Pregled procesa stvrdnjavanja metalnog zatvorenog kugličnog ventila

1 Pregled

U mediju visoko viskozne tekućine, miješane tekućine s prašinom i čvrstim česticama, te jako korozivne tekućine u području termoelektrana, petrokemijskog sustava i kemijske industrije ugljena, kuglasti ventil treba odabrati metalni kuglični ventil s tvrdom brtvom, tako da Vrlo je važno odabrati odgovarajući proces stvrdnjavanja metalne kugle kugličnog ventila i sjedišta ventila.

2 metoda stvrdnjavanja metalnog tvrdog brtvenog kugličnog ventila i sjedala ventila

Trenutačno, postupci stvrdnjavanja koji se obično koriste za površinu metalnih kuglastih ventila s tvrdom brtvom uglavnom uključuju sljedeće:

(1) Za navarivanje (ili zavarivanje raspršivanjem) cementirani karbid na površini kugle ima tvrdoću veću od 40HRC. Proces nanošenja cementnog karbida na površini kugle je složen, proizvodna učinkovitost je niska, a navarivanje velikih površina lako je deformirati dijelove. Trenutno se postupak površinskog otvrdnjavanja kugle rijetko koristi.

(2) Površina kugle je presvučena tvrdim kromom tvrdoće 60 ~ 65hrc i debljine 0.07 ~ 0,10 mm. Sloj kromiranja ima visoku tvrdoću, otpornost na habanje, otpornost na koroziju i može održati površinu svijetlom dugo vremena. Proces je relativno jednostavan, a cijena je niska. Međutim, tvrdoća premaza od tvrdog kroma brzo će se smanjiti zbog otpuštanja unutarnjeg naprezanja kada se temperatura poveća, a njegova radna temperatura ne može biti viša od 427 stupnjeva. Osim toga, sila vezivanja sloja kromiranja je niska, a premaz lako pada.

(3) Plazma nitriranje se primjenjuje na površini kugle, s površinskom tvrdoćom od 60 ~ 65hrc i debljinom sloja za nitriranje 0.20 ~ 0,40 mm. Zbog slabe otpornosti na koroziju, proces stvrdnjavanja plazmom nitriranjem ne može se koristiti u područjima jake kemijske korozije.

(4) Proces raspršivanja velike brzine (HVOF) na površini kugle ima najveću tvrdoću od 70 ~ 75hrc, visoku čvrstoću agregata i debljinu od 0.3 ~ 0,4 mm. Nadzvučno raspršivanje je glavno procesno sredstvo za površinsko stvrdnjavanje kugle. Visoko viskozna tekućina u termoelektranama, petrokemijskom sustavu i kemijskoj industriji ugljena; Proces stvrdnjavanja se uglavnom koristi u miješanim tekućinama s prašinom i čvrstim česticama i jako korozivnim tekućim medijima.

Proces nadzvučnog raspršivanja je procesna metoda u kojoj izgaranje kisikovog goriva proizvodi protok zraka velike brzine kako bi se čestice praha ubrzale da udare na površinu obratka i formiraju gust površinski premaz. U procesu udara, budući da je brzina čestica velika (500 ~ 750 m / s), a temperatura čestica niska (- 3000 stupanj), može se dobiti premaz visoke čvrstoće vezivanja, niske poroznosti i niskog sadržaja oksida nakon udara na površinu obratka. Brzina čestica je 4 puta veća od brzine zvuka, čak i od brzine zvuka čestica.

HVOF je nova tehnologija obrade, s debljinom prskanja od {{0}}.3 ~ 0,4 mm, mehaničkim spajanjem između premaza i obratka, visokom čvrstoćom vezivanja (77MPa) i niskom poroznošću premaza (< 1%).="" the="" heating="" temperature="" of="" the="" workpiece="" is="" low="">< 93="" ℃),="" the="" workpiece="" is="" not="" deformed,="" and="" cold="" spraying="" can="" be="" carried="" out.="" when="" spraying,="" the="" powder="" particle="" velocity="" is="" high="" (1370m="" s),="" there="" is="" no="" heat="" affected="" zone,="" the="" composition="" and="" structure="" of="" the="" workpiece="" have="" no="" change,="" and="" the="" coating="" hardness="" is="" high,="" so="" it="" can="" be="">

Zavarivanje raspršivanjem je vrsta procesa toplinskog prskanja površine metalnih materijala. Nakon što se prah (metalni prah, prah legure i keramički prah) zagrije da se otopi ili dostigne visoko plastično stanje kroz izvor topline, raspršuje se strujom zraka i nanosi na prethodno obrađenu površinu obratka kako bi se formirao sloj premaza (zavarivanja). čvrsto spojena s površinom izratka (podlogom).

U postupku zavarivanja raspršivanjem i površinskog stvrdnjavanja, cementirani karbid i matrica imaju proces taljenja, a na skupljanju cementnog karbida i matrice postoji zona vrućeg taljenja. Kako bi se u potpunosti postigla izvedba zavarivanja raspršivanjem ili površinskog sloja cementnog karbida i izbjegla zona vrućeg taljenja zavarivanja kao kontaktna površina metala nakon obrade, preporuča se da debljina zavarivanja raspršivanjem ili površinskog cementnog karbida bude veća od 3 mm.

