กระบวนการชุบแข็งบอลวาล์วปิดผนึกโลหะ

Ⅰ.ภาพรวม

ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อน ระบบปิโตรเคมี ของเหลวความหนืดสูงในอุตสาหกรรมเคมีถ่านหิน ของเหลวผสมกับฝุ่นและอนุภาคของแข็ง และของไหลที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง บอลวาล์วจำเป็นต้องใช้บอลวาล์วโลหะปิดผนึกแข็ง ดังนั้นเลือกโลหะปิดผนึกแข็งที่เหมาะสม บอลวาล์วกระบวนการแข็งตัวของบอลและบ่าของบอลวาล์วมีความสำคัญมาก

Ⅱ.วิธีการแข็งตัวของบอลวาล์วและบ่าของบอลวาล์วโลหะปิดผนึกแข็ง

ในปัจจุบัน กระบวนการชุบแข็งที่ใช้กันทั่วไปสำหรับพื้นผิวของบอลวาล์วบอลวาล์วปิดผนึกแข็งโลหะส่วนใหญ่มีดังต่อไปนี้:

(1) พื้นผิวโลหะผสมแข็ง (หรือการเชื่อมด้วยสเปรย์) บนพื้นผิวของทรงกลม ความแข็งสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 40HRC กระบวนการพื้นผิวของโลหะผสมแข็งบนพื้นผิวทรงกลมมีความซับซ้อน ประสิทธิภาพการผลิตต่ำ และพื้นที่ขนาดใหญ่ การเชื่อมพื้นผิวทำให้ชิ้นส่วนเปลี่ยนรูปได้ง่ายกระบวนการชุบแข็งเคสมีการใช้งานไม่บ่อยนัก

(2) พื้นผิวของทรงกลมชุบด้วยฮาร์ดโครม ความแข็งสามารถเข้าถึง 60-65HRC และความหนา 0.07-0.10 มม.ชั้นชุบโครเมียมมีความแข็งสูง ทนต่อการสึกหรอ ทนต่อการกัดกร่อน และสามารถรักษาพื้นผิวให้สดใสได้เป็นเวลานานกระบวนการนี้ค่อนข้างง่ายและต้นทุนต่ำอย่างไรก็ตาม ความแข็งของการชุบฮาร์ดโครมจะลดลงอย่างรวดเร็วเนื่องจากการปลดปล่อยความเครียดภายในเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น และอุณหภูมิในการทำงานต้องไม่สูงกว่า 427 °Cนอกจากนี้แรงยึดเกาะของชั้นชุบโครเมี่ยมยังต่ำ และชั้นชุบมีแนวโน้มที่จะหลุดออก

(3) พื้นผิวของทรงกลมใช้พลาสมาไนไตรด์ ความแข็งของพื้นผิวสามารถเข้าถึง 60~65HRC และความหนาของชั้นไนไตรด์คือ 0.20~0.40 มม.เนื่องจากกระบวนการชุบแข็งด้วยการบำบัดไนไตรด์ด้วยพลาสมามีความต้านทานการกัดกร่อนต่ำ จึงไม่สามารถใช้ในด้านการกัดกร่อนที่รุนแรงด้วยสารเคมีได้

(4) กระบวนการฉีดพ่นด้วยความเร็วเหนือเสียง (HVOF) บนพื้นผิวของทรงกลมมีความแข็งสูงถึง 70-75HRC