סקירה כללית של תהליך התקשות של שסתום כדור אטום מתכת

1 סקירה כללית

במדיום של נוזל צמיג גבוה, נוזל מעורב עם אבק וחלקיקים מוצקים, ונוזל קורוזיבי חזק בתחום תחנת הכוח התרמית, המערכת הפטרוכימית והתעשייה הכימית הפחמית, השסתום הכדורי צריך לבחור את שסתום הכדור האטום הקשיח ממתכת, כך שהוא חשוב מאוד לבחור את תהליך ההתקשות המתאים של כדור שסתום כדור אטם קשיח ממתכת ומושב שסתום.

2 שיטות התקשות של כדור שסתום כדור איטום קשיח ממתכת ומושב שסתום

כיום, תהליכי ההתקשות הנפוצים עבור פני השטח של שסתומי כדורי איטום קשיח מתכת כוללים בעיקר את הדברים הבאים:

(1) משטחים (או ריתוך בהתזה) של קרביד צמנט על פני הכדור יש קשיות של יותר מ-40HRC. תהליך הצפת הקרביד המוצק על פני הכדור הוא מורכב, יעילות הייצור נמוכה, וקל לעיוות את החלקים משטח גדול. כיום, תהליך התקשות פני השטח של הכדור משמש לעתים רחוקות.

(2) פני השטח של הכדור מצופים בכרום קשה עם קשיות של 60 ~ 65hrc ובעובי של 0.07 ~ 0.10 מ"מ. לשכבת ציפוי הכרום יש קשיות גבוהה, עמידות בפני שחיקה, עמידות בפני קורוזיה ויכולה לשמור על פני השטח בהירים לאורך זמן. התהליך פשוט יחסית והעלות נמוכה. עם זאת, הקשיות של ציפוי כרום קשיח תקטן במהירות עקב שחרור הלחץ הפנימי כאשר הטמפרטורה עולה, וטמפרטורת העבודה שלו לא יכולה להיות גבוהה מ-427 מעלות. בנוסף, כוח ההדבקה של שכבת ציפוי הכרום נמוך, והציפוי קל ליפול.

(3) ניטרידת פלזמה מאומצת על פני הכדור, עם קשיות פני השטח של 60 ~ 65hrc ועובי שכבת ניטרד של 0.20 ~ 0.40 מ"מ. בשל עמידות לקורוזיה ירודה, תהליך ההתקשות של ניטריד פלזמה אינו יכול לשמש בתחומי קורוזיה כימית חזקה.

(4) לתהליך הריסוס המהיר (HVOF) על פני הכדור יש את הקשיות הגבוהה ביותר של 70 ~ 75hrc, חוזק מצטבר גבוה ועובי של 0.3 ~ 0.4 מ"מ. ריסוס על-קולי הוא אמצעי התהליך העיקרי להתקשות פני השטח של הכדור. נוזל צמיג גבוה בתחנת כוח תרמית, במערכת פטרוכימית ובתעשייה כימית פחם; תהליך ההתקשות משמש בעיקר בנוזלים מעורבים עם אבק וחלקיקים מוצקים ואמצעי נוזל מאכל מאוד.

תהליך ריסוס על-קולי הוא שיטת תהליך שבה שריפת דלק חמצן מייצרת זרימת אוויר במהירות גבוהה כדי להאיץ חלקיקי אבקה להשפיע על משטח העבודה וליצור ציפוי משטח צפוף. בתהליך ההשפעה, מכיוון שמהירות החלקיקים מהירה (500 ~ 750m/s) וטמפרטורת החלקיקים נמוכה (- 3000 מעלות), ניתן לקבל ציפוי בעל חוזק מליטה גבוה, נקבוביות נמוכה ותכולת תחמוצת נמוכה לאחר פגיעה במשטח העבודה. מהירותם של חלקיקים היא פי 4 ממהירות הקול, אפילו יותר ממהירות הקול של חלקיקים.

HVOF היא טכנולוגיית עיבוד חדשה, עם עובי ריסוס של {{0}}.3 ~ 0.4 מ"מ, מליטה מכנית בין ציפוי לחומר העבודה, חוזק מליטה גבוה (77MPa) ונקבוביות נמוכה של הציפוי (< 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="">

ריתוך בהתזה הוא סוג של תהליך ריסוס תרמי עבור פני השטח של חומרי מתכת. לאחר שהאבקה (אבקת מתכת, אבקת סגסוגת ואבקת קרמיקה) מחוממת להמסה או להגיע למצב פלסטי גבוה דרך מקור חום, היא מותזת על ידי זרימת אוויר ומושקעת על משטח העבודה שטופל מראש ליצירת שכבת ציפוי (ריתוך). בשילוב חזק עם משטח העבודה (המצע).

בתהליך ריתוך בהתזה והתקשות משטחים, לקרביד המוצק ולמטריקס יש תהליך התכה, וקיים אזור התכה חם באיסוף הקרביד המלט והמטריצה. על מנת להשיג את הביצועים המלאים של ריתוך בהתזה או שכבת קרביד צמנט משטחים ולהימנע מאזור ההיתוך החם הריתוך כמשטח מגע מתכתי לאחר העיבוד, מומלץ שעובי ריתוך בהתזה או משטח קרביד צמנט יהיה יותר מ-3 מ"מ.

