Технический комитет по
стандартизации Закрытое акционерное общество «Научно-производственная
фирма
СТАНДАРТ ЦКБА СТ ЦКБА 037-2006 Арматура трубопроводная УЗЛЫ САЛЬНИКОВЫЕ Конструкция, основные размеры и технические требования НПФ «ЦКБА» 2006 Предисловие 1 РАЗРАБОТАН Закрытым акционерным обществом «Научно-производственная фирма «Центральное конструкторское бюро арматуростроения» (ЗАО «НПФ «ЦКБА»). 2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом от ___ ________ 2006 г. № ___ 3 СОГЛАСОВАН: Техническим комитетом по стандартизации «Трубопроводная арматура и сильфоны» (ТК259); 4 ВЗАМЕН РД 302-07-22-93 «Узлы сальниковые. Конструкция и основные размеры. Технические требования» СОДЕРЖАНИЕ
СТ ЦКБА 037-2006 СТАНДАРТ ЦКБА Арматура трубопроводная УЗЛЫ САЛЬНИКОВЫЕ КОНСТРУКЦИЯ, ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ. Технические требования Дата введения - 1.07.2007 1 Область примененияНастоящий стандарт распространяется на сальниковые узлы трубопроводной арматуры, работающей при давлении до 40 МПа и температуре от минус 80 до плюс 565 °С, и устанавливает конструкцию, основные размеры и технические требования. Стандарт не распространяется на самоуплотняющиеся сальники, сальники с принудительной смазкой и сальники регулирующей арматуры, управляемой механизмами исполнительными пневматическими мембранно-пружинными по ГОСТ 13373-67. Конструкция и размеры сальниковых узлов на основе терморасширенного графита - по СТ ЦКБА-СОЮЗ-СИЛУР-019-2012. Конструкция и размеры жидкометаллических уплотнений штоков задвижек для паровых и водяных сред - по РД РТМ 26-07-252-82. Рекомендации по применению жидкометаллических замораживающих уплотнений - по РД РТМ 26-07-234. (Измененная редакция. Изм. № 1) 2. Нормативные ссылкиВ настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты и технические условия: ГОСТ 380-2005 Сталь углеродистая обыкновенного качества. Марки ГОСТ 977-88 Отливки стальные. Общие технические условия ГОСТ 1050-88 Прокат сортовой калиброванный, со специальной отделкой поверхности из углеродистой качественной конструкционной стали. Общие технические условия ГОСТ 1215-79 Отливки из ковкого чугуна. Общие технические условия ГОСТ 1412-85 Чугун с пластинчатым графитом для отливок. Марки ГОСТ 1414-75 Прокат из конструкционной стали высокой обрабатываемости резанием. Технические условия ГОСТ 1759.0-87 Болты, винты, шпильки и гайки. Технические условия ГОСТ 3033-79 Болты откидные. Конструкция и размеры ГОСТ Р ИСО 4759-1-2009 Изделия крепёжные. Допуски. Часть 1. Болты, винты, шпильки и гайки. Классы точности Л, В и С ГОСТ 5152-84 Набивки сальниковые. Технические условия ГОСТ 5632-72 Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки ГОСТ 5915-70 Гайки шестигранные класса точности В. Конструкция и размеры ГОСТ Р ИСО 6157-1-2009 Изделия крепёжные. Дефекты поверхности. Часть 1. Болты, винты и шпильки общего назначения ГОСТ 7802-81 Болты с увеличенной полукруглой головкой и квадратным подголовком класса точности С. Конструкция и размеры ГОСТ 10549-80 Выход резьбы. Сбеги, недорезы, проточки и фаски ГОСТ 11371-78 Шайбы. Технические условия ГОСТ 13373-67 Механизмы исполнительные пневматические мембранно-пружинные ГСП. Основные параметры и размеры ГОСТ 15527-2004 Сплавы медно-цинковые (латуни), обрабатываемые давлением. Марки ГОСТ 16093-2004 Основные формы взаимозаменяемости. Резьба метрическая. Допуски. Посадки с зазором ГОСТ 18175-78 Бронзы безоловянные, обрабатываемые давлением. Марки ГОСТ 22032-76 Шпильки с ввинчиваемым концом длиной 1d. Класс точности В. Конструкция и размеры ГОСТ 24643-81 Основные нормы взаимозаменяемости. Допуски формы и расположения поверхностей. Числовые значения ГОСТ Р 52627-2006 