نظرة عامة على عملية تصلب الصمام الكروي المعدني المختوم

1 نظرة عامة

في وسط السائل عالي اللزوجة ، السائل المختلط مع الغبار والجزيئات الصلبة ، والسوائل المسببة للتآكل بشدة في مجال محطة الطاقة الحرارية ، ونظام البتروكيماويات والصناعات الكيماوية للفحم ، يحتاج الصمام الكروي إلى اختيار الصمام الكروي الصلب الصلب ، لذلك من المهم جدًا تحديد عملية التصلب المناسبة لكرة الصمام الكروي الصلب الختم المعدني ومقعد الصمام.

2 طريقة تصلب من المعدن الصلب الكرة صمام الكرة ومقعد الصمام

في الوقت الحاضر ، تشمل عمليات التصلب المستخدمة بشكل شائع لسطح الصمامات الكروية المعدنية ذات الختم الصلب بشكل أساسي ما يلي:

(1) التسطيح (أو اللحام بالرش) كربيد الأسمنت على سطح الكرة لديه صلابة تزيد عن 40HRC. عملية كربيد الأسمنت التي تظهر على سطح الكرة معقدة ، وكفاءة الإنتاج منخفضة ، ومن السهل تشويه الأجزاء ذات المساحة الكبيرة. في الوقت الحاضر ، نادرا ما تستخدم عملية تصلب سطح الكرة.

(2) سطح الكرة مطلي بالكروم الصلب بصلابة من 6 0 ~ 65 ساعة وسمك 0. 07 ~ 0.10 مم. تتميز طبقة الطلاء بالكروم بصلابة عالية ، ومقاومة للتآكل ، ومقاومة للتآكل ويمكن أن تحافظ على السطح لامعًا لفترة طويلة. العملية بسيطة نسبيًا والتكلفة منخفضة. ومع ذلك ، فإن صلابة طلاء الكروم الصلب ستنخفض بسرعة بسبب إطلاق الضغط الداخلي عندما تزداد درجة الحرارة ، ولا يمكن أن تكون درجة حرارة التشغيل أعلى من 427 درجة. بالإضافة إلى ذلك ، فإن قوة الترابط لطبقة طلاء الكروم منخفضة ، والطلاء سهل التساقط.

(3) تم اعتماد نيترة البلازما على سطح الكرة ، بصلابة سطحية من 6 0 ~ 65hrc وسمك طبقة نيترة 0. 20 ~ 0.40 مم. بسبب مقاومة التآكل الضعيفة ، لا يمكن استخدام عملية تصلب نيترة البلازما في مجالات التآكل الكيميائي القوي.

(4) تتميز عملية الرش عالي السرعة (HVOF) على سطح الكرة بأعلى صلابة من 7 0 ~ 75 ساعة ، قوة تجميع عالية وسمك 0. 3 ~ 0.4 مم. الرش الأسرع من الصوت هو الوسيلة العملية الرئيسية لتصلب سطح الكرة. سائل عالي اللزوجة في محطة الطاقة الحرارية ونظام البتروكيماويات والصناعات الكيماوية للفحم ؛ تُستخدم عملية التصلب في الغالب في السوائل المختلطة مع الغبار والجسيمات الصلبة ووسائط السوائل شديدة التآكل.

عملية الرش الأسرع من الصوت هي طريقة عملية ينتج فيها احتراق وقود الأكسجين تدفق هواء عالي السرعة لتسريع جزيئات المسحوق للتأثير على سطح قطعة العمل وتشكيل طلاء سطح كثيف. في عملية التأثير ، نظرًا لأن سرعة الجسيمات سريعة (500 ~ 750 م / ث) ودرجة حرارة الجسيمات منخفضة (- 3000 درجة) ، يمكن الحصول على الطلاء بقوة الترابط العالية والمسامية المنخفضة ومحتوى الأكسيد المنخفض بعد التأثير على سطح قطعة العمل. تبلغ سرعة الجسيمات 4 أضعاف سرعة الصوت ، حتى أكثر من سرعة صوت الجسيمات.

HVOF هي تقنية معالجة جديدة ، بسماكة رش تبلغ {0}. 3 ~ 0.4 مم ، رابطة ميكانيكية بين الطلاء وقطعة العمل ، قوة ترابط عالية (77 ميجا باسكال) ومسامية منخفضة للطلاء (< 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="">

اللحام بالرش هو نوع من عمليات الرش الحراري لأسطح المواد المعدنية. بعد تسخين المسحوق (المسحوق المعدني ومسحوق السبائك ومسحوق السيراميك) ليذوب أو يصل إلى حالة بلاستيكية عالية من خلال مصدر حرارة ، يتم رشه عن طريق تدفق الهواء وترسبه على سطح قطعة العمل المعالجة مسبقًا لتشكيل طبقة طلاء (لحام) مدمجة بقوة مع سطح قطعة العمل (الركيزة).

في عملية اللحام بالرش والتصلب السطحي ، يكون للكربيد الأسمنتي والمصفوفة عملية ذوبان ، وهناك منطقة ذوبان ساخنة عند تجميع كربيد الأسمنت والمصفوفة. من أجل تحقيق أداء اللحام بالرش بالكامل أو طبقة كربيد الأسمنت المسطحة وتجنب منطقة اللحام بالذوبان الساخن كسطح تلامس معدني بعد المعالجة ، يوصى بأن تكون سماكة اللحام بالرش أو كربيد الأسمنت السطحي أكثر من 3 مم.

3 مطابقة صلابة لسطح التلامس بين الصمام الكروي الصلب ومقعد الصمام

يحتاج سطح التلامس المنزلق المعدني إلى اختلاف معين في الصلابة ، وإلا فمن السهل أن يعض. في التطبيق العملي ، يكون فرق الصلابة بين كرة الصمام ومقعد الصمام بشكل عام 5 ~ 10hrc ، مما يتيح للصمام الكروي أن يتمتع بعمر خدمة أفضل. نظرًا للمعالجة المعقدة وتكلفة المعالجة العالية للكرة ، من أجل حماية الكرة من التلف والتآكل ، تكون صلابة الكرة أعلى بشكل عام من صلابة سطح مقعد الصمام.

هناك نوعان من الصلابة المطابقة على نطاق واسع لمطابقة صلابة سطح التلامس بين كرة الصمام ومقعد الصمام: ① صلابة سطح كرة الصمام 55HRC وسطح مقعد الصمام 45 ساعة. يمكن رش سطح كرة الصمام بسبيكة Stellite 20 بسرعة تفوق سرعة الصوت ، ويمكن تغطية سطح مقعد الصمام بسبيكة Stellite 12. مطابقة الصلابة هذه هي المطابقة الأكثر استخدامًا للصلابة للصمامات الكروية المعدنية المختومة ، والتي يمكن أن تلبي متطلبات التآكل التقليدية للصمامات الكروية المعدنية محكمة الغلق ؛ ② صلابة سطح كرة الصمام هي 68 ساعة ، وسطح مقعد الصمام 58 ساعة ، ويمكن رش سطح كرة الصمام بكربيد التنجستن بسرعة تفوق سرعة الصوت ، ويمكن رش سطح مقعد الصمام بسبيكة ستالايت 20 في سرعة تفوق سرعة الصوت. تستخدم هذه الصلابة على نطاق واسع في مجال صناعة الفحم الكيميائي ، مع مقاومة التآكل العالية وعمر الخدمة.

في البلدان الأجنبية ، يتم استخدام المطابقة مع نفس صلابة سطح كرة الصمام ومقعد الصمام. تكون صلابة سطح كرة الصمام ومقعد الصمام أكبر من 72 ساعة عن طريق عملية رش كربيد التنجستن بالرش الأسرع من الصوت. حتى في حالة الصلابة العالية جدًا ، فإن سطح التلامس مع كرة الصمام ومقعد الصمام ليس من السهل لدغه. ومع ذلك ، في الوقت الحالي ، لا توجد عملية طحن ناضجة لكرات الصمام ومقعد الصمام مع صلابة سطح أكبر من 72 ساعة في الصين ، لذلك من الصعب ضمان المطابقة بين كرة الصمام ومقعد الصمام ، لذلك نادرًا ما يتم استخدامها.

4 احتياطات لتصلب كرة الصمام الكروي الصلبة ومقعد الصمام

إن المقعد الكروي والصمام للصمام الكروي المعدني الصلب مصنوع بشكل عام من الفولاذ المقاوم للصدأ أو مواد مقاومة للتآكل. خلاف ذلك ، من السهل أن تتآكل طبقة الترابط بين كربيد الأسمنت ومقعد الصمام (أو كرة الصمام) بالوسيط ، وتسقط طبقة الكربيد الأسمنت ، مما يؤثر على عمر خدمة الصمام الكروي.

بالإضافة إلى ذلك ، يجب اختيار عملية التصلب المناسبة لمواد مختلفة لمقعد الصمام (أو كرة الصمام). تستخدم مواد الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوجة على نطاق واسع في مجال الصناعة الكيميائية للفحم. تتميز مواد الفولاذ المقاوم للصدأ المزدوجة بمقاومة جيدة للتآكل ومقاومة التآكل.

الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين هو نوع من الفولاذ بهيكل من الفريت والأوستنيت. يمثل هيكل الفريت والأوستنيت حوالي 50 في المائة على التوالي ، والهيكل المكون من مرحلتين موجود بشكل مستقل. يتميز أداءها بخصائص كل من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي والفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي. في خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ الفريتي ، عندما تكون درجة الحرارة في حدود 400 ~ 500 درجة ، سيحدث تقصف قوي بعد العزل لفترة طويلة. وتسمى هذه الظاهرة عمومًا التقصف 475 درجة. عندما تتجاوز درجة الحرارة 400 ~ 500 درجة ، سيتم تدمير خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين.

إذا تم اعتماد عملية اللحام بالرش أو تسطيح عملية كربيد الأسمنت للفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي المرحلة ، فإن عملية ذوبان الكربيد الأسمنتي والمصفوفة (درجة الحرارة أكبر بشكل عام من 900 درجة) ستؤدي إلى إتلاف الهيكل المعدني للفولاذ المقاوم للصدأ ثنائي الطور ، لذا فإن مادة الفولاذ المقاوم للصدأ ثنائية الطور غير مناسب للحام بالرش (أو لحام الكومة) عملية تصلب كربيد الأسمنت. عملية تصلب السطح للفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين مناسبة لعملية الرش الأسرع من الصوت. يجب أن تضمن عملية التصلب عدم قدرتها على إتلاف الهيكل المعدني لمصفوفة الفولاذ المقاوم للصدأ على الوجهين.