Коротко
Клапан и седло — не две детали, а одна пара. Герметичность создаётся не размерами по чертежу, а совместной притиркой конкретного клапана к конкретному седлу. Поэтому их делают, притирают, метят и ставят только комплектом.
- Клапаны и сёдла Ø10–300 мм по чертежу и по образцу, включая изношенный.
- Буровые и поршневые насосы, компрессоры, обратные и запорные клапаны, гидравлика.
- Стали 20Х13, 40Х13, 95Х18, 30ХГСА, цементуемые, наплавка твёрдым сплавом по фаске.
- Совместная притирка и проверка керосином, воздухом под водой, опрессовкой.
- Ремонт разбитого гнезда в корпусе: расточка под ремонтный размер или переходная втулка.
Клапан и седло работают только парой
Уплотнение в клапанном узле — это контакт двух конических поверхностей. Плотность даёт не точность каждой детали по отдельности, а их совместная приработка: после притирки на фасках образуется узкий матовый поясок, по которому они и держат давление.
Отсюда три правила, которые нарушают чаще всего:
- Не ставить новый клапан на старое седло. Выработанное седло имеет ступеньку и увод конуса. Новый клапан садится на неё узким пояском, давление на контакт вырастает в разы, и седло продавливается за недели.
- Не разукомплектовывать притёртую пару. Клапан от одной пары на седло от другой — течь с первой минуты. Пары метим.
- Не ремонтировать «на глаз». Притёртая поверхность выглядит матовой полосой, и её ширину контролируют, а не оценивают взглядом.
Что делаем
| Позиция | Где стоит | Размеры |
|---|---|---|
| Клапан тарельчатый | Поршневые и плунжерные насосы, компрессоры | Ø20–200 |
| Седло клапана | В корпус насоса, гидрокоробку, клапанную коробку | Ø20–250 |
| Клапан бурового насоса | Буровые и грязевые насосы | по образцу |
| Обратный клапан | Трубопроводы, гидравлика, насосные станции | Ø10–200 |
| Шариковый клапан и седло под шар | Плунжерные и дозирующие насосы | Ø6–80 |
| Запорный клапан, золотник | Арматура, гидрораспределители | по чертежу |
| Клапанная коробка, крышка | Насосы высокого давления | по чертежу |
| Пружина клапана | Комплектом с парой | по образцу |
| Направляющая клапана | Штока клапана в корпусе | Ø8–60 |
Корпусные детали под эти узлы — клапанные коробки, крышки, гидрокоробки — делаем там же, см. изготовление корпусов и крышек.
Клапаны буровых и поршневых насосов
Самая тяжёлая эксплуатация: давление в сотни бар, абразивная среда, тысячи срабатываний в час. Здесь конструкция строится не на «вечном» уплотнении, а на сменном.
- Тарелка на конусном седле с посадкой конуса в гнездо корпуса, обычно 1:8 или 1:12 — самозаклинивающаяся, держится без крепежа.
- Сменный уплотнитель — полиуретановое кольцо или манжета в канавке тарелки. Изнашивается он, а не металл: это дешёвая расходка.
- Металлическая фаска — резервный контур уплотнения и упор, обычно 45°.
- Направляющие рёбра или крестовина на клапане — не дают ему перекашиваться при посадке.
- Твёрдость тарелки и седла 50–58 HRC: пульпа шлифует мягкий металл на глазах.
Гидрокоробки, штоки и плунжеры этих же насосов — изготовление и ремонт штоков и поршней. Резьбы бурового сортамента — переводники буровые.
Обратные и запорные клапаны
- Обратные подпружиненные — тарелка с пружиной, открывается потоком, закрывается пружиной и обратным давлением.
- Шариковые — шар из ШХ15 или нержавейки на конусном седле. Седло делаем с фаской и притираем по конкретному шару.
- Поворотные (захлопки) — диск на оси, уплотнение по кольцу или металл по металлу.
- Золотники и распределители — прецизионные пары со шлифовкой и притиркой по зазору.
- Дроссели и регулирующие — с профилированной иглой, где расход зависит от формы конуса.
i
Для шарикового клапана седло притирают тем самым шаром, который будет работать, а не образцовым. После притирки шар маркируют и не меняют местами с другими.
