Часть №6
Самолет ТУ-154 набрал высоту и взял курс на восток. В салоне среди пассажиров удобно расположились генеральный директор НПО «Знамя труда» Серафим Иванович Косых, начальник сектора отдела задвижек ЦКБА Спартак Ахметович Махмутов, конструктор этого отдела Саша Ананьев, начальник отдела технических расчетов Ромео Александрович Азарашвили, его заместитель Ефим Маркович Крисятецкий и я, главный инженер ЦКБА. Целью полета было выполнение приказания Министра химического и нефтяного машиностроения К. И. Брехова обеспечить сдачу первых задвижек на только что построенном Усть-Каменогорском заводе.
На завод направлялись также главный инженер Главного управления промышленной арматуры Минхиммаша Алексей Александрович Зак, начальник Технического управления Александр Михайлович Васильев, заместитель начальника Управления труда и заработной платы Вера Сергеевна Алексеева. На заводе постоянно находился главный конструктор проекта Алма-Атинского ГИПРОНИИХИММАШа Александр Владимирович Магер. Непосредственное участие в работах принимали директор завода Анатолий Федорович Курочкин, главный инженер Олег Георгиевич Волянский, главный технолог Юрий Васильевич Сюшан, главный конструктор Николай Васильевич Чумаков, его заместитель Георгий Петрович Кресс, начальник отдела стандартизации Яков Карлович Эрдман. Представители министерства и головной конструкторской организации были обязаны помочь новому заводу скорее начать производство, снабдить его средствами для оплаты персонала, подготовки производства, освоения новой техники. Но главное – все‑таки задвижка. Первая, изготовленная по чертежам ЦКБА, не выдержала испытаний давлением, потекла в соединении «корпус-крышка».
В полете я перебирал в памяти свои сведения о задвижках. Параллельные или клиновые? Параллельные задвижки известны много лет. В каталоге АО «Лангензипен и Ко» параллельные задвижки, подобные которым изготавливают многие заводы, назывались «клапаны Лудло». Вполне надежная конструкция, преимуществом которой является двухдисковый затвор. Каждый диск прилегает к своей уплотнительной поверхности, поэтому легко обеспечить герметичность. Задвижки достаточно долговечны.
В восьмидесятые годы лопнула крышка чугунной задвижки, установленной в трубопроводе Ду 800 системы водоснабжения Санкт-Петербурга на углу Невского и Литейного проспектов. Когда задвижку осмотрели, оказалось, что она изготовлена в 1898 году, то есть прослужила более девяноста лет. Уплотнительные кольца были изготовлены из красной меди, что позволило обеспечить хорошую герметичность. Гораздо позже стали применять бронзу, а с началом массового выпуска – мягкую латунь. Кольца удавалось раскатывать в канавках и обеспечивать герметичное соединение, но при наработке уже малого количества циклов уплотнительные поверхности задирались друг о друга и задвижки быстро теряли работоспособность. Пытаясь добиться герметичности, эксплуатационный персонал увеличивал усилие, прикладываемое к маховику, в результате чего в задвижках выдавливалось дно. Потребители стали отказываться от параллельных задвижек, ошибочно считая, что они негерметичны по определению.
Встревоженный складывающейся ситуацией, А. В. Мишин, директор Георгиевского арматурного завода, изготавливавшего ежегодно более полумиллиона параллельных задвижек, приехал в ЦКБА требовать решения. Заменили мягкую латунь на более качественную и столкнулись с невозможностью обеспечить герметичность между уплотнительными кольцами и стенками канавок, так как было очень трудно сдеформировать кольца так, чтобы они плотно прилегали к стенкам и донышку. ЦКБА предложило устанавливать кольца на клей. Быстро подобрали клей, отработали технологию, изготовили и успешно испытали опытные образцы. Заводу передали технологический процесс и планировку участка, направили специалистов для обучения персонала и оказания помощи в освоении технологии.
Но клеевой способ не прижился, поскольку требовал чистоты, обезжиривания деталей, становясь «узким местом» в производстве. Заводские изобретатели во главе с А. В. Мишиным внедрили процесс заливки нержавеющих колец непосредственно в корпус и клин, перешли на клиновую конструкцию.
В задвижке Усть-Каменогорского завода в связи с отсутствием литья был применен прокат – лист толщиной 40, 50 и 130 мм. В конструкции крышки применялись эллиптические днища, для клина были использованы сферические днища. В одном из них со смещением от центра вырезалось отверстие, в которое вставлялось другое днище, соединение заваривалось. Получался типичный упругий клин. Как выяснилось позже при эксплуатации задвижек на нефтеперекачивающих станциях, этот клин оказался чересчур упругим. С мест эксплуатации стали поступать сигналы о потере герметичности задвижек. При осмотре уплотнительных поверхностей были обнаружены глубокие задиры на верхней части уплотнительных колец корпусов.