3 Usklađivanje tvrdoće kontaktne površine između tvrdog brtvenog kuglastog ventila i sjedišta ventila

Metalna klizna kontaktna površina mora imati određenu razliku u tvrdoći, inače je lako zagristi. U praktičnoj primjeni, razlika u tvrdoći između kugle ventila i sjedišta ventila je općenito 5 ~ 10hrc, što omogućuje da kuglasti ventil ima bolji vijek trajanja. Zbog složene obrade i visoke cijene obrade kuglice, kako bi se lopta zaštitila od oštećenja i habanja, tvrdoća kuglice je općenito veća od tvrdoće površine sjedišta ventila.

Postoje dvije vrste usklađivanja tvrdoće koje se široko koriste za usklađivanje tvrdoće kontaktne površine između kuglice ventila i sjedišta ventila: ① površinska tvrdoća kuglice ventila je 55HRC, a površina sjedišta ventila je 45hrc. Površina kugle ventila može se prskati legurom Stellite 20 nadzvučnom brzinom, a površina sjedišta ventila može se prekriti legurom Stellite 12. Ovo usklađivanje tvrdoće je najčešće korišteno usklađivanje tvrdoće za metalne zabrtvljene kuglaste ventile, koje mogu zadovoljiti uobičajene zahtjeve za habanjem metalnih tvrdo zabrtvljenih kuglastih ventila; ② Površinska tvrdoća kuglice ventila je 68hrc, površina sjedišta ventila je 58hrc, površina kuglice ventila može se prskati volframovim karbidom pri nadzvučnoj brzini, a površina sjedišta ventila može se prskati legurom stelit20 na nadzvučna brzina. Ova tvrdoća ima široku primjenu u području kemijske industrije ugljena, s visokom otpornošću na habanje i vijekom trajanja.

U stranim zemljama koristi se podudaranje s istom površinskom tvrdoćom kugle ventila i sjedišta ventila. Površinska tvrdoća kuglice ventila i sjedišta ventila veća je od 72hrc postupkom nadzvučnog prskanja volfram karbida. Čak i pod uvjetima ultra-visoke tvrdoće, dodirnu površinu kugle ventila i sjedišta ventila nije lako zagristi. Međutim, trenutno ne postoji zreli proces mljevenja za kuglicu ventila i sjedište ventila s površinskom tvrdoćom većom od 72hrc u Kini, tako da je teško osigurati podudaranje između kuglice ventila i sjedišta ventila, pa se rijetko koristi.

4 mjere opreza za stvrdnjavanje kugle i sjedišta ventila s tvrdom brtvom

Kuglica i sjedalo ventila metalnog tvrdo zatvorenog kuglastog ventila općenito su izrađeni od nehrđajućeg čelika ili materijala otpornih na koroziju. Inače, vezni sloj između cementnog karbida i sjedišta ventila (ili kuglice ventila) lako se korodira od medija, a sloj cementnog karbida otpada, što utječe na vijek trajanja kugličnog ventila.

Osim toga, potrebno je odabrati odgovarajući postupak stvrdnjavanja za različite materijale sjedišta ventila (ili kuglice ventila). Duplex materijali od nehrđajućeg čelika naširoko se koriste u području kemijske industrije ugljena. Dvostruki materijali od nehrđajućeg čelika imaju dobru otpornost na korozijski zamor i otpornost na koroziju trošenja.

Dupleksni nehrđajući čelik je vrsta čelika s feritnom i austenitnom strukturom. Struktura ferita i austenita čini oko 50 posto, a dvofazna struktura postoji neovisno. Njegov učinak karakteriziraju karakteristike i austenitnog nehrđajućeg čelika i feritnog nehrđajućeg čelika. U karakteristikama feritnog nehrđajućeg čelika, kada je temperatura u rasponu od 400 ~ 500 stupnjeva, nakon dugotrajne izolacije pojavit će se snažno krhkost. Ovaj se fenomen općenito naziva krhkost od 475 stupnjeva; Kada temperatura prijeđe 400 ~ 500 stupnjeva, svojstva duplex nehrđajućeg čelika bit će uništena.

Ako se za dvofazni nehrđajući čelik prihvati postupak zavarivanja raspršivanjem ili površinskog cementnog karbida, proces taljenja cementnog karbida i matrice (temperatura je općenito veća od 900 stupnjeva) oštetit će metalografsku strukturu dvofaznog nehrđajućeg čelika, tako da dvofazni materijal od nehrđajućeg čelika nije prikladan za zavarivanje raspršivanjem (ili zavarivanje na hrpu) proces stvrdnjavanja cementnog karbida. Proces površinskog stvrdnjavanja duplex nehrđajućeg čelika prikladan je za proces nadzvučnog raspršivanja. Proces stvrdnjavanja mora osigurati da ne može oštetiti metalografsku strukturu matrice od duplex nehrđajućeg čelika.