Сёдла и посадка в корпус
| Способ посадки | Посадка | Особенности |
|---|---|---|
| Конусная 1:8, 1:12 | по конусу | Самозаклинивание, съём выпрессовкой, буровые насосы |
| Прессовая цилиндрическая | H7/r6, H7/s6 | Монтаж с нагревом корпуса или охлаждением седла |
| Резьбовая | по резьбе + уплотнение | Разборная, для арматуры и гидравлики |
| С уплотнительным кольцом | H8/f8 + O-ring | Съёмное седло, простой сервис |
| Переходная втулка | по ремонтному размеру | Ремонт разбитого гнезда без замены корпуса |
Гнездо в корпусе растачиваем и при необходимости восстанавливаем гильзованием — те же приёмы, что для посадочных отверстий, см. изготовление и ремонт втулок.
Уплотнение и наплавка фаски
- Металл по металлу — фаска 45°, реже 30°. Разность углов клапана и седла 0,5–1° даёт узкую линию контакта: пара притирается быстрее и лучше держит при перекосе.
- Эластомерное уплотнение — кольцо или манжета из полиуретана, NBR, витона в канавке тарелки. Обязательно для абразива.
- Наплавка твёрдым сплавом по уплотнительной фаске — когда нужен ресурс в агрессивной или горячей среде, где эластомер не живёт.
- Ширина уплотнительного пояска — 1,5–4 мм в зависимости от диаметра: узкий поясок лучше держит, но быстрее продавливается на мягком материале.
- Шероховатость фаски перед притиркой Ra 0,4–0,8, после притирки — матовая равномерная полоса без рисок поперёк.
Материалы и термообработка
| Материал | Обработка | Твёрдость | Среда |
|---|---|---|---|
| 20Х13 | Закалка + отпуск | до 45 HRC | Вода, пар, слабая коррозия |
| 40Х13 | Закалка + отпуск | 48–52 HRC | Основной вариант для клапанных пар |
| 95Х18 | Закалка + отпуск | 55–58 HRC | Абразив, высокое давление |
| 30ХГСА, 40Х | Закалка или цементация | 45–58 HRC | Неагрессивные среды, масло |
| 12Х18Н10Т | — | — | Пищевое, химия; фаску наплавляем |
| ШХ15 (шары) | Закалка | 60–64 HRC | Шариковые клапаны |
| Латунь, бронза | — | — | Малые давления, немагнитность |
| 65Г, 60С2А, 51ХФА | Закалка + отпуск | — | Пружины клапанов |
Термообработка на собственном участке с контролем твёрдости: термообработка металла.
Притирка и проверка плотности
1
Шлифовка фасок
Конус в размер, Ra 0,4–0,8, контроль угла
2
Грубая притирка
Паста крупной зернистости, вывод пояска
3
Доводка
Мелкая паста, затем чистое масло до матовой полосы
4
Контроль
Керосин, воздух под водой, опрессовка, маркировка пары
- Керосиновая проба — керосин со стороны рабочего давления, выдержка; протечка по стыку видна сразу.
- Продувка воздухом под водой — быстро показывает точечные негерметичности.
- Опрессовка на рабочее давление — для ответственных пар, по требованию с протоколом.
- Маркировка — клапан и седло получают общий номер и уезжают в комплекте.
!
После притирки пара тщательно отмывается от абразивной пасты. Остатки пасты в канавках и на штоке продолжат работать уже в насосе и сотрут то, что только что притёрли.
Пружины клапанов
Делаем комплектом с парой, по образцу или по расчёту усилия. Стали 65Г, 60С2А, 51ХФА с закалкой и отпуском. Важный момент: усилие подбирается под конкретную геометрию клапана. Слишком слабая пружина даёт запаздывание закрытия и удар тарелки о седло, слишком жёсткая — потерю производительности и износ фаски.
Ремонт клапанной пары и гнезда
- Перепритирка — если износ в пределах фаски и ступенька небольшая.
