08Х18Н10 / AISI 304 — универсальная аустенитная нержавеющая сталь
Сталь 08Х18Н10 (зарубежный аналог AISI 304) относится к аустенитным нержавеющим сталям и является одной из наиболее распространённых марок для запорной арматуры общего назначения. Содержание около 18 % хрома и 8–10 % никеля обеспечивает устойчивую пассивную плёнку и достаточную коррозионную стойкость в водных, паровых и слабоагрессивных средах. Из этой стали изготавливают корпуса шаровых кранов, задвижек, вентилей, обратных клапанов, фильтров для воды, воздуха, слабых растворов кислот и щёлочей.
10Х17Н13М2Т / AISI 316 — материал для хлоридных и слабоагрессивных сред
Нержавеющая сталь 10Х17Н13М2Т (аналог AISI 316) применяется там, где стандартной коррозионной стойкости AISI 304 уже недостаточно. Повышенное содержание хрома и никеля, а также легирование молибденом и титаном увеличивают сопротивление точечной и щелевой коррозии в хлоридсодержащих средах. Запорная арматура из AISI 316 используется в установках подготовки морской воды, на линиях перекачки рассолов, в пищевой, фармацевтической и косметической промышленности.
12Х18Н10Т / AISI 321 — нержавеющая сталь для повышенных температур
Сталь 12Х18Н10Т (аналог AISI 321) разработана специально для эксплуатации при повышенных температурах, где обычная 08Х18Н10 может терять устойчивость к межкристаллитной коррозии. Добавление титана связывает углерод в устойчивые карбиды и препятствует образованию карбидов хрома по границам зёрен, что особенно важно при длительной работе в интервале 450–850 °C. Запорная арматура из 12Х18Н10Т применяется на паровых и газовых линиях, в котельных установках, теплоэнергетике.
Углеродистая сталь типа 20 — базовый материал для общепромышленной арматуры
Углеродистая сталь типа 20 остаётся одним из наиболее востребованных материалов для запорной арматуры, предназначенной для воды, пара и неагрессивных газов при умеренных температурах. Её химический состав относительно прост, но обеспечивает приемлемое сочетание прочности, пластичности и ударной вязкости, что позволяет использовать сталь в корпусных деталях фланцевых задвижек, шаровых кранов, вентилей и фильтров.
09Г2С — низколегированная сталь для низких температур и высоких нагрузок
Сталь 09Г2С относится к низколегированным конструкционным сталям и широко применяется в корпусах запорной арматуры для магистральных трубопроводов, работающих при пониженных температурах. Легирование марганцем и кремнием обеспечивает повышенную прочность и устойчивость к хрупкому разрушению, а также высокую ударную вязкость при отрицательных температурах до –40 °C и ниже.
12Х13 / AISI 410 — износостойкая сталь для рабочих органов арматуры
Сталь 12Х13 (зарубежный аналог AISI 410) относится к мартенситным коррозионностойким сталям и применяется преимущественно для изготовления рабочих органов запорной арматуры, где требуется повышенная твёрдость и износостойкость. После термической обработки материал приобретает высокие значения предела прочности и поверхностной твёрдости, что позволяет значительно увеличить ресурс затворов, седел, шпинделей и других деталей.
20Х13 / AISI 420 — материал для узлов с повышенной твёрдостью
Сталь 20Х13 (аналог AISI 420) представляет собой развитие марки 12Х13 с повышенным содержанием углерода, что даёт возможность получить ещё более высокую твёрдость после закалки и отпуска. Это делает материал востребованным в конструкциях ножевых задвижек, отсечных устройств и регулирующей арматуры, где режущие и уплотняющие кромки должны долгие годы сохранять геометрию при контакте с абразивными средами.
Дуплексная сталь 2205 и аналогичные сплавы для сложных коррозионных условий
Дуплексные нержавеющие стали, например сплав 2205, отличаются двухфазной структурой, сочетающей аустенитную и ферритную составляющие. Такое строение позволяет достигать высокой прочности при хорошей пластичности и одновременно повышенной устойчивости к хлоридной коррозии и стресс-коррозионному растрескиванию. Запорная арматура из дуплексных сталей применяется в системах морской воды, линиях закачки и транспортировки агрессивных растворов в нефтегазовой отрасли.
Жаропрочные хромомолибденовые стали для энергетической арматуры
Жаропрочные хромомолибденовые стали (например, 13CrMo4-5 и отечественные аналоги) применяются в запорной и регулирующей арматуре, работающей на перегретом паре и горячих газах в энергетике. Легирование хромом и молибденом обеспечивает устойчивость к ползучести, сохранение прочности и сопротивление окислению при температурах 540–600 °C и выше.
Специальные коррозионностойкие сплавы (Hastelloy, Monel и др.) для особо агрессивных сред
Когда ни стандартные нержавеющие стали, ни дуплексные сплавы не обеспечивают требуемую коррозионную стойкость, используется запорная арматура из никелевых сплавов, таких как Hastelloy, Monel и их аналоги. Эти материалы сохраняют устойчивость в концентрированных кислотах, щёлочах, сильных окислителях и других средах, где происходит быстрое разрушение даже AISI 316.
На что смотреть при выборе стали для запорной арматуры
Подбор марки стали для задвижек, шаровых кранов и вентилей имеет смысл рассматривать как последовательность взаимосвязанных шагов. Сначала уточняют рабочую среду: вода, насыщенный или перегретый пар, природный газ, нефть, агрессивные химические растворы и т. д., одновременно оценивая наличие хлоридов, твёрдых включений и возможных примесей. Далее задаются диапазон температур и расчётное давление, определяющие требуемый уровень прочности и устойчивость к ползучести.
Как использовать информацию о марках сталей на практике
Обзор основных групп материалов и конкретных марок стали показывает, насколько тесно связаны между собой химический состав, легирующие элементы, механические свойства и область применения запорной арматуры. Углеродистые и низколегированные стали остаются обоснованным выбором для неагрессивных сред и умеренных температур, тогда как нержавеющая сталь и её дуплексные варианты необходимы там, где критична коррозионная стойкость и стабильность характеристик во времени.
