Ⅰ.Przegląd
W elektrowniach cieplnych, instalacjach petrochemicznych, płynach o dużej lepkości w przemyśle chemicznym węgla, płynach mieszanych z pyłem i cząstkami stałymi oraz płynach silnie korozyjnych, w zaworach kulowych należy stosować zawory kulowe z twardą uszczelką metalową, dlatego należy wybrać odpowiednie zawory kulowe z twardą uszczelką metalową zawory kulowe.Bardzo ważny jest proces utwardzania kuli i gniazda zaworu kulowego.
Ⅱ.Metoda hartowania kuli i gniazda metalowego zaworu kulowego z twardą uszczelką
Obecnie powszechnie stosowane procesy hartowania powierzchni metalowych kulek zaworów kulowych z twardym uszczelnieniem obejmują głównie:
(1) Napawanie twardym stopem (lub zgrzewanie natryskowe) na powierzchni kuli, twardość może osiągnąć ponad 40HRC, proces napawania twardego stopu na powierzchni kuli jest skomplikowany, wydajność produkcji jest niska, a duża powierzchnia spawanie powierzchniowe jest łatwe do odkształcenia części.Rzadziej stosuje się proces utwardzania dyfuzyjnego.
(2) Powierzchnia kuli jest pokryta twardym chromem, twardość może osiągnąć 60-65HRC, a grubość wynosi 0,07-0,10 mm.Warstwa chromowana ma wysoką twardość, odporność na zużycie, odporność na korozję i może utrzymać jasną powierzchnię przez długi czas.Proces jest stosunkowo prosty, a koszt niewielki.Jednakże twardość twardego chromowania szybko spada w wyniku uwolnienia naprężeń wewnętrznych wraz ze wzrostem temperatury, a jego temperatura robocza nie może być wyższa niż 427 ° C.Ponadto siła wiązania warstwy chromu jest niska, a warstwa plateru jest podatna na odpadanie.
(3) Powierzchnia kuli podlega azotowaniu plazmowemu, twardość powierzchni może osiągnąć 60 ~ 65 HRC, a grubość warstwy azotku wynosi 0,20 ~ 0,40 mm.Ze względu na słabą odporność na korozję procesu utwardzania azotowaniem plazmowym, nie można go stosować w obszarach silnej korozji chemicznej.
(4) Proces natryskiwania naddźwiękowego (HVOF) na powierzchni kuli pozwala uzyskać twardość do 70–75 HRC, wysoką wytrzymałość kruszywa i grubość 0,3–0,4 mm.Główną metodą procesową utwardzania powierzchni kuli jest natryskiwanie HVOF.Ten proces hartowania jest najczęściej stosowany w elektrowniach cieplnych, instalacjach petrochemicznych, płynach o wysokiej lepkości w przemyśle chemii węgla, płynach mieszanych z pyłem i cząstkami stałymi oraz płynach silnie korozyjnych.
Proces natryskiwania naddźwiękowego to metoda procesowa, w której spalanie paliwa tlenowego wytwarza przepływ powietrza o dużej prędkości w celu przyspieszenia uderzenia cząstek proszku w powierzchnię elementu w celu utworzenia gęstej powłoki powierzchniowej.Podczas procesu udarowego, dzięki dużej prędkości cząstek (500-750m/s) i niskiej temperaturze cząstek (-3000°C), po uderzeniu w powierzchnię części można uzyskać wysoką siłę wiązania, niską porowatość i niską zawartość tlenków .Powłoka.Cechą HVOF jest to, że prędkość cząstek proszku stopowego przekracza prędkość dźwięku, nawet 2 do 3 razy większą od prędkości dźwięku, a prędkość powietrza jest 4 razy większa od prędkości dźwięku.
HVOF to nowa technologia przetwarzania, grubość natrysku wynosi 0,3-0,4 mm, powłoka i element są połączone mechanicznie, siła wiązania jest wysoka (77 MPa), a porowatość powłoki jest niska (<1%).Proces ten charakteryzuje się niską temperaturą ogrzewania części (<93°C), części nie ulegają deformacji i można je natryskiwać na zimno.Podczas natryskiwania prędkość cząstek proszku jest wysoka (1370 m/s), nie ma strefy wpływu ciepła, skład i struktura części nie zmieniają się, twardość powłoki jest wysoka i można ją obrabiać.
Spawanie natryskowe to proces obróbki natryskowej cieplnej powierzchni materiałów metalowych.Ogrzewa proszek (proszek metalowy, proszek stopowy, proszek ceramiczny) do stanu stopionego lub o wysokiej plastyczności za pomocą źródła ciepła, a następnie natryskuje go strumieniem powietrza i osadza na powierzchni wstępnie obrobionej części, tworząc warstwę z powierzchnię części.(Podłoże) połączone z mocną warstwą powłokową (spawaną).
W procesie spawania natryskowego i utwardzania powierzchniowego zarówno węglik spiekany, jak i podłoże podlegają procesowi topienia, a w miejscu styku węglika spiekanego i podłoża występuje strefa topienia na gorąco.Obszar ten to metalowa powierzchnia styku.Zaleca się, aby grubość węglika spiekanego była większa niż 3 mm przy spawaniu natryskowym lub napawaniu.
Ⅲ. Twardość powierzchni styku pomiędzy kulą a gniazdem twardo uszczelnionego zaworu kulowego
Metalowa powierzchnia styku ślizgowego musi mieć pewną różnicę twardości, w przeciwnym razie łatwo jest spowodować zatarcie.W praktyce różnica twardości pomiędzy kulą zaworu a gniazdem zaworu wynosi zazwyczaj 5-10 HRC, co umożliwia dłuższą żywotność zaworu kulowego.Ze względu na złożoną obróbkę kuli i wysokie koszty obróbki, w celu ochrony kuli przed uszkodzeniem i zużyciem, twardość kuli jest z reguły wyższa niż twardość powierzchni gniazda zaworu.
Istnieją dwa rodzaje kombinacji twardości, które są szeroko stosowane w odniesieniu do twardości powierzchni styku kuli zaworu i gniazda zaworu: ①Twardość powierzchni kuli zaworu wynosi 55HRC, a powierzchnia gniazda zaworu wynosi 45HRC.Stop, ten odpowiednik twardości jest najczęściej stosowanym dopasowaniem twardości do zaworów kulowych z uszczelnieniem metalowym, które mogą spełniać konwencjonalne wymagania dotyczące zużycia zaworów kulowych z uszczelnieniem metalowym;②Twardość powierzchni kuli zaworu wynosi 68HRC, powierzchnia gniazda zaworu wynosi 58HRC, a powierzchnię kuli zaworu można natryskiwać naddźwiękowym węglikiem wolframu.Powierzchnia gniazda zaworu może być wykonana ze stopu Stellite20 metodą natryskiwania naddźwiękowego.Twardość ta jest szeroko stosowana w przemyśle chemicznym węgla i ma wysoką odporność na zużycie i żywotność.
Ⅳ.Epilog
Kula zaworu i gniazdo zaworu kulowego z twardą uszczelką metalową przyjmują rozsądny proces hartowania, który może bezpośrednio określić żywotność i wydajność metalowego zaworu z twardą uszczelką, a rozsądny proces hartowania może obniżyć koszty produkcji.
Czas publikacji: 26 października 2022 r