Processo di indurimento della valvola a sfera con tenuta metallica

Ⅰ.Panoramica

Nelle centrali termoelettriche, nei sistemi petrolchimici, nei fluidi ad alta viscosità nell'industria chimica del carbone, nei fluidi misti con polvere e particelle solide e nei fluidi altamente corrosivi, le valvole a sfera devono utilizzare valvole a sfera in metallo con tenuta rigida, quindi scegliere un'adeguata tenuta in metallo valvole a sfera.Il processo di indurimento della sfera e della sede della valvola a sfera è molto importante.

Ⅱ.Metodo di indurimento della sfera e della sede della valvola a sfera a tenuta dura in metallo

Allo stato attuale, i processi di indurimento comunemente utilizzati per la superficie delle sfere delle valvole a sfera a tenuta dura in metallo includono principalmente quanto segue:

(1) Rivestimento in lega dura (o saldatura a spruzzo) sulla superficie della sfera, la durezza può raggiungere più di 40 HRC, il processo di rivestimento della lega dura sulla superficie della sfera è complicato, l'efficienza produttiva è bassa e l'ampia area la saldatura superficiale è facile da deformare le parti.Il processo di indurimento del caso viene utilizzato meno frequentemente.

(2) La superficie della sfera è placcata in cromo duro, la durezza può raggiungere 60-65 HRC e lo spessore è 0,07-0,10 mm.Lo strato cromato ha elevata durezza, resistenza all'usura, resistenza alla corrosione e può mantenere la superficie lucida per lungo tempo.Il processo è relativamente semplice e il costo è basso.Tuttavia, la durezza della cromatura dura diminuirà rapidamente a causa del rilascio dello stress interno quando la temperatura aumenta e la sua temperatura di esercizio non può essere superiore a 427 °C.Inoltre, la forza di adesione dello strato di cromatura è bassa e lo strato di placcatura tende a cadere.

(3) La superficie della sfera adotta la nitrurazione al plasma, la durezza superficiale può raggiungere 60~65HRC e lo spessore dello strato di nitruro è 0,20~0,40 mm.A causa della scarsa resistenza alla corrosione del processo di indurimento del trattamento di nitrurazione al plasma, non può essere utilizzato nei campi di forte corrosione chimica.

(4) Il processo di spruzzatura supersonica (HVOF) sulla superficie della sfera ha una durezza fino a 70-75 HRC, un'elevata resistenza dell'aggregato e uno spessore di 0,3-0,4 mm.La spruzzatura HVOF è il principale metodo di processo per l'indurimento superficiale della sfera.Questo processo di indurimento viene utilizzato principalmente nelle centrali termoelettriche, nei sistemi petrolchimici, nei fluidi ad alta viscosità nell'industria chimica del carbone, nei fluidi misti con polvere e particelle solide e nei fluidi altamente corrosivi.

Il processo di spruzzatura supersonica è un metodo di processo in cui la combustione dell'ossigeno produce un flusso d'aria ad alta velocità per accelerare le particelle di polvere per colpire la superficie del componente per formare un rivestimento superficiale denso.Durante il processo di impatto, a causa dell'elevata velocità delle particelle (500-750 m/s) e della bassa temperatura delle particelle (-3000°C), è possibile ottenere un'elevata forza di adesione, una bassa porosità e un basso contenuto di ossido dopo aver colpito la superficie della parte .Rivestimento.La caratteristica dell'HVOF è che la velocità delle particelle di polvere di lega supera la velocità del suono, anche da 2 a 3 volte la velocità del suono, e la velocità dell'aria è 4 volte quella della velocità del suono.

HVOF è una nuova tecnologia di lavorazione, lo spessore dello spruzzo è 0,3-0,4 mm, il rivestimento e il componente sono legati meccanicamente, la forza di adesione è elevata (77 MPa) e la porosità del rivestimento è bassa (<1%).Questo processo prevede una bassa temperatura di riscaldamento delle parti (<93°C), le parti non sono deformate e possono essere spruzzate a freddo.Durante la spruzzatura, la velocità delle particelle di polvere è elevata (1370 m/s), non vi sono zone interessate dal calore, la composizione e la struttura delle parti non cambiano, la durezza del rivestimento è elevata e può essere lavorato a macchina.

La saldatura a spruzzo è un processo di trattamento termico a spruzzo sulla superficie di materiali metallici.Riscalda la polvere (polvere di metallo, polvere di lega, polvere ceramica) fino a uno stato fuso o altamente plastico attraverso una fonte di calore, quindi la spruzza tramite flusso d'aria e la deposita sulla superficie della parte pretrattata per formare uno strato con la superficie della parte.(Substrato) combinato con un forte strato di rivestimento (saldatura).

Nel processo di saldatura a spruzzo e indurimento superficiale, sia il carburo cementato che il substrato subiscono un processo di fusione ed è presente una zona hot melt in cui il carburo cementato e il substrato si incontrano.L'area è la superficie di contatto metallica.Si consiglia che lo spessore del carburo cementato sia superiore a 3 mm mediante saldatura a spruzzo o riporto.

Ⅲ. Durezza della superficie di contatto tra la sfera e la sede della valvola a sfera a tenuta dura

La superficie di contatto scorrevole in metallo deve avere una certa differenza di durezza, altrimenti è facile causare grippaggi.Nell'applicazione pratica, la differenza di durezza tra la sfera della valvola e la sede della valvola è generalmente di 5-10 HRC, il che consente alla valvola a sfera di avere una durata di servizio migliore.A causa della complessa lavorazione della sfera e degli elevati costi di lavorazione, per proteggere la sfera da danni e usura, la durezza della sfera è generalmente superiore alla durezza della superficie della sede della valvola.

Esistono due tipi di combinazioni di durezza ampiamente utilizzate nella durezza della superficie di contatto della sfera della valvola e della sede della valvola: ①La durezza superficiale della sfera della valvola è 55HRC e la superficie della sede della valvola è 45HRC.Lega, questa corrispondenza di durezza è la corrispondenza di durezza più utilizzata per le valvole a sfera con tenuta metallica, che può soddisfare i requisiti di usura convenzionali delle valvole a sfera con tenuta metallica;②La durezza superficiale della sfera della valvola è 68HRC, la superficie della sede della valvola è 58HRC e la superficie della sfera della valvola può essere spruzzata con carburo di tungsteno supersonico.La superficie della sede della valvola può essere realizzata in lega Stellite20 mediante spruzzatura supersonica.Questa durezza è ampiamente utilizzata nell'industria chimica del carbone e presenta un'elevata resistenza all'usura e durata.

Ⅳ.Epilogo

La sfera della valvola e la sede della valvola a sfera in metallo a tenuta dura adottano un processo di indurimento ragionevole, che può determinare direttamente la durata e le prestazioni della valvola a tenuta dura in metallo, e un processo di indurimento ragionevole può ridurre i costi di produzione.