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在硬密封球阀中超音速喷涂技术的应用
- 2019-07-31 -

  1。概述

  金属硬密封球阀广泛应用于石油、化工、冶金、城市建设等行业。金属硬密封球阀通过选用不同的材料,可用于水、蒸汽、油、硝酸、乙酸、尿素等介质中。通过结构优化设计,金属硬密封球阀能够实现无摩擦、低扭矩的启闭。在使用中,腐蚀磨损是金属硬密封球阀的主要失效形式。虽然金属硬密封球阀的使用寿命和耐磨性可以通过表面热处理或表面硬质合金来提高,但仍不能满足输送钢灰、粉煤灰、硅粉、氧化铝粉等特殊介质的要求。采用超音速火焰喷涂技术对球体进行处理,可以在球体表面形成硬质合金陶瓷涂层。涂层与基体的结合强度可达70MPa,气孔率小于2%。涂层结构均匀致密。硬质相WC硬度在1000HV以上,耐磨、耐腐蚀性好,力学性能好。它能显著提高球阀的性能。

  2。工作原理

  超音速喷涂装置

  超音速喷涂装置使用煤油作为燃料,氧气和压缩空气作为助燃剂。控制装置以一定的压力和流量向喷枪输送煤油和助燃剂,雾化后通过高性能雾化喷嘴将其喷入喷枪燃烧室。通过火花塞点燃和燃烧液体喷射,形成高温高压气体。瓦勒喷枪将其加速到超音速。送粉系统将拉瓦尔喷管低压区喷出的粉末送入超音速射流中,由射流加热加速,然后从喷枪中喷射出来,使涂层高速沉积在工件表面。由于多功能超音速喷涂技术可以使用氧气和压缩空气两种助燃剂,并具有HVOF和HVAF功能,火焰流动速度和温度可以在很大范围内连续调节。

  3。喷涂工艺

  喷涂前必须对工件进行表面清理处理和喷砂粗化处理。喷涂材料一般为WC-12CO,WC和CO的质量百分比分别为88%和12%。工件采用烧结破碎法制造。碳化钨在室温下硬度较高,特别是其热硬度很好,在1000℃时硬度下降很小。蟑螂温度-硬度曲线通过对比WC-12Co涂层和基体试样在30和90℃下的冲蚀磨损试验,发现在30℃时,其冲蚀磨损量是基体的4.5倍,在90℃时,其冲蚀磨损量是基体的5.2倍。涂层结合力强,硬度高,组织完整,耐磨性好,具有很高的抗冲蚀性能。结果表明,WC-12CO涂层的腐蚀具有局部塑性腐蚀的特点。钴因其塑性变形而能吸收塑性冲蚀颗粒的部分能量,而WC则具有抗冲蚀颗粒的功能。它们相互补充,因此涂层具有良好的耐腐蚀磨损性能。

   4。应用

  在石油、化工和焦化厂,由于管道温度高,介质容易粘附或结焦在阀门内腔和密封件表面。普通硬密封球阀常因球体表面结焦而密封不良甚至堵塞。因此,将阀座密封面的结构改为具有锐边的刮刀,在阀门启闭过程中刮掉球体表面的粘附层或结焦层,保证了密封可靠。

  在试制过程中,用F304锻造球,并对球表面进行氮化处理,以提高球的硬度。阀座材料为F304,硬质合金。结果表明,在常温、洁净介质条件下,密封可靠。当介质温度上升到400以上时!由于钨铬钴合金热硬度低,表面渗氮处理,耐磨性差,刮焦时易损坏阀座密封面和球体表面,难以满足工作条件的要求。通过分析,采用超音速喷涂技术,在球体表面喷涂WC-12Co,形成厚度约为0.3mm,硬度为60-62HC的耐腐蚀涂层。阀座的座面底座仍加工成刮刀形状,座面表面也涂有0.3mm厚的涂层。通过改变喷涂工艺,涂层硬度为55~58HRC,使阀座密封面硬度与球体硬度不同。喷涂后,用金刚石磨具对球体进行研磨。表面粗糙度Ra0.8um后,用手将阀座密封面与球体研磨。研磨材料由油酸制备的天然金刚石粉末(1200目)制成。将密封面表面粗糙度打磨至Ra0.2um后,进行装配试验,证明该密封在室温下是可靠的。采用专用加热设备,将阀门加热至设计上限温度540℃,保温8小时。运行试验表明,阀门启闭灵活,密封试验正常。重复试验后,球面变化不明显。由于超声喷涂的WC-12Co涂层具有良好的热硬度和抗冲蚀性,即使在温度升至设计上限以上540℃时,也能保持良好的抗冲蚀性和耐磨性。另外,刮刀表面的硬度比球面硬度低约5hrc。当阀座边缘刮去球体表面的焦炭时,不会损坏球体表面和阀座密封面,保证密封性能和使用寿命。

云南11选5走势图  5。结束语

  超音速喷涂技术在硬密封球阀中的应用,大大提高了阀门的应用范围和使用寿命。其它材料如钨铬钴合金粉末可用于生产满足不同工作条件要求的金属涂层。根据用户反馈信息,在水、汽、油介质中采用超音速喷涂技术的硬密封球阀,使用寿命提高了20倍左右,在恶劣的腐蚀条件下,平均使用寿命也可提高5倍以上。作为粉煤和硅粉管道。


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