Чтобы наглядно представить себе поведение клина при воздействии рабочего давления, мною был изготовлен из папье-маше макет клина в одну двадцатую величины. Для формирования сферы использовалась обычная электрическая лампочка. Когда макет был положен на два карандаша, имитировавшие направляющие в корпусе задвижки, и клин был прижат дополнительным усилием, верхняя часть клина в результате деформации стала существенно выступать за плоскость уплотнения. Поскольку обычно уплотнительная поверхность клина делается более твердой, она наносит риски на уплотнительной поверхности корпуса. Пришлось ввести дополнительную деталь между полудисками клина, увеличив его жесткость. Но все это выяснилось потом, через два года, а пока нужно было срочно изменить конструкцию, чтобы уменьшить деформацию фланцев корпуса и крышки. При анализе чертежей и технических расчетов были найдены возможности уменьшения площади, на которую действует давление среды в соединении «корпус-крышка». Конструкторы разместили уплотнительную канавку далеко от кромки внутренней полости, обойдя сварные швы. Выслушав мнения всех специалистов, решили перенести канавку ближе к внутренней кромке. Минимальное расстояние выбирали, учитывая заключение главного технолога Ю. В. Сюшана, основанное на точности станков, измерениях деформаций при термообработке корпуса и крышки после сварки, качестве сварных швов. У отдела главного конструктора завода еще не было постоянного помещения. Кульманы стояли в переходе из административного здания в механический цех. Я попросил Н. В. Чумакова освободить один кульман для нас, сам встал за него, начертил корпус и крышку. Канавку для резинового уплотнительного шнура расположил в десяти миллиметрах от кромки. Канавка пересекала сварные швы, внутренние радиусы закруглений были равны диаметру уплотнительного шнура. Эффективную площадь удалось уменьшить почти на двадцать процентов. Приближением отверстий под соединительные шпильки к стенкам корпуса и крышки достигалась существенная экономия проката. С. А. Махмутов и А. А. Ананьев окончательно оформили чертежи, Е. М. Крисятецкий и Р. А. Азарашвили выполнили необходимые расчеты. Все принципиальные решения были одобрены С. И. Косых и А. А. Заком.
Обсуждение всех предложений, сомнений и рисков происходило в гостинице «Усть-Каменогорск», где разместилась бригада. Каждый вечер наши руководители и все работники ЦКБА заходили в номер, где жили мы с Сашей Ананьевым. Серафим Иванович спрашивал у Ромео Азарашвили, как правильно заваривать чай. Тот охотно демонстрировал, как нужно готовить заварной чайник, греть воду для заварки, доводя ее до закипания «белым ключом» и тут же выключая подогрев, сколько заварки класть. Обзавелись мы и казахскими пиалами, про которые говорили: «Удобно – выпьешь водки, поешь щей, потом каши, попьешь чаю, и все из одной посуды». В небольшой кастрюльке научились готовить при помощи киловаттного кипятильника рыбный суп, благо дешевая рыба, картошка и лук всегда были в продаже, не то, что мясо или колбаса. Когда готовили уху первый раз, резко поднявшаяся пена выплеснула на пол приличное количество воды. Пришлось отработать технологию. Саша держал вилку кипятильника и при первых признаках поднятия пены выключал его, а после того, как пена садилась, включал снова. Уха всем пришлась по вкусу, казенная еда в столовых и буфетах быстро надоела.
Тем временем завод изготовил первую задвижку по исправленным чертежам. Ее сборка проводилась под нашим наблюдением. Одновременно специалисты обучали инженеров и рабочих правильным приемам притирки, сборки, контроля качества. Вся бригада министерства, ЦКБА, ГИПРОНИИХИММАШа, а также работники завода собрались на стенде. Задвижка уже была заглушена и заполнена водой. Начали поднимать давление. Все затаили дыхание: выдержит-не выдержит? При давлении 60 атмосфер раздался звонкий щелчок. Некоторые участники испытаний переместились в последние ряды. Продолжили подъем давления до условного – 80 атмосфер и сделали остановку. Осмотрели стыки – герметично! Поднимаем давление до пробного 120 атмосфер. Громкие щелчки стали раздаваться чаще. Причиной их появления была деформация упругого клина. Перемещение уплотнительной поверхности клина относительно корпуса происходило рывками со звуковым сопровождением. В стыке фланцев корпуса и крышки появилось несколько капель воды. Сделали выдержку. Течи не было. При осмотре после испытаний никаких следов повреждений на уплотнительных поверхностях не обнаружили. Задвижка была рекомендована для приемочных испытаний.
На приемочных испытаниях на нефтепроводе в башкирском поселке Субханкулово, а позже и в Сургуте, мы увидели японские задвижки шиберного типа, вырезанные по причине потери герметичности. Пружины, прижимающие уплотнительные кольца к шиберу, забились битумом и превратились в камни. Вес этих задвижек составлял 25 тонн. Усть-каменогорская задвижка весила 11 тонн. Нефтяники были довольны – такую задвижку на любой участок трассы мог доставить обычный вертолет. Довольны они были и комплектацией задвижек тульскими электроприводами. Объясняли это так: «Вот лежат вырезанные из трубопровода канадские клиновые задвижки. Угол клина у них всего 5 градусов, это немного сокращает строительную длину и уменьшает необходимый для управления крутящий момент, поэтому и электропривод небольшой. Но когда задвижка постоит, мощности привода не хватает для открытия, и электродвигатель сгорает от перегрузки. То ли дело наш – дернет так дернет, все ему нипочем». Вся бригада улетала из Усть-Каменогорска с чувством удовлетворения и профессиональной гордости.
Опубликовано в "Вестнике арматуростроителя" №3 (31) 2016
Размещено в номере: «Вестник арматуростроителя» № 3 (31) 2016
