Технический комитет по стандартизации
«Трубопроводная арматура и сильфоны»
(ТК 259)

Закрытое акционерное общество
«Научно-производственная фирма
«Центральное конструкторское бюро арматуростроения»

СТАНДАРТ ЦКБА

СТ ЦКБА 068-2008

Арматура трубопроводная

ЗАТВОРЫ ЗАПОРНЫХ КЛАПАНОВ
С УПЛОТНЕНИЕМ «МЕТАЛЛ ПО МЕТАЛЛУ»

ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

НПФ «ЦКБА»

2008

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Закрытым акционерным обществом «Научно-производственная фирма «Центральное конструкторское бюро арматуростроения» (ЗАО «НПФ «ЦКБА»).

2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом от 12.12.2008 г. № 64.

3 СОГЛАСОВАН:

Техническим комитетом по стандартизации «Трубопроводная арматура и сильфоны» (ТК 259);

Представительством заказчика 1024 ВП МО РФ.

4 ВЗАМЕН:

ОСТ 26-07-2042-2002 «Арматура трубопроводная. Затворы запорных клапанов с уплотнением «металл по металлу». Технические требования».

СТАНДАРТ ЦКБА

Арматура трубопроводная

ЗАТВОРЫ ЗАПОРНЫХ КЛАПАНОВ
С УПЛОТНЕНИЕМ «МЕТАЛЛ ПО МЕТАЛЛУ»

Технические требования

Дата введения - 2009-01-01

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на затворы запорных клапанов номинальных диаметров от DN 6 до DN 200 с уплотнением «металл по металлу», работающие при давлении жидких и газообразных сред от 13,5952 · 10^-7 до 150 МПа и температуре от минус 253 до 600 °С, включая затворы арматуры, подвергаемой восстановительному ремонту, и устанавливает типы затворов, конструкцию, размеры и технические требования к ним.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 8.064-94 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений твердости по шкале Роквелла и Супер-Роквелла

ГОСТ 2246-70 Проволока стальная сварочная. Технические условия

ГОСТ 4543-71 Прокат из легированной конструкционной стали. Технические условия

ГОСТ 5632-72 Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки

ГОСТ 9544-2005 Арматура трубопроводная запорная. Классы и нормы герметичности затворов

ГОСТ 10051-75 Электроды покрытые металлические для ручной дуговой наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами. Типы

ГОСТ 15527-2004 Сплавы медно-цинковые (латуни), обрабатываемые давлением. Марки

ГОСТ 17711-93 Сплавы медно-цинковые (латуни) литейные. Марки

ГОСТ 18175-78 Бронзы безоловянные, обрабатываемые давлением. Марки

ГОСТ 21448-75 Порошки из сплавов для наплавки. Технические условия

ГОСТ 21449-75 Прутки для наплавки. Технические условия

ОСТ 1.90078-72 Прутки литые из жаростойких сплавов марок ВХН1 и ВЗК

ТУ 3-145-81 Проволока стальная наплавочная

ТУ ИЭС 418-84 Лента порошковая наплавочная марки ПЛ-АН150М

ТУ ИЭС 511-85 Проволока порошковая наплавочная марки ПП-АН133А

ТУ ИЭС 555-86 Лента порошковая наплавочная марки ПЛ-АН151

ТУ ИЭС 654-87 Проволока порошковая наплавочная ПП-АН157

РД 50-635-87 «Методические указания. Цепи размерные. Основные понятия. Методы расчета линейных и угловых цепей»

СТ ЦКБА 053-2008 «Арматура трубопроводная. Наплавка и контроль качества наплавленных поверхностей. Технические требования»

НП-068-05 «Трубопроводная арматура для атомных станций. Общие технические требования»

«Специальные условия поставки оборудования, приборов, материалов и изделий для объектов атомной энергетики»

3 Классификация и основные параметры затворов

3.1 Классификация и основные параметры затворов приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Классификация и основные параметры затворов

Тип затвора	Характер контакта	Рисунок	Таблица	Рабочее давление, МПа	Номинальный диаметр
I	Плоский контакт	1	2	До 20 включ.	До DN 200 включ.
II	Конусный контакт	2	3	До 150 включ.	До DN 50 включ.
II	Конусный контакт	2	3	До 40 включ.	От DN 65 до DN 200 включ.
III	Ножевой контакт	3	4	До 40 включ.	До DN 100 включ.
IV	Конусно-сферический контакт	4	5	До 20 включ.	До DN 150 включ.
V	Конусно-сферический контакт	5	6	До 40 включ.	До DN 100 включ.

