Наплавка является критически важным этапом в производстве и ремонте трубопроводной арматуры. Она позволяет наделить рабочие поверхности деталей (дисков, клиньев, седел, шпинделей) специфическими свойствами: высокой твердостью, коррозионной стойкостью и сопротивлением эрозии.

Процесс должен строго базироваться на технологических картах, учитывающих химический состав основного и наплавляемого металлов, а также условия будущей эксплуатации арматуры. В документации обязательно фиксируются режимы сварки, марка электродов, параметры тока, температура подогрева и методы последующего контроля.

Выбор материалов и температурные режимы

Для создания износостойких уплотнительных колец применяются специализированные электроды серий ЦН (ЦН-2, ЦН-6, ЦН-12 и их модификации).

Особенности температурного контроля:

• Малогабаритные детали: изделия массой до 2 кг допускается наплавлять без предварительного термического воздействия.
• Средние диаметры (DN≤65): при использовании электродов ЦН-6 и аналогичных подогрев обычно не требуется.
• Крупные детали (DN>150): необходим подогрев до температуры не менее 300 °C.
• Специальные сплавы: при работе со стеллитом В3К температура подогрева должна достигать 650-800 °C для предотвращения трещинообразования.

При наплавке на стали перлитного класса часто требуется предварительное нанесение «подслоя» высотой не менее 3 мм, однако электроды серии ЦН-6 позволяют выполнять работу без этой промежуточной операции.

Технологические требования к процессу

1. Подготовка поверхности: детали проходят механическую обработку. На поверхности не допускается наличие окалины, масла, заусенцев или глубоких рисок. Все переходы в канавках под наплавку должны иметь скругления радиусом 3–5 мм.
2. Параметры наплавки: процесс ведется преимущественно в нижнем положении на вращающихся столах. Для обеспечения расчетной твердости наплавку выполняют минимум в три слоя. Финальная высота слоя после механической обработки должна составлять не менее 5 мм.
3. Электрические режимы: наплавка ведется постоянным током на обратной полярности. Сила тока подбирается исходя из диаметра электрода: например, для 4-миллиметрового электрода ток составляет 100-140 А, а для 7-миллиметрового - до 280 А.

Термическая обработка и контроль качества

После завершения сварочных работ детали из коррозионно-стойких сталей подлежат обязательной термообработке (отжигу) при температуре 850-870 °C в течение двух часов. Это снимает внутренние напряжения и стабилизирует структуру металла.

Методы контроля:

• Визуальный осмотр и цветная дефектоскопия: позволяют выявить трещины, поры и шлаковые включения. Трещины в наплавленном слое категорически запрещены.
• Нормирование дефектов: на плоских уплотнениях (DN>200) допускаются лишь единичные поры размером до 1 мм. Их количество строго регламентировано: для DN до 500 мм - не более 5 дефектов, для DN свыше 800 мм - до 15 дефектов на поверхность. На конусных и ножевых затворах дефекты в зоне контакта не допускаются.
• Проверка твердости: контролируется непосредственно на детали или на образце-свидетеле. Твердость слоя после электродов ЦН-6 составляет 27-37 HRC, а после ЦН-12 - достигает 40-50 HRC.

Современное оборудование

Для повышения производительности и точности сегодня активно внедряются автоматизированные комплексы. Например, установки серий НП и НП-3, разработанные специалистами НПП «Техноком» (https://armoremont.ru), позволяют выполнять прецизионную наплавку под флюсом или в защитных газах. Такие системы обеспечивают стабильное качество наплавленного слоя, недостижимое при ручном методе, и значительно сокращают припуски на последующую механическую обработку.

Помимо дуговой наплавки, в современной промышленности применяются методы плазменного напыления в аргоне и вакуумная наплавка токами высокой частоты (ТВЧ), что особенно актуально для арматуры высокого давления.