Twarda powłoka zaworu kulowego do trudnych zastosowań

Termin „trudna eksploatacja” ogólnie odnosi się do zastosowań, w których występują duże cząstki,-cykle o wysokiej częstotliwości, ekstremalne temperatury, korozja, erozja lub dowolna kombinacja tych czynników. W tych wymagających warunkach wymagane są zawory kulowe-z metalowym gniazdem.

Sukces zaworu kulowego-z metalowym gniazdem zależy w dużej mierze od wyboru odpowiedniej twardej powłoki i tego, czy powłoka ta zostanie prawidłowo wykonana. Twarde powłoki mogą chronić wrażliwe części i poprawiać działanie zaworu. Jednakże uzyskanie zadowalającej twardej powłoki jest znacznie trudniejsze, niż większość końcowych użytkowników zaworów sobie wyobraża. Z tego powodu nadal często obserwuje się na miejscu-zakładu różne problemy z powłoką zaworów kulowych, takie jak zacieranie się, pękanie, a nawet rozwarstwianie.

Dlaczego zawory kulowe wymagają powłok?

Zawory kulowe z miękkim gniazdem mają swoje ograniczenia, jeśli chodzi o wysokie temperatury lub trudne warunki. Aby wytrzymać obciążenia pomiędzy kulą a gniazdami oraz zapewnić niezawodną i długą żywotność, wymagana jest odpowiednia powłoka pomiędzy ruchomymi obszarami styku. Ponadto, aby wytrzymać warunki ścierne, erozyjne,-wysokie-ciśnienie i wysoką-temperaturę lub narażenie na działanie ciał stałych, właściwy wybór i jakość materiału podstawowego i powłoki będzie miała wpływ na parametry, takie jak szczelność, trwałość, moment obrotowy i możliwość naprawy zaworu.

Ogólne problemy w trudnych warunkach eksploatacyjnych

Surowe warunki panujące w trudnych warunkach eksploatacyjnych stanowią wyzwanie dla żywotności i skuteczności uszczelnienia kuli i gniazda zaworu. Tylko przy odpowiednim doborze materiału można uniknąć przedwczesnej utraty wydajności zaworu. Wysokie-ciśnienie i wysokie-temperatury w połączeniu z ciałami stałymi mogą prowadzić do zatarcia, a nawet odpryskiwania i zniszczenia powłoki. Może to skutkować zwiększonym momentem obrotowym i-niedziałającym zaworem i/lub wysokim współczynnikiem wycieków. To samo dotyczy korozji, erozji lub ścierania, gdy odporność powłoki na zużycie nie jest wystarczająca.

Polecane rozwiązania

Powłoki HVOF i Spray & Fuse to dwie powszechnie stosowane powłoki w branży zaworów. Zalety i zastosowania tych dwóch powłok (niezależnie od materiału proszkowego) przedstawiono w tabeli 1.

Co wyróżnia dobrą powłokę?

Proces produkcji powłok można porównać do tworzenia dzieła sztuki, obejmującego wszystkie etapy, w tym-obróbkę wstępną, natryskiwanie i-obróbkę końcową, które mają wpływ na końcowy wynik. Niedoskonałość choćby na jednym z tych etapów doprowadzi do wadliwego produktu. W wielu przypadkach problemy są podstępne, może to być po prostu niewielki wzrost momentu obrotowego wymaganego do działania zaworu.

Natryskiwanie jest najważniejszym etapem procesu. Prawidłowy proces natryskiwania powinien być jak najbardziej precyzyjny i stabilny. Natryskiwanie to proces dodawania materiału, który należy dokładnie kontrolować. Podobnie jak w przypadku obróbki skrawaniem,-najnowocześniejszy-sprzęt-nie jest jedynym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę; Odpowiednie okucia i lata doświadczenia są również istotne. Stabilność dotyczy zarządzania procesami; po osiągnięciu doskonałego procesu natryskiwania (-podgrzewanie, prędkość, odległości itp.) konieczne jest zapewnienie, aby w przyszłości wszystkie te etapy były realizowane przy minimalnej interwencji. Aby zachować większą konkurencyjność-pod względem kosztów, niektórzy producenci nadal stosują natryskiwanie ręczne; jednakże takie podejście nie jest zalecane, ponieważ nie jest ani precyzyjne, ani stabilne.