4 Технические требования

4.1 Конструкция затворов и их основные размеры должны соответствовать рисункам 1 - 5 и таблицам 2 - 6.

1 - золотник; 2 - седло.

Рисунок 1 - Затвор типа I

Таблица 2 - Размеры затвора типа I (см. рисунок 1)

Размеры в миллиметрах

Номинальный диаметр	Размеры для рабочих давлений, МПа
	До 6,3 включ.				Св. 6,3 до 20 включ.
	Dh14	D₁h14	D₂H14	В ± 0,1	Dh14	D₁h14	D₂H14	В ± 0,1
DN6	10	11	5	2	11	12	5	2,5
DN10	15	16	9	2,5	16	17	9	3
DN15	20	21	14	2,5	21	22	14	3
DN20	25	26	19	2,5	27	28	18	3,5
DN25	30	32	24	2,5	32	34	23	3,5
DN32	38	40	30	3	42	45	30	5
DN40	48	50	38	4	50	53	38	5
DN50	58	60	48	4	60	63	48	5
DN65	73	75	63	4	75	80	63	5
DN80	93	95	75	4,5	90	95	75	5
DN100	110	120	95	5	115	120	95	7,5
DN125	135	140	120	5	140	150	118	7,5
DN150	160	170	140	5	165	170	140	8,5
DN200	210	220	190	5	220	240	190	10

1 - золотник; 2 - седло

_____________

^* Допускается 90° ± 16¢.

Рисунок 2 - Затвор типа II

Таблица 3 - Размеры затвора типа II (см. рисунок 2)

Размеры в миллиметрах

Номинальный диаметр	Рабочее давление, МПа	DH11	D₁h14	D₂H11	Н^*
DN3	От 13,5952 · 10^-7 до 150 включ.	3	5	2	0,5 ± 0,1
DN6		6	9	5
DN10		10	13	9
DN15		15	18	14
DN20		20	24	19
DN25		25	30	24
DN32		32	36	30
DN40		40	45	38
DN50		50	58	48
DN65	От 13,5952 · 10^-7 до 40 включ.	65	70	63	0,5 ± 0,1
DN80		80	85	78
DN100		100	105	98
DN125		125	130	120
DN150		150	155	145
DN200		200	205	195
^* Допускается величину Н выбирать из условия максимально допустимых удельных нагрузок на уплотнительные поверхности

1 - золотник; 2 - седло

Рисунок 3 - Затвор типа III

Таблица 4 - Размеры затвора типа III (см. рисунок 3)

Размеры в миллиметрах

Номинальный диаметр	Рабочее давление, МПа	DH11	D₁h14	D₂H11	В ± 0,1	H₁ ± IT15/2
DN6	Не более 40	6	12	15	От 0,3 до 1 включ.	1,0
DN10		10	15	20
DN15		15	20	25
DN20		20	25	30
DN25		25	30	36
DN32		32	36	42
DN40		40	45	50
DN50		50	53	60
DN65		65	70	75
DN80		80	85	90		1,5
DN100		100	105	110		1,5

1 - золотник; 2 - седло

Рисунок 4 - Затвор типа IV

Таблица 5 - Размеры затвора типа IV (см. рисунок 4)

Размеры в миллиметрах

Номинальный диаметр	Рабочее давление, МПа	DH11	D₁H14	D₂h14	R ± IT15/2
DN6	Не более 20	6	10	8	2
DN10		10	14	12
DN15		15	19	17
DN20		20	24	22
DN25		25	30	28
DN32		32	36	34	3
DN40		40	45	42
DN50		50	58	53
DN65		65	75	70	4
DN80		80	90	85
DN100		100	110	105
DN150		150	160	155	5

