Температурные условия эксплуатации – один из ключевых факторов, который необходимо учитывать при выборе запорной арматуры для промышленного оборудования. Ошибка в этом вопросе может обернуться не просто ухудшением работы системы, но и серьёзными аварийными ситуациями, особенно если речь идёт о высокотемпературных или криогенных средах. На первый взгляд может показаться, что металл — прочный и надёжный материал — должен справляться с любыми условиями, но на практике каждый сплав имеет свои пределы: он по-разному реагирует на расширение, теряет прочность при нагреве или становится хрупким при охлаждении.

Запорная арматура — это шаровые краны, дисковые затворы, задвижки, клапаны, которые регулируют или перекрывают потоки жидкостей, газов и пара. Она используется во всех отраслях промышленности: от теплоэнергетики и химического производства до газоперерабатывающих предприятий. Правильный подбор материала корпуса, уплотнений и внутренних компонентов арматуры в зависимости от температуры рабочей среды — основа её безопасной и долговечной работы.

Высокие температуры: когда металл начинает "течь"

При температурах выше +200 °C стандартные материалы начинают терять прочность и устойчивость к деформации. Это критично для запорной арматуры, которая должна сохранять геометрию, герметичность и сопротивление давлению даже при длительной эксплуатации. При нагреве металл расширяется, а это значит, что внутренние зазоры в арматуре могут измениться, уплотнения — потерять свою форму, а корпус — деформироваться.

Для высокотемпературных сред (например, перегретого пара, горячих масел, термически активных газов) чаще всего используют нержавеющие стали с жаростойкими добавками или жаропрочные сплавы на основе никеля. Эти материалы сохраняют стабильность при температурах до +600–700 °C, не склонны к окислению, не теряют прочности при длительном термическом воздействии.

Специалисты TITAN LOCK рекомендуют не забывать и о внутренней арматуре — шарах, штоках, затворах. Они также должны быть выполнены из материалов, способных выдерживать температурную нагрузку, иначе корпус может быть цел, но сам механизм потеряет работоспособность. При критически высоких температурах допускается использование керамики или термостойких композитов в сочетании с металлическими корпусами.

Низкие температуры: хрупкость и потеря герметичности

На другом полюсе температурной шкалы — криогенные условия и эксплуатация при морозах. Здесь основная угроза — это хрупкость материала. При охлаждении большинство сталей теряют пластичность и становятся уязвимыми к ударным нагрузкам. Особенно опасны такие условия в динамически нагруженных узлах: при резком открытии или закрытии клапана может произойти разрушение элемента.

Для работы при температурах ниже −50 °C применяют специальные низколегированные стали, алюминиевые сплавы, а также нержавейку с пониженным содержанием углерода. Особой популярностью пользуются стали марок 09Г2С или 12Х18Н10Т, сохраняющие вязкость даже при −196 °C. Такие материалы используются в арматуре для криогенных хранилищ, систем сжиженного газа, холодильных установок и газопроводов в северных регионах.

Температурные перепады и термическая усталость

Многие промышленные системы работают в условиях, где температура среды постоянно меняется: от нагрева до остывания в течение суток или даже нескольких минут. Это особенно характерно для энергетических установок, котельных, теплотрасс и оборудования химической переработки. В таких условиях важно учитывать термическое расширение материала и его сопротивляемость усталостным нагрузкам.

Также важно, чтобы конструкция арматуры компенсировала расширение — например, за счёт плавающих седел или гибких штоков. На критически важных участках дополнительно применяются компенсаторы, которые снижают нагрузку на запорные элементы. Кроме того, важно, чтобы уплотнительные материалы не теряли своих свойств ни при нагреве, ни при охлаждении — только так можно гарантировать герметичность в любых условиях.