый раствор углерода в альфа-железе называется мартенсит — основная структура закаленной стали. Его твердость — 62 — 64 HRC (600 — 660 НВ).

Термическую обработку разделяют на предварительную и окончательную. Предварительной обработке — отжигу или нормализации — подвергают в основном заготовки (поковки, отливки) для улучшения их обрабатываемости, снижения твердости, исправления структуры и т. д. Окончательной обработке — закалке с отпуском — подвергают готовые детали для получения свойств, необходимых в эксплуатации.

Отжигом называется операция термической обработки, связанная с нагревом стали, выдержкой и медленным охлаждением (с печью).

Отжиг — операция предварительная или промежуточная. Основное назначение — снятие внутренних напряжений и улучшение или исправление структуры металла (измельчение зерна, устранение ликвации, снижение твердости, повышение пластичности, улучшение обрабатываемости).

Нормализацией называется операция термической обработки, при которой сталь нагревают до аустенитного состояния, выдерживают и охлаждают на воздухе. По сравнению с отжигом она более производительна и экономична.

Нормализация связана с полной перекристаллизацией и у горячекатаной стали измельчает структуру, повышает циклическую прочность, понижает порог хладноломкости.

Нормализация как промежуточная обработка аналогична отжигу. Ее часто используют для общего измельчения структуры перед закалкой.

Исправить структуру заэвтектоидной стали можно только нормализацией. Она измельчает зерно, и при ускоренном охлаждении на воздухе цементит вторичный не успевает образовать грубую сетку по границам зерен. Иногда нормализацию используют как окончательную обработку для получения структуры сорбита

Закалкой называется термическая операция, связанная с нагревом стали выше температуры фазовых превращений, с выдержкой и последующим быстрым охлаждением (в каком-либо охладителе). Цель закалки — придание стали высокой твердости и прочности путем образования неравновесной структуры: мартенсита или бейнита (игольчатого троостита).

Отпуск — операция термической обработки, связанная с нагревом закаленной стали ниже температуры фазовых превращений, выдержкой и охлаждением.

Цель отпуска — снятие или снижение внутренних напряжений, возникших при закалке, и получение структуры с заданными свойствами (прочностью, твердостью, пластичностью и вязкостью).

Отпуск необходимо проводить непосредственно после закалки, так как закалочные напряжения через некоторое время могут вызвать появление трещин. Низкая пластичность и значительные внутренние напряжения при закалке стали на мартенсит не позволяют использовать ее без проведения отпуска. При нагреве вследствие диффузионных процессов в структуре закаленной стали происходят фазовые превращения, которые зависят от температуры отпуска и определяют его назначение.

Параметры: прочность, втердость, износостойкость

Цементация - процесс химико-термической обработки, заключающийся в диффузионном насыщении поверхностного слоя углеродом при нагреве в соответствующей среде. Цементация придает поверхностному слою высокую твердость и износостойкость, повышает предел выносливости при изгибе и кручении. Цементируют детали, работающие в условиях трения, при больших давлениях и циклических нагрузках шестерни, поршневые пальцы, распределительные валы и др.

Азотирование - процесс химико-термической обработки, заключающийся в насыщении поверхностного слоя азотом для придания этому слою высокой твердости, износостойкости или устойчивости против коррозии. Твердость азотированного слоя выше, чем цементованного, и сохраняется до высоких температур 400-600°С, тогда как твердость цементованного слоя с мартенситной структурой сохраняется лишь до 200-250°С. Азотированию подвергают легированные стали, содержащие алюминий, хром, титан, например 35ХМЮА, 40Х, 18ХГТ, 40ХНМА и др.

Нитроцементация - процесс химико-термической обработки, заключающийся в насыщении поверхностного слоя одновременно азотом и углеродом в газовой среде. Основой газовой среды служит эндотермический газ (эндогаз), состоящий из азота (40%), водорода (40%) и окиси углерода (20%). При нитроцементации детали нагревают до 850-870ºС в среде эндогаза с добавлением природного газа (5-15%) и аммиака (5%) и выдерживают в течение 4-10 ч. Глубина нитроцементованного слоя 0,2-0,8 мм. Она зависит от температуры процесса и времени выдержки. С повышением температуры содержание азота в слое уменьшается, а углерода - до определенной .температуры возрастает, а затем несколько уменьшается.

Цианирование - процесс химико-термической обработки, заключающийся в насыщении поверхностного слоя одновременно азотом и углеродом в расплавленных солях, содержащих цианистый натрий NaCN.

Борирование - процесс химико-термической обработки, заключающийся в насыщении поверхностного слоя бором при нагревании в борсодержащей среде (бура, треххлористый бор и др.).

Поверхностное упрочнение стали. Для повышения твердости поверхностных слоев, предела выносливости и сопротивляемости истиранию многие детали машин подвергают поверхностному упрочнению. Существует три основных метода поверхностного упрочнения: поверхностная закалка, упрочнение пластическим деформированием и рассмотренная выше химико-термическая обработка. Основное назначение поверхностной закалки - повышение твердости, износостойкости и предела выносливости разнообразных деталей (зубьев шестерен, шеек валов (рис. 46), направляющих станин металлорежущих станков и др.). Сердцевина детали после поверхностной закалки остается вязкой и хорошо воспринимает ударные и другие нагрузки. В промышленности применяют следующие способы поверхностной закалки: газопламенную закалку; закалку с индукционным нагревом токами высокой частоты (ТВЧ); закалку в электролите. Общим для всех способов поверхностной закалки является нагрев поверхностное) слоя детали до температуры выше критической точки Ас₃ с последующим быстрым охлаждением для получения мартенсита.