1 - золотник; 2 - седло

Рисунок 5 - Затвор типа V

Таблица 6 - Размеры затвора типа V (см. рисунок 5)

Размеры в миллиметрах

Номинальный диаметр	Рабочее давление, МПа	DH11	D₁H14	D₂h14	R ± IT15/2
DN6	Не более 40	6	8	8	4
DN10		10	12	12	6
DN15		15	17	17	9
DN20		20	22	22	12
DN25		25	28	27	15
DN32		32	34	34	19
DN40		40	43	42	25
DN50		50	55	54	30
DN65		65	71	70	38
DN80		80	86	85	48
DN100		100	106	105	59

4.2 Герметичность затворов при давлении от 0,1 до 150 МПа - в соответствии с нормами ГОСТ 9544.

4.3 Параметры шероховатости уплотнительных поверхностей затворов всех типов в зависимости от класса герметичности по ГОСТ 9544 в соответствии с таблицей 7.

Таблица 7 - Параметры шероховатости уплотнительных поверхностей затворов всех типов в зависимости от класса герметичности по ГОСТ 9544

Классы герметичности по ГОСТ 9544	R_a, мкм, не более	S_m, мм, не более
А	0,125	0,032
В	0,25	0,05
B₁	0,25	0,05
С	0,5	0,1
С₁	0,5	0,1
D	0,63	0,125
D₁	0,63	0,125
Примечание - Для обеспечения полной герметичности при вакууме до 13,5952 · 10^-7 МПа параметры шероховатости: R_a не более 0,08 мкм, S_m не более 0,025 мм.

4.4 Рекомендуемые допуски формы и взаимного расположения уплотнительных поверхностей затворов приведены в приложении А.

4.5 Твердость уплотнительных поверхностей золотника для всех типов затворов рекомендуется превышать твердость поверхности седла не менее чем на 5 единиц HRC.

4.6 Удельные нагрузки q_y, МПа, необходимые для обеспечения герметичности затворов при контакте по поверхности (тип I - III) определяются по эмпирической формуле

где m - безразмерный коэффициент, учитывающий влияние рабочей среды, в соответствии с таблицей 8;

с - постоянная величина для примененного материала в уплотнении затворов, в соответствии с таблицей 9, МПа;

Р - рабочее давление, МПа;

В - ширина уплотнения (рис. 1 - 3), см.

Таблица 8 - Значение коэффициента, учитывающего влияние среды

Наименование среды	т
Жидкая среда	1,0
Воздух, пар, паро-водяная смесь	1,5
Среды с высокой проникающей способностью (водород, керосин и др.)	2,0

Таблица 9 - Значение постоянной величины для применяемого материала

Материалы деталей затвора	с, МПа
Сталь и твердые сплавы	3,5
Бронза, латунь, медь	3,0

4.7 Погонные нагрузки q_n, Н/см, необходимые для обеспечения герметичности затворов при контакте по линии (рис. 4 - 5), определяются по эмпирической формуле

(2)

где т - безразмерный коэффициент в соответствии с таблицей 8;

q¢_n - погонная нагрузка, зависящая от примененного материала в уплотнении затвора, Н/см, в соответствии с таблицей 10. При изготовлении уплотнений из разных материалов величина q¢_n принимается по наиболее мягкому материалу.

Таблица 10 - Значение погонной нагрузки, зависящее от примененного материала

Материалы деталей затвора	q¢_n, Н/см
Медь, латунь мягкая	200
Латунь твердая, бронза, чугун	250
Сталь и твердые сплавы	300

4.8 Предельно допустимые удельные нагрузки для различных материалов уплотнений q_доп, приведены в таблице 11.