Болты, винты и шпильки. Механические свойства и методы испытаний ОСТ В 6-05-5022-81 Детали и заготовки пластмассовые специальные. Технические требования СТ ЦКБА-СОЮЗ-СИЛУР-019-2006 Арматура трубопроводная. Уплотнения на основе терморасширенного графита. Общие технические требования. СТ ЦКБА 050-2008 Арматура трубопроводная. Отливки из чугуна. Технические требования СТ ЦКБА 064-2008 Арматура трубопроводная. Прокладки уплотнительные из фторопласта-4 и композиционных материалов на его основе. Размеры и технические требования РД РТМ 26-07-234-89 Арматура трубопроводная. Жидкометаллические замораживаемые уплотнения. Рекомендации по применению РД РТМ 26-07-252-82 Жидкометаллические уплотнения штоков задвижек для паровых и водяных сред ТУ 6-05-810-88 Заготовки из фторопласта-4 общего назначения ТУ 6-05-1413-76 Заготовки из композиции Ф-4К20, Ф-4С15, Ф-4К15М5. Технические условия. ТУ 6-05-1570-86 Материал фторопластовый уплотнительный. Технические условия ТУ 6-13-05015236-10-92 Набивки сальниковые ПФС ТУ 38-514372-90 Набивка сальниковая безасбестовая марки ТИИР 635.0622Л6 (Измененная редакция. Изм. № 1) 3 Типы и параметры3.1 Настоящий стандарт устанавливает четыре типа сальниковых узлов: - тип I - с накидной гайкой на давление до 40 МПа (400 кгс/см2) для шпинделя диаметром до 28 мм; - тип II - с нажимным фланцем и шпильками на давление до 40 МПа (400 кгс/см2) или откидными болтами на давление до 6,3 МПа (63 кгс/см2) для шпинделя диаметром от 8 до 120 мм; - тип III - с нажимным фланцем и анкерными болтами на давление до 1,6 МПа (16 кгс/см2) для шпинделя диаметром от 8 до 120 мм; - тип IV - с прокладками из фторопласта на давление до 1,6 МПа (16 кгс/см2) для шпинделя диаметром от 10 до 100 мм; - исполнение 1 (для типов I, II, III) - с поднабивочным кольцом; - исполнение 2 (для типов I, II, III) - с поднабивочной втулкой для дополнительного направления штока; - исполнение 3 (для типов II, III) - с поднабивочным кольцом и промежуточной втулкой для отбора протечки; - исполнение 4 (для типов II, III) - с поднабивочной втулкой для дополнительного направления штока и промежуточной втулкой для отбора протечки. 3.2 Сальниковые узлы типов I, II, III предназначены для трубопроводной арматуры, работающей при температуре: - от минус 80 °С до 200 °С с набивкой из фторопласта-4, фторопластового уплотнительного материала ФУМ-0; - от минус 80 °С до 260 °С с набивкой из фторопласта Ф4-К20 и набивки ПФС; - от минус 80 °С до 565 °С с набивкой АГИ. 3.3 Сальниковые узлы типа IV предназначены для шаровых кранов, работающих при температуре от минус 60 °С до 200 °С, с прокладками из фторопласта и композиционных материалов на его основе. 4 Конструкция и основные размеры4.1 Конструкции сальниковых узлов типов I, II, III, IV должны соответствовать рисунку 1 и таблицам 1 и 2. 1 - камера сальниковая, 2 - кольцо сальниковое, 3 - втулка сальниковая, 4 - гайка накидная, 5 - втулка, 6 - крепеж (шпилька по ГОСТ 22032, болт откидной по ГОСТ 3033), 7 - болт анкерный по ГОСТ 7802, 8 - фланец нажимной, 9 - шайба по ГОСТ 11371, 10 - гайка по ГОСТ 5915, 11 - прокладка, 12 - корпус, 13 - кольцо поднабивочное, 14 - втулка поднабивочная, 15 - втулка промежуточная. Примечание - Допускается применение круглых гаек (поз. 4) с отверстиями под вороток Рисунок 1 Таблица 1 Размеры в миллиметрах
Таблица 2 Размеры в миллиметрах
4.2 Размеры сальниковой камеры типов I, II и III должны соответствовать рисунку 2 и таблице 3. Рисунок 2 Таблица 3 Размеры в миллиметрах
4.3 Конструкция и размеры накидных гаек для сальниковых узлов типа I должны соответствовать рисунку 3 и таблице 4. Примечания 1 Допускается изготовление гаек без проточки. 2 Допуск перпендикулярности поверхности А относительно оси диаметра резьбы - по 10 степени точности ГОСТ 24643. Рисунок 3 Таблица 4 Размеры в миллиметрах