- Проточка фаски и притирка — снятие ступеньки на седле с восстановлением угла, затем совместная притирка с клапаном.
- Наплавка фаски и последующая обработка — когда снимать металл уже некуда.
- Новая пара по образцу — самый частый вариант для насосов, где деталей давно нет в продаже.
- Расточка гнезда под седло ремонтного размера — при разбитом посадочном в корпусе.
- Переходная втулка в корпус — восстановление номинала гнезда без замены корпуса.
Что нужно для заказа
- Чертёж или образец — подходит и изношенная пара, размеры восстановим.
- Корпус или размеры гнезда — чтобы седло встало по посадке.
- Среда, давление, температура — от них зависят материал и тип уплотнения.
- Марка насоса или агрегата, если известна.
- Количество — от 1 пары, на насосы обычно комплектом.
Сроки и стоимость
| Позиция | Цена от | Срок |
|---|---|---|
| Седло Ø до 100 | 3 000 ₽ | 2–3 дня |
| Клапан тарельчатый Ø до 100 | 3 500 ₽ | 2–3 дня |
| Пара клапан + седло с совместной притиркой | 8 000 ₽ | 3–5 дней |
| Пара Ø100–200 | 14 000 ₽ | 4–6 дней |
| Клапан бурового насоса по образцу | по расчёту | после замеров |
| Седло под шар с притиркой | 2 500 ₽ | 2–3 дня |
| Наплавка уплотнительной фаски | 4 500 ₽ | +2–3 дня |
| Перепритирка существующей пары | 2 000 ₽ | 1 день |
| Проточка фаски седла + притирка | 3 000 ₽ | 1–2 дня |
| Расточка гнезда под ремонтный размер | 2 500 ₽ | 1–2 дня |
| Переходная втулка в корпус | 3 500 ₽ | 2–3 дня |
| Пружина клапана | 1 500 ₽ | 2–3 дня |
| Исполнение из 95Х18 или нержавейки | +50% | +1–2 дня |
Цены ориентировочные, окончательные — по чертежу или образцу. Отвечаем в течение двух часов. Производство — Москва, Казань, Набережные Челны, отправка по России.
Вопросы и ответы
Можно ли заказать только клапан, а седло оставить старое?
+
Можно, но почти всегда это ошибка. Клапан и седло изнашиваются вместе и притираются друг к другу. Новый клапан на выработанное седло садится узким пояском и продавливает его за короткое время. Правильно — менять пару и притирать её совместно.
Какой угол уплотнительной фаски делать?
+
Чаще всего 45°, для лёгких сред встречается 30°. Приём, который даёт плотность быстрее: углы клапана и седла разводят на 0,5–1°, чтобы контакт шёл по узкой линии, а не по всей ширине фаски. Такая пара притирается за минуты и лучше держит при перекосе.
Из чего делать клапан для абразивной среды?
+
Для бурового раствора и пульпы — 40Х13 или 95Х18 с закалкой до 50–58 HRC, а уплотнение сменное полиуретановое. Металл по металлу в абразиве живёт мало: смысл конструкции в том, чтобы изнашивался дешёвый сменный элемент, а не тарелка и седло.
Гнездо под седло в корпусе разбито. Корпус под замену?
+
Обычно нет. Растачиваем гнездо под седло ремонтного размера или ставим переходную втулку и делаем седло под неё. Корпус сохраняется, пара возвращается к номинальным зазорам.
Как проверяете герметичность пары?
+
Керосиновой пробой на выдержку и продувкой воздухом под слоем воды, для ответственных пар — опрессовкой на рабочее давление, по требованию с протоколом. Пару метим и отдаём в комплекте: разукомплектовывать притёртые клапан и седло нельзя.
Делаете пружины к клапанам?
+
Да, по образцу или по расчёту усилия: стали 65Г, 60С2А, 51ХФА с закалкой и отпуском. Обычно делаем комплектом с парой, чтобы усилие прижатия соответствовало новой геометрии клапана.
Клапанная пара, которой нет в продаже?
Привезите изношенный комплект или корпус — снимем размеры, подберём материал под вашу среду и давление, притрём пару и проверим на плотность. Цена и срок за два часа.