Таблица 11 - Предельно допустимые удельные нагрузки для различных материалов уплотнений

Наименование материала	Тип, марка	Температура применения, °С	Твердость	q_доп, МПа
Наименование материала	Тип, марка	Температура применения, °С	Твердость	Перемещение золотника без вращения	Перемещение золотника с вращением
Латунь	ЛС 59-1	От -253 до 750	80 - 140 НВ	80	20
	ГОСТ 15527
	ЛЦ38Мц2С₂
	(ЛМЦС58-2-2)
	ГОСТ 17711
	ЛЦ16К4	От -200 до 250	Не менее 100 НВ	100	25
	(ЛЦ80-3Л)
	ГОСТ 17711
Бронза	БрАЖМц10-3-1,5	От - 253 до 250	170-200 НВ	100	35
	ГОСТ 18175	От - 253 до 250	170-200 НВ
	БрАЖН 10-4-4	От -196 до 350	200 - 240 НВ
	ГОСТ 18175	От -196 до 350	200 - 240 НВ
Сталь высоколегированная (коррозионностойкая, кислотостойкая, жаропрочная)	12Х18Н9Т	От -253 до 350	121 - 179 НВ	150	15
	ГОСТ 5632	От -253 до 350	121 - 179 НВ
	15Х18Н12С4ТЮ	От -100 до 300	155 - 170 НВ
	ГОСТ 5632	От -100 до 300	155 - 170 НВ
	10Х17Н13М2Т	От -260 до 350
	ГОСТ 5632	От -260 до 350	121 - 179 НВ
	ЭИ 943	От -196 до 400	135 - 185 НВ
	ГОСТ 5632	От -196 до 400	135 - 185 НВ
	20X13	От -40 до 300	33 - 42 HRC	250	25
	ГОСТ 5632	От -40 до 300	33 - 42 HRC
	14Х17Н2	От -70 до 250	22 - 31 HRC
	ГОСТ 5632	От -70 до 250	22 - 31 HRC
Сталь легированная конструкционная	38Х2МЮА	От -40 до 450	Азотирование 750 - 900 HV	300	80
Сталь легированная конструкционная	ГОСТ 4543	От -40 до 450	Азотирование 750 - 900 HV	300	80
Наплавочные твердые износостойкие материалы	Электроды типа	От -200 до 800	41,5 - 51,5 HRC	1000	80
	Э-190К62Х29В5С2
	(марки ЦН-2 и др.)
	ГОСТ 10051 Прутки: Стеллит В3К
	ОСТ 1.90078
	Пр В3К
	ГОСТ 21449
	Электроды типа	От -130 до 450	29,5 - 39 HRC	800	80
	Э-08Х17Н8С6Г
	(марки ЦН-6Л)
	ГОСТ 10051
	Электроды типа	От -200 до 600	39,5 - 49,5 HRC
	Э-13Х16Н8М5С5Г4Б
	(марки ЦН12М)
	ГОСТ 10051
	Электроды типа	От 253 до 300	41,5 - 49,5 HRC
	Э-09Х31Н8АМ2
	ГОСТ 10051
	(марки УОНИ-13/Н1-БК, ЭЛ3-НВ1)
	ПП-АН133	До 450	27 - 34 HRC	700	70
	ТУ ИЭС 511
	ПЛ-АН150
	ТУ ИЭС 418
	ПЛ-АН151	До 600	38 - 50 HRC
	ТУ ИЭС 555	До 600	38 - 50 HRC
	ПП-АН157	До 565	36 - 50 HRC
	ТУ ИЭС 654	До 565	36 - 50 HRC
	Нп-13Х15АГ13ТЮ	До 300	³ 20 HRC	250	25
	ТУ 3-145		³ 20 HRC
	Типа 20X13		24 - 40 HRC
	ГОСТ 2246		24 - 40 HRC
^* Наплавочные материалы по СТ ЦКБА 053. Примечания 1 Для затворов с конусным контактом (тип II) допускается увеличение q_доп до 1,5 за исключением твердых наплавочных материалов. 2 Твердость в единицах HRC дана в соответствии с ГОСТ 8.064.

4.9 Направление подачи рабочей среды в арматуре для затворов всех типов, установленных настоящим стандартом, не регламентируется.