התאמת קשיות 3 של משטח המגע בין שסתום כדורי איטום קשיח למושב השסתום

משטח המגע המחליק ממתכת צריך להיות בעל הבדל קשיות מסוים, אחרת קל לנשוך אותו. ביישום מעשי, הפרש הקשיות בין כדור השסתום למושב השסתום הוא בדרך כלל 5 ~ 10hrc, מה שמאפשר לשסתום הכדורי לקבל חיי שירות טובים יותר. בשל העיבוד המורכב ועלות העיבוד הגבוהה של הכדור, על מנת להגן על הכדור מפני נזק ובלאי, קשיות הכדור בדרך כלל גבוהה מזו של משטח מושב השסתום.

ישנם שני סוגים של התאמת קשיות בשימוש נרחב עבור התאמת הקשיות של משטח המגע בין כדור השסתום למושב השסתום: ① קשיות פני השטח של כדור השסתום היא 55HRC ומשטח מושב השסתום הוא 45 שעות. ניתן לרסס את פני כדור השסתום בסגסוגת Stellite 20 במהירות על-קולית, ואת פני השטח של מושב השסתום ניתן לרסס בסגסוגת Stellite 12. התאמת קשיות זו היא התאמת הקשיות הנפוצה ביותר עבור שסתומי כדור אטומים ממתכת, שיכולים לעמוד בדרישות הבלאי הקונבנציונליות של שסתומי כדור אטומים ממתכת קשיחים; ② קשיות פני השטח של כדור השסתום היא 68 שעות, פני השטח של מושב השסתום הם 58 שעות, ניתן לרסס את פני השטח של כדור השסתום עם טונגסטן קרביד במהירות על-קולית, ואת פני השטח של מושב השסתום ניתן לרסס בסגסוגת stellite20 בשעה מהירות על-קולית. קשיות זו נמצאת בשימוש נרחב בתחום התעשייה הכימית של פחם, עם עמידות בפני שחיקה וחיי שירות גבוהים.

In foreign countries, the matching with the same surface hardness of the valve ball and valve seat is used. The surface hardness of the valve ball and valve seat is greater than 72hrc by supersonic spraying tungsten carbide process. Even under the condition of ultra-high hardness, the contact surface of the valve ball and valve seat is not easy to bite. However, at present, there is no mature grinding process for the valve ball and valve seat with surface hardness greater than 72hrc in China, so it is difficult to ensure the matching between the valve ball and valve seat, so it is rarely used.

4 אמצעי זהירות להתקשות של כדור שסתום כדור איטום קשיח ומושב שסתום

הכדור ומושב השסתום של שסתום כדורי אטום קשיח ממתכת עשויים בדרך כלל מפלדת אל חלד או חומרים עמידים בפני קורוזיה. אחרת, קל להחליד את שכבת ההדבקה בין הקרביד המלט למושב השסתום (או כדור השסתום) על ידי המדיום, ושכבת הקרביד המוצק נושרת, ומשפיעה על חיי השירות של השסתום הכדורי.

בנוסף, יש לבחור תהליך התקשות מתאים עבור חומרים שונים למושב השסתום (או כדור השסתום). חומרי נירוסטה דופלקסים נמצאים בשימוש נרחב בתחום התעשייה הכימית של פחם. לחומרי נירוסטה דופלקסים יש עמידות טובה בפני עייפות קורוזיה ועמידות בפני קורוזיה ללבוש.

נירוסטה דופלקס היא סוג של פלדה עם מבנה פריט וגם אוסטניט. מבנה פריט ואוסטניט מהווים כ-50 אחוזים בהתאמה, והמבנה הדו-פאזי קיים באופן עצמאי. הביצועים שלו מאופיינים במאפיינים הן של נירוסטה אוסטניטית והן של נירוסטה פריטית. במאפיינים של נירוסטה פריטית, כאשר הטמפרטורה היא בטווח של 400 ~ 500 מעלות, תתרחש שבירה חזקה לאחר בידוד ממושך. תופעה זו נקראת בדרך כלל שבירה של 475 מעלות; כאשר הטמפרטורה עולה על 400 ~ 500 מעלות, המאפיינים של נירוסטה דופלקס ייהרסו.

אם תהליך ההתזה של ריתוך קרביד מוצק מאומץ עבור פלדת אל-חלד דו-פאזי, תהליך ההיתוך של קרביד מוצק ומטריצה ​​(הטמפרטורה היא בדרך כלל גבוהה מ-900 מעלות) יפגע במבנה המטאלוגרפי של נירוסטה דו-פאזי, ולכן חומר נירוסטה דו-פאזי אינו מתאים לריתוך בהתזה (או ריתוך ערמה) לתהליך התקשות של קרביד צמנט. תהליך התקשות פני השטח של נירוסטה דופלקס מתאים לתהליך ריסוס על-קולי. תהליך ההתקשות חייב להבטיח שלא יוכל לפגוע במבנה המטאלוגרפי של המטריצה ​​של נירוסטה דופלקס.