Kuleventil hardt belegg i krevende bruksområder
Alvorlig service refererer vanligvis til applikasjoner som har tung partikkelinvolvering, høy-sykling, ekstreme temperaturer, korrosjon, erosjon eller en kombinasjon av disse faktorene. Kuleventiler med metall-sete er nødvendig for disse krevende forholdene.
Suksessen til en kuleventil med-sett i metall avhenger i stor grad av valget av et passende hardt belegg og om belegget er riktig produsert. Harde belegg kan beskytte sårbare deler og forbedre en ventils ytelse. Det er imidlertid mye vanskeligere enn de fleste ventilsluttbrukere ville forestille seg å oppnå et tilfredsstillende hardt belegg. Dette er grunnen til at det fortsatt er vanlig å se en rekke beleggsproblemer i kuleventiler på -stedet, for eksempel gnaging, sprekker og til og med delaminering.
Hvorfor krever kuleventiler belegg?
Myke kuleventiler har sine begrensninger når det gjelder høye temperaturer eller vanskelige forhold. For å håndtere belastningene mellom kulen og setene, og for å sikre en pålitelig og lang levetid, kreves et passende belegg mellom de bevegelige kontaktområdene. I tillegg, for å tåle slitende, eroderende, høye-trykk og høye-temperaturforhold eller eksponering for faste stoffer, vil det riktige valget og kvaliteten på basismateriale og belegg påvirke ytelsen som tetthet, utholdenhet, dreiemoment og reparerbarhet til ventilen.
Generelle problemer under alvorlige serviceforhold
De tøffe forholdene i tøffe servicemiljøer er en utfordring for levetiden og tetningsytelsen til ventilkulen og setet. Bare med et passende materialvalg kan for tidlig ytelsestap av ventilen unngås. Høyt-trykk og høye-temperaturer, kombinert med faste stoffer, kan føre til gnaging eller til og med flising og ødeleggelse av belegget. Dette kan resultere i økt dreiemoment og en ikke-operativ ventil og/eller høy lekkasjerate. Det samme gjelder korrosjon, erosjon eller slitasje når slitestyrken til belegget ikke er tilstrekkelig.
Anbefalte løsninger
HVOF og Spray & Fuse-belegg er to ofte brukte belegg i ventilindustrien. Fordelene og bruksområdene til disse to beleggene (uavhengig av pulvermateriale) er vist i tabell 1.
Hva gjør et godt belegg?
Produksjonsprosessen for belegg kan sammenlignes med å lage et kunstverk, med alle trinn, inkludert for-behandling, spraying og etter-behandling, som bidrar til det endelige resultatet. Ufullkommenhet i selv ett av disse trinnene vil føre til et mislykket produkt. I mange tilfeller er problemene lumske, det kan bare være en liten økning i dreiemomentet som kreves for ventildrift.
Sprøyting er det mest kritiske leddet i prosessen. En riktig sprøyteprosess skal være så nøyaktig og stabil som mulig. Spray er en prosess med materialtilsetning som må kontrolleres nøye. Akkurat som maskinering, er ikke-det{4}}-moderne utstyret den eneste faktoren å vurdere. passende inventar og mange års erfaring er også avgjørende. Stabilitet handler om prosessledelse; når en perfekt sprøyteprosess (for-forvarming, hastighet, avstander osv.) er oppnådd, er det viktig å sikre at alle disse trinnene implementeres i fremtiden med et minimum av inngrep. For å være mer kostnadseffektiv{10}}bruker noen produsenter fortsatt manuell spraying. denne tilnærmingen anbefales imidlertid ikke da den verken er presis eller stabil.
Varmebehandling refererer til smeltetrinnet i Spray & Fuse-beleggingsprosessen. Ventilbrukere aksepterer i økende grad Spray & Fuse-belegg som et mer egnet belegg for alvorlige bruksområder, som spyling og termisk sjokk, enn HVOF-belegg. Fusjonsprosessen til de fleste Spray & Fuse-belegg på markedet oppnås ved å manuelt varme opp kulesetet med en oksyacetylenbrenner. Dette er svært avhengig av erfaring, så det er vanskelig å garantere jevn temperatur over hele kulesettet, noe som kan føre til et belegg med ujevn kvalitet. For å oppnå et pålitelig og-belegg med høy ytelse, anbefales det å bruke en høy-vakuumovn med høy presisjon som sikrer en minimal temperaturvariasjon under smelteprosessen.
Lapping spiller en viktig rolle for å produsere belegg av høy-kvalitet. Standard lappingsprosesser sikrer bare tilstrekkelig rundhet rundt tetningsområdet. Hvis vi utvider måleområdet til hele ballen, kan den allerede overskride toleransekravene. Dette er grunnen til at mange metall-kuleventiler viser relativt akseptabel ytelse under fabrikktesting; imidlertid oppstår uakseptabel lekkasje på grunn av beleggskader forårsaket av bare noen få åpne-og-lukkingssykluser når ventilen er installert. Derfor, i tillegg til spray-evne, er det nødvendig med dyktige lapping-evner for å sikre den ideelle rundheten over hele ballen. Videre vil en god lappeprosess også garantere en jevn beleggtykkelse slik at jevn hardhet oppnås.
Testing og verifiseringkontrollere at belegg produseres til ønsket kvalitet, og gi også kontinuerlige forbedringsinstruksjoner. Belegginspeksjonsmetoden som brukes i ventilindustrien inkluderer generelt hardhet, porøsitet og bindestyrketester på prøver. Det har imidlertid begrensninger: testresultatene kan bare bekrefte at belegget tilfredsstiller kriteriene i internasjonale standarder, og et belegg verifisert på en prøve garanterer ikke samme ytelse under reelle arbeidsforhold når det påføres et kulesett. En alternativ løsning kan løse dette: test beleggsytelsen under forhold som simulerer, men strengere enn, de reelle ventilarbeidsforholdene, og bruk standard beleggsinspeksjoner som supplerende testing.
Sammendrag
Denne artikkelen har diskutert hvordan hardt belegg kan forbedre ytelsen til kuleventiler, utfordringene som alvorlige serviceapplikasjoner utgjør for kuleventiler, og noen potensielle løsninger. Selv om hardt belegg kan utvide en kuleventils arbeidsomfang og forbedre ytelsen og levetiden i alvorlige bruksområder, avhenger dette strengt av kvaliteten på belegget. Belegg av under-kvalitet er et problem som raskt kan skape problemer med en kuleventil, noe som resulterer i dårligere ytelse enn en myk-kuleventil. Derfor må det gis spesiell oppmerksomhet til kvalitetskontrollen av belegget for å forhindre uventede situasjoner.