4.10 Для рабочих сред с твердыми включениями следует применять в арматуре затворы типов II, III. Размер твердых включений (частиц) не должен превышать (кроме особо оговоренных случаев) 70 мкм по максимальному измерению.

4.11 В криогенной арматуре, как правило, применяют затворы типов IV и V, допускается применять затвор типа I.

4.12 Затворы арматуры АЭС должны соответствовать требованиям НП-068.

4.13 Выбор материалов деталей затворов «металл по металлу» и их испытания для арматуры АЭС должны производиться с учетом требований «Специальных условий поставки оборудования, приборов, материалов и изделий для объектов атомной энергетики».

4.14 Отказ арматуры по затвору - негерметичность, превышающая установленную в соответствии с 4.2.

4.15 Критерий предельного состояния арматуры по затвору - достижение максимально допустимой протечки в соответствии с п. 4.2.

4.16 Рекомендуемые показатели надежности и технико-эксплуатационные характеристики затворов с уплотнением «металл по металлу» в составе арматуры приведены в приложении Б.

4.17 Допускается применение других конструктивных и материальных исполнений затворов при условии их отработки в установленном порядке по программам, согласованным с ЗАО «НПФ «ЦКБА» и государственными надзорными органами.

Приложение А
(рекомендуемое)

Допуски запорных клапанов

А.1 Допуски взаимного расположения уплотнительных поверхностей приведены в таблице А.1

Таблица А.1 - Допуски взаимного расположения уплотнительных поверхностей (параллельное и угловое смещение осей золотника и седла) для затворов типов I - V

Размеры в мкм

Номинальный диаметр	Допуски для рабочих давлений, МПа
Номинальный диаметр	От 13,5952 · 10^-7до 13,3322 · 10^-5включ.	Св. 13,3322 · 10^-5до 46,662 · 10^-3 включ.	Св. 46,662 · 10^-3 до 0,4 включ.	Св. 0,4 до 2,5 включ.	Св. 2,5 до 10,0 включ.	Св. 10,0 до 40,0 включ.	Св. 40,0 до 150 включ.
DN6	0,4	0,8	1,0	0,8	0,6	0,4	0,3
DN10	0,4	0,8	1,0	0,8	0,6	0,4	0,3
DN15	0,5	1,0	1,2	1,0	0,8	0,5	0,4
DN20	0,5	1,0	1,2	1,0	0,8	0,5	0,4
DN25	0,6	1,2	1,6	1,2	1,0	0,6	0,5
DN32	0,6	1,2	1,6	1,2	1,0	0,6	0,5
DN40	0,8	1,6	2,0	1,6	1,2	0,8	0,6
DN50	0,8	1,6	2,0	1,6	1,2	0,8	0,6
DN65	1,0	2,0	2,5	2,0	1,6	1,0	-
DN80	1,0	2,0	2,5	2,0	1,6	1,0	-
DN100	1,2	2,5	3,0	2,5	2,0	1,2	-
DN125	1,2	2,5	3,0	2,5	2,0	1,2	-
DN150	1,6	3,0	4,0	3,0	2,5	1,6	-
DN200	1,6	3,0	4,0	3,0	2,5	1,6	-

Для обеспечения допусков взаимного расположения (таблица А.1) необходим расчет технологических размерных цепей для установления допусков на звенья (детали), входящие в размерную цепь.

Для расчета размерных цепей рекомендуются [1] и [2].

А.2 Суммарные допуски формы уплотнений запорных клапанов приведены в таблице А.2

Таблица А.2 - Суммарный допуск формы уплотнений запорных клапанов (неплоскостность - тип I, III и некруглость - тип II, IV, V)

