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      超音速噴涂技術在硬密封球閥中的應用

      添加時間:2019-08-01

      超音速噴涂技術在硬密封球閥中的應用

      金屬硬密封球閥在石油、化工、冶金和城市建設中得到了廣泛的應用。通過選用不同的材質,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。通過結構上的優化設計,金屬硬密封球閥可以實現無摩擦和低扭矩啟閉。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的要求。如果應用超音速火焰噴涂技術處理球體,能在球體表面形成碳化物金屬陶瓷涂層,該涂層與基體結合強度可達70MPa,孔隙率<2%,具有均勻致密的結構,比較完整的保持了硬質相WC的特性,硬度>1000HV,耐磨耐蝕性能好,有很好的機械力學性能,可以顯著改善球閥的使用性能。

      超音速噴涂技術在硬密封球閥中的應用(圖1)

      2.工作原理

      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,液霧經火花塞點火燃燒后形成高溫高壓的燃氣,拉伐爾噴槍將其加速到超音速。送粉系統將噴涂粉末從拉伐爾噴槍嘴的低壓區送入超音速射流,經射流加溫加速后從噴槍噴出,高速噴向工件表面沉積形成涂層。由于多功能超音速噴涂技術可以使用氧氣和壓縮空氣兩種助燃劑,同時具備HVOF和HVAF的功能,焰流的速度和溫度在大的范圍內連續可調。

      超音速噴涂技術在硬密封球閥中的應用(圖2)

      3.噴涂工藝

      噴涂前,工件必須經過表面清潔處理和噴砂粗化處理,一般噴涂材料為WC-12Co,WC與Co的質量百分數Wt分別為88%和12%,燒結破碎法制造。碳化鎢在常溫下硬度較高,特別是熱硬度很好,至1000°C其硬度下降也很少。

      4.應用

      在石油、化工和焦化裝置中,由于管線溫度高,介質容易在閥門內腔和密封件表面粘附或結焦,普通硬密封球閥(圖3)經常會出現因球體表面結焦而密封不嚴甚至卡塞。為此,將閥座密封面結構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焦層,從而保證密封副的可靠密封。

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