超音速噴涂技術(shù)在硬密封球閥中的應(yīng)用

1、超音速噴涂技術(shù)在硬密封球閥中的應(yīng)用【字體：小大】作者：佚名資訊來源：本站原創(chuàng)發(fā)布時(shí)間：2008-9-415:24:52TheapplicationofthehighvelocityoxygenfuelsprayAbstract:HighVelocityOxygenFuelSpraycanmakeexcellentcarbonizedceramic-mentalcoatwhosecombinationstrengthismorethan70MPa,cavityrateislessthan2%,hardnessismorethanHV1000wear-resistanceandanticorros

2、ionisgood,whichcanenhancethewear-resistanceandanti-corrosionofthemetalseatedballvalves.Withthistechnology,wehavedevelopedthemetalseatedballvalveusedinthehigh-temperatureandhigh-corrosiveindustryandthescraperballvalvewithscrapertocleanthetar,whichimprovethemetalseatedballvalveslifetimeandapplicationr

3、ange.1概述金屬硬密封球閥在石油、化工、冶金和城市建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。通過選用不同的材質(zhì),金屬硬密封球閥可以適用于水、蒸汽、油品、硝酸、醋酸和尿素等多種介質(zhì)。通過結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化設(shè)計(jì),金屬硬密封球閥可以實(shí)現(xiàn)無(wú)摩擦和低扭矩啟閉。在使用中,金屬硬密封球閥的主要失效形式是沖蝕磨損。雖然,通過表面熱處理或堆焊硬質(zhì)合金等方法能提高金屬硬密封球閥的使用壽命和耐擦傷性能，但仍然不能滿足輸送鋼灰、煤粉、硅粉和氧化鋁粉末等特殊介質(zhì)的要求。如果應(yīng)用超音速火焰噴涂技術(shù)處理球體，能在球體表面形成碳化物金屬陶瓷涂層,該涂層與基體結(jié)合強(qiáng)度可達(dá)70MPa,孔隙率2%,具有均勻致密的結(jié)構(gòu)，比較完整的保持了硬質(zhì)相WC勺特性

4、,硬度1000HV,耐磨耐蝕性能好,有很好的機(jī)械力學(xué)性能，可以顯著改善球閥的使用性能.2工作原理出水圖1H0/F超音速噴涂裝置超音速噴涂裝置（圖1）利用煤油為燃料，利用氧氣和壓縮空氣為助燃劑，控制裝置將煤油和助燃劑以一定的壓力和流量輸送到噴槍，經(jīng)高性能霧化噴嘴霧化混合成液霧后噴入噴槍燃燒室，液霧經(jīng)火花塞點(diǎn)火燃燒后形成高溫高壓的氣，拉伐爾噴槍將其加速到超音速。送粉系統(tǒng)將噴涂粉末從拉伐爾噴槍嘴的低壓區(qū)送入超音速射流，經(jīng)射流加溫加速后從噴槍噴出，高速噴向工件表燃齊,同時(shí)具備HVO林口HVAF的功能，焰流的速度和溫度在大的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。3噴涂工藝噴涂前，工件必須經(jīng)過表面清潔處理和噴砂粗化處理，一般噴

5、涂材料為WC-12Co,W5Co的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)Wt分別為88咐口12%,燒結(jié)破碎法制造。碳化鴇在常溫下硬度較高，特別是熱硬度很好，至1000c其硬度下降也很少（圖2）。圖2溫度-硬度曲線通過對(duì)WC-12C琳層和基體試樣在30和90的沖蝕磨損試驗(yàn)對(duì)比,在30時(shí)為基體的45倍，在90時(shí)為基體的52倍。因其結(jié)合力強(qiáng)，硬度高，涂層有完整的耐磨顯微結(jié)構(gòu)，因而抗沖蝕磨損性能較高。試驗(yàn)表明，WC-12Co涂層的沖蝕呈部分塑性沖蝕的特征。粘結(jié)相Co由于自身的塑性變形，可以吸收部分塑性沖蝕粒子的能量，而硬質(zhì)相WCM有抵擋沖蝕粒子的作用，二者相互補(bǔ)充，所以涂層具有很好的耐沖蝕磨損性能。4應(yīng)用圖3升通硬密封球閥在石油

6、、化工和焦化裝置中，由于管線溫度高，介質(zhì)容易在閥門內(nèi)腔和密封件表面粘附或結(jié)焦，普通硬密封球閥（圖3）經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)因球體表面結(jié)焦而密封不嚴(yán)甚至卡塞。為此，將閥座密封面結(jié)構(gòu)改為帶有鋒利刃口的刮刀形（圖4）,可以在閥門啟閉過程中刮削掉球體表面的粘附物或結(jié)焦層，從而保證密封副的可靠密封。L煙體上甲體34.腿體乩右閥體5.心壽骸堪&左陽(yáng)空工卜時(shí)環(huán)工右卜仃量他m枚,JI-KH.HI工公選中（1扎的外牛14.WH15,地Fl】k珀同但17,增蚌壓機(jī)IM蝴19.支架2a螺母NL&杰螺橙2L伸黃腦網(wǎng)2工動(dòng)騏置HI4刮刃式高溫船懈幢需時(shí)球閥在試制過程中,球體采用F304鍛彳,表面氮化處理以提高硬度。閥座材質(zhì)為F30

7、4,堆焊司太立硬質(zhì)合金。使用發(fā)現(xiàn)，在常溫狀態(tài)，介質(zhì)清潔的情況下，能保證可靠密封，當(dāng)介質(zhì)溫度升高到400c以上，由于司太立合金的熱硬性不高，球體為表面氮化處理，耐磨性差，在刮削結(jié)焦物的同時(shí)，很容易損壞閥座密封面和球體表面，故很難滿足工況要求。厚約03mm勺耐沖蝕磨損涂層，硬度6062HRC閥座密封面基體仍加工成刮刀形,在其表面也噴涂上03mmiI度的涂層。通過改變噴涂工藝,使其涂層硬度為5558HRC使閥座密封面硬度與球體表面形成一定的硬度差。噴涂完成后,球體經(jīng)金剛石磨具磨削,至表面粗糙度RaO-8dm后，將閥座密封面與球體手工配研。配研材料采用加油酸調(diào)制的天然金剛石粉末（粒度1200目）,研磨密封面表面粗糙度至RaO-2dm后裝配試驗(yàn)，在常溫下密封可靠。利用特制的加熱設(shè)備,將閥門加熱至設(shè)計(jì)上限溫度540后,保溫8h,操作測(cè)試,閥門啟閉靈活,密封試驗(yàn)正常。經(jīng)過反復(fù)多次試驗(yàn)后,球面無(wú)明顯變化。由于超音速噴涂的WC-12C禰層的熱硬性和耐沖蝕磨