Размеры в мкм

Номинальный диаметр	Суммарные допуски для рабочих давлений, МПа
Номинальный диаметр	От 13,5952 · 10^-7до 13,3322 · 10^-5включ.	Св. 13,3322 · 10^-5до 46,662 · 10^-3 включ.	Св. 46,662 · 10^-3 до 0,4 включ.	Св. 0,4 до 2,5 включ.	Св. 2,5 до 10,0 включ.	Св. 10,0 до 40,0 включ.	Св. 40,0 до 150 включ.
DN6	0,25	0,4	0,5	0,4	0,3	0,25	0,2
DN10	0,25	0,4	0,5	0,4	0,3	0,25	0,2
DN15	0,3	0,5	0,6	0,5	0,4	0,3	0,25
DN20	0,3	0,5	0,6	0,5	0,4	0,3	0,25
DN25	0,4	0,6	0,7	0,6	0,5	0,4	0,3
DN32	0,5	0,7	0,7	0,6	0,5	0,4	0,3
DN40	0,5	0,7	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4
DN50	0,6	0,8	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5
DN65	0,6	0,8	1,0	0,8	0,7	0,6	-
DN80	0,7	0,9	1,0	0,9	0,8	0,7	-
DN100	0,7	0,9	1,2	1,0	0,8	0,7	-
DN125	0,8	1,0	1,2	1,0	0,9	0,8	-
DN150	1,0	1,3	1,4	1,3	1,2	1,0	-
DN200	1,2	1,4	1,5	1,4	1,3	1,2	-

Для установления норм точности на отклонение формы (таблица А.2) золотника и седла рекомендуется использовать соотношение

[DФ_i] = [DФ_S] · К_у.к.,

где [DФ_i] - допуск формы золотника (седла);

[DФ_S] - суммарный допуск формы соединения затвора;

К_у.к. - коэффициент, учитывающий контактное взаимодействие волнистых поверхностей в соответствии с таблицей А.3.

Таблица А.3 - Значение коэффициента, учитывающего взаимодействие волнистых поверхностей

Номинальный диаметр	Коэффициент К_у.к.
От DN6 до DN15	0,5
От DN20 до DN40	0,55
От DN50 до DN100	0,6
От DN125 до DN200	0,65

Приложение Б
(рекомендуемое)

Показатели надежности и технико-эксплуатационные характеристики запорных клапанов

Б.1 Показатели надежности и технико-эксплуатационные характеристики затворов приведены в таблице Б.1

Таблица Б.1 - Показатели надежности и технико-эксплуатационные характеристики затворов типов I - V

Наименование показателей	Величина
Срок службы до замены, лет	12
Ресурс до замены, часы	96000
Ресурс до замены, циклы	10500
Наработка на отказ, часы, не менее	32000
Наработка на отказ, циклы, не менее	3500
Назначенный ресурс^*, циклы	3000
Назначенный срок службы^*, лет	12
^* Назначенные показатели используются в случае, если по условиям эксплуатации арматуры отказ затвора является критическим (отказ, последствия которого связаны с созданием угрозы для жизни и здоровья людей, для окружающей среды со значительным экологическим ущербом и снижением безопасности на предприятии-заказчике). Примечание - Номенклатура показателей надежности и технико-эксплуатационных характеристик и их количественные значения уточняются при разработке технического задания на арматуру.

Библиография

[1] РД 50-635-87 «Методические указания. Цепи размерные. Основные понятия. Методы расчета линейных и угловых цепей»;

[2] Сейнов С.В. Трубопроводная арматура. Исследования. Производство. Ремонт. - М.: Машиностроение, 2002 г.

Генеральный директор ЗАО «НПФ «ЦКБА»	В.П. Дыдычкин
Первый заместитель генерального директора - директор по научной работе	Ю.И. Тарасьев
Заместитель генерального директора - главный конструктор	В.В. Ширяев
Зам. директора - начальник технического отдела	С.Н. Дунаевский
Начальник отдела уплотнений, деталей и комплектующих узлов	А.Ю. Калинин
Начальник научно-исследовательской лаборатории материаловедения и технологии изготовления	Е.С. Семенова
Исполнитель:
Зам. начальника отдела уплотнений, деталей и комплектующих узлов	О.И. Федоров
Инженер	А.А. Потапова
СОГЛАСОВАНО
Председатель ТК 259	М.И. Власов
Представитель заказчика 1024 ВП МО РФ	А.А. Хапин