4.4. Конструкция и размеры сальниковых втулок для сальниковых узлов типа I должны соответствовать рисунку 4 и таблице 5. Примечание - Допуск перпендикулярности поверхности А относительно оси отверстия - по 10 степени точности ГОСТ 24643. Рисунок 4 Таблица 5 Размеры в миллиметрах
4.5 Фланцы нажимные должны изготавливаться трёх типов: - типы I и II - фланцы для откидных болтов и шпилек; - тип III - фланцы для анкерных болтов и шпилек. 4.6 Конструкция и размеры фланцев типов I, II и III должны соответствовать рисунку 5 и таблице 6. Примечания 1 Допускается выполнение прямоугольных пазов для типов I и II. 2 Допускается изготовление фланцев без скосов из листового и полосового проката по чертежам, утвержденным в установленном порядке, для типа I. 3 Допускается сверление отверстий под шпильки (для штампованных фланцев) в типах I и II. Рисунок 5 Таблица 6 Размеры в миллиметрах
4.6 Конструкция и размеры втулок для сальниковых узлов типа II должны соответствовать рисунку 6 и таблице 7. Рисунок 6 Таблица 7 Размеры в миллиметрах
4.8 Конструкция и размеры поднабивочных колец должны соответствовать рисунку 7 и таблице 8. Рисунок 7 Таблица 8 Размеры в миллиметрах
4.9 Конструкция и размеры поднабивочных втулок должны соответствовать рисунку 8 и таблице 9. Рисунок 8 Таблица 9 Размеры в миллиметрах
4.10 Конструкция и размеры промежуточных втулок должны соответствовать рисунку 9 и таблице 10. Примечание - Количество отверстий Ø 5 и их расположение выбирается конструктивно. Рисунок 9 Таблица 10 Размеры в миллиметрах
4.11 Конструкция и размеры сальниковых колец из фторопласта должны соответствовать рисунку 10 и таблице 11. Рисунок 10 Таблица 11 Размеры в миллиметрах
4.12 Конструкция и размеры сальниковых колец из материалов на основе асбеста, ФУМ, и ПФС должны соответствовать рисунку 11 и таблице 12. Рисунок 11 Таблица 12 Размеры в миллиметрах
5 Технические требования5.1 Сальниковые узлы должны изготавливаться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по чертежам, утвержденным в установленном порядке. 5.2 Материалы набивок сальниковых узлов указаны в таблице приложения А. 5.3 Материалы деталей сальниковых узлов должны соответствовать таблице 13. Таблица 13
(Измененная редакция. Изм. № 1) 5.4 Механические свойства и марки материалов откидных и анкерных болтов должны соответствовать классу прочности не ниже 4.6, группам 21, 22 по ГОСТ 1759.0, ГОСТ Р ИСО 4759-1, ГОСТ Р ИСО 6157-1; ГОСТ Р ИСО 52627. (Измененная редакция. Изм. № 1) 5.5 Материал промежуточных втулок должен соответствовать указаниям конструкторской документации. 5.6 Фаски, сбеги, проточки и недорезы - по ГОСТ 10549. 5.7 Неуказанные на чертежах допуски формы и расположения поверхностей должны соответствовать ГОСТ 24643, при этом: - допуски соосности и симметричности - по 10 степени точности; - допуски цилиндричности шпинделя - по 6 степени точности; - если положение поверхностей, их осей и плоскостей симметрии задано размерами, то отклонения расположения этих элементов ограничиваются полями допусков на размеры. 5.8 Резьба метрическая с полем допуска 8g - по ГОСТ 16093. 5.9 Шероховатость цилиндрической поверхности сальниковой камеры - не выше 6,30 мкм. 5.10 Шероховатость цилиндрической поверхности шпинделя, соприкасающейся с сальниковыми набивками, изготовленными на основе асбеста - не выше 0,80 мкм; с набивками, изготовленными из фторопласта, ФУМ, ПФС и набивкой марки АГИ - не выше 0,20 мкм. 5.11 Поле допуска диаметра шпинделя - d11. 5.12 Неуказанные в таблицах настоящего стандарта предельные отклонения размеров обработанных поверхностей должны соответствовать: отверстий - по H14, валов - по h14, остальных - 5.13 Антикоррозионные покрытия должны выполняться в соответствии с указаниями конструкторской документации. 5.14 Допускается в технически обоснованных случаях по согласованию с базовой организацией по стандартизации применение других марок материалов, конструкций и размеров сальниковых узлов по конструкторской документации, утвержденной в установленном порядке. 6 Требования к монтажу и обслуживанию сальниковых уплотнений6.1 Для обеспечения равномерных распределений осевых и боковых давлений по высоте сальника и для предотвращения интенсивного механического износа в зоне наибольших боковых давлений в сальниковую камеру следует устанавливать предварительно опрессованные кольца набивки. 6.2 Допускается опрессовка колец непосредственно в сальниковой камере. В этом случае устанавливать и обжимать набивку следует за несколько этапов. На каждом этапе необходимо производить обжатие одного-двух колец при помощи специальной втулки, выполненной цельной или из двух половин. Рекомендуемое удельное давление прессования набивок из материала АГИ - не менее 40 МПа (400 кгс/см2), марок АФ-1, АФТ, Фторопласта-4, Ф-4К20 и ПФС - не менее 25 МПа (250 кгс/см2). 6.3 Число колец следует рассчитывать, исходя из глубины сальниковой камеры (указанной в таблице 3 настоящего стандарта) с учетом промежуточной втулки, поднабивочного кольца, и высоты бурта поднабивочной втулки. Число колец между втулкой промежуточной и втулкой сальниковой следует принимать от двух до трёх в целях наиболее рационального размещения отверстия диаметром 5 мм (рисунок 1). 6.4 Высота сальниковой набивки после окончательной затяжки сальника должна быть такой, чтобы нажимная втулка входила в сальниковую камеру не более, чем на 0,3 от своей высоты, но не менее 2 мм. 6.5 При укладке кольца набивки располагают таким образом, чтобы срезы отдельных колец были смещены друг относительно друга на 90°. 6.6 Под набивку из ФУМ и сверху набивки укладывается поднабивочное кольцо из фторопласта. Допускается применение поднабивочных колец из материалов марок АФ-1 и АФТ по ГОСТ 5152. 6.7 Шпильки и болты сальника следует затягивать равномерно. 6.8 С целью уменьшения неравномерности распределения напряжения по высоте набивки, затяжку сальника следует производить с периодическим перемещением подвижной уплотняемой детали. Для этого после обычной затяжки сальника расчетным осевым давлением Рос необходимо произвести два-три цикла срабатывания шпинделя и дополнительно подтянуть сальник до первоначальной величины усилия на рукоятке ключа. Снова переместить уплотняемую деталь наработкой двух-трех циклов и произвести окончательную подтяжку сальника. 6.9 При сборке сальникового узла с набивками АГИ, АФ, АФТ рекомендуется обжать установленную в камере сальниковую набивку усилием, превышающим расчетное на (20 ÷ 25) %, выдержать её под нагрузкой 5 - 10 мин, затем снять нагрузку и затянуть сальник расчетным усилием. 6.10 Через 6 часов после сборки производится подтяжка сальникового узла с набивками из фторопласта, ФУМ и ПФС первоначальным осевым усилием. 6.11 Осевое давление Рос, МПа, необходимое для затяжки сальника с набивками из различных материалов (кроме фторопласта и ПФС) следует рассчитывать по формулам: - для газообразных сред
- для жидких сред
где Р0 - коэффициент, учитывающий физико-механические свойства уплотнительных материалов, МПа; V - заданный пропуск среды, мм3/мин; Н - высота набивки, мм; η - коэффициент динамической вязкости рабочей среды, Па·с; Dcp - средний диаметр кольца набивки, мм; S0 - коэффициент, мм3/(МПа2·мин) - для газа мм3/(МПа×мин) - для жидкости; Рр - рабочее давление, МПа.
где Dшп - диаметр шпинделя, мм; Dk - диаметр камеры сальника, мм; Значения коэффициентов S0, P0 следует выбирать из таблицы 14. Таблица 14
Осевое давление Рос (МПа), необходимое для затяжки сальника с набивками из фторопласта и ПФС, следует рассчитывать по формуле: Рос = 1,1Pp + 10,0 (Измененная редакция. Изм. № 1) 6.12 Силу трения Т(н) следует определять по формуле: Т = π·Dшп·H·Poc·Kб.д·μ, где Kб.д - коэффициент бокового давления; μ - коэффициент трения. Значения коэффициента бокового давления Kб.д следует выбирать из таблицы 15. Таблица 15
Значения коэффициента трения m следует выбирать из таблицы 16. Таблица 16
7 Требования к надежности7.1 Надежность (долговечность, безотказность и сохраняемость) сальникового узла должна обеспечивать выполнение соответствующих требований к надежности арматуры, указанных в ТУ на арматуру, в которой устанавливается сальниковый узел. 7.2 Количественные значения показателей долговечности, сохраняемости и безотказности сальниковых узлов приведены в приложении А. 7.3 Показатели надежности сальникового узла должны дополнительно указываться в ТУ и эксплуатационной документации на арматуру (паспорте и руководстве по эксплуатации), если они менее показателей надежности, установленных для арматуры в целом. 7.4 К возможным отказам сальниковых узлов относятся: - устранимая и неустранимая подтяжкой гаек потеря герметичности сальника; - увеличение трения в сальнике приводящее к невыполнению арматурой функции «открытие - закрытие». 7.5 К критериями предельных состояний сальниковых узлов относятся: - деформация свыше 30 % от исходной величины сальникового пакета при подтяжке; - увеличение трения в сальнике приводящее к необходимости увеличения крутящего момента (Мкр) в приводе более, чем на 50 % от исходной величины; - достижение среднего срока службы (ресурса) до замены или полного назначенного срока службы (ресурса). 7.6 Показатели надежности (долговечности, безотказности и сохраняемости) сальниковых узлов на этапе проектирования обеспечиваются: - выбором типа сальникового узла и применяемых для него материалов, отвечающих условиям эксплуатации (давление, температура, вид рабочей среды) и установленному сроку службы и ресурсу; - выполнением соответствующих прочностных расчетов сальникового узла и расчетов осевых усилий для затяжки сальника; - проведением в необходимом объеме испытаний опытных образцов сальникового узла с целью подтверждения правильности принятых конструктивных решений, обеспечивающих его надежность. 7.7 Показатели безотказности обеспечиваются на этапе изготовления, применением соответствующего технологического процесса изготовления сальникового узла и системы контроля, исключающих возможность возникновения дефектов, которые могут привести к отказу сальникового узла. Возможность обеспечения требуемой безотказности применяемыми технологическим процессом и системой контроля должна подтверждаться их оценкой (экспертизой), проводимой в соответствии с нормативными документами, утвержденными в установленном порядке. ПРИЛОЖЕНИЕ А(обязательное) Показатели надежности
(Измененная редакция. Изм. № 1)
|