Obróbka cieplna odnosi się do etapu stapiania w procesie powlekania metodą natryskiwania i utrwalania. Użytkownicy zaworów coraz częściej akceptują powłokę Spray & Fuse jako bardziej odpowiednią powłokę do trudnych zastosowań, takich jak płukanie i szok termiczny, niż powłoki HVOF. Proces stapiania większości powłok Spray & Fuse dostępnych na rynku odbywa się poprzez ręczne ogrzewanie gniazda kuli za pomocą palnika tlenowo-acetylenowego. Zależy to w dużym stopniu od doświadczenia, dlatego trudno jest zagwarantować jednolitą temperaturę w całym zestawie kulek, co może prowadzić do nierównej jakości powłoki. Aby uzyskać niezawodną i{4}}wydajną powłokę, zaleca się stosowanie-precyzyjnego pieca próżniowego, który zapewnia minimalne wahania temperatury podczas procesu stapiania.

Docieranie odgrywa ważną rolę w wytwarzaniu-wysokiej jakości powłok. Standardowe procesy docierania zapewniają jedynie wystarczającą okrągłość wokół obszaru uszczelnienia. Jeśli rozszerzymy obszar pomiaru na całą kulę, może on już przekroczyć wymogi tolerancji. Z tego powodu wiele zaworów kulowych-z metalowym gniazdem wykazuje stosunkowo akceptowalne działanie podczas testów fabrycznych; jednakże dochodzi do niedopuszczalnych wycieków z powodu uszkodzenia powłoki spowodowanego zaledwie kilkoma cyklami otwierania-i-zamykania zaworu po zainstalowaniu zaworu. Dlatego oprócz możliwości natryskiwania potrzebna jest umiejętność docierania, aby zapewnić idealną okrągłość całej kuli. Co więcej, dobry proces docierania gwarantuje równą grubość powłoki, dzięki czemu można uzyskać równą twardość.

Testowanie i weryfikacjasprawdza, czy powłoki są produkowane zgodnie z pożądaną jakością, a także przekazuje instrukcje dotyczące ciągłego doskonalenia. Metoda kontroli powłok stosowana w przemyśle zaworów zazwyczaj obejmuje badania twardości, porowatości i siły wiązania na próbkach. Ma to jednak ograniczenia: wyniki testów mogą jedynie zweryfikować, czy powłoka spełnia kryteria międzynarodowych norm, a powłoka sprawdzona na próbce nie gwarantuje takich samych właściwości użytkowych w rzeczywistych warunkach pracy po nałożeniu na zestaw kulek. Rozwiązanie tego problemu może rozwiązać alternatywne rozwiązanie: przetestować działanie powłoki w warunkach symulujących, ale bardziej rygorystycznych niż rzeczywiste warunki pracy zaworu, i zastosować standardowe kontrole powłoki jako badanie uzupełniające.

Streszczenie

W tym artykule omówiono, w jaki sposób twarda powłoka może poprawić wydajność zaworów kulowych, wyzwania, jakie stawiają przed zaworami kulowymi trudne zastosowania serwisowe, a także niektóre potencjalne rozwiązania. Chociaż twarda powłoka może rozszerzyć zakres roboczy zaworu kulowego oraz poprawić jego wydajność i żywotność w trudnych zastosowaniach, zależy to ściśle od jakości powłoki. Powłoka-o niskiej jakości to problem, który może szybko spowodować problemy z zaworem kulowym, powodując gorszą wydajność w porównaniu z zaworem kulowym-z miękkim gniazdem. Dlatego należy zwrócić szczególną uwagę na kontrolę jakości powłoki, aby zapobiec nieoczekiwanym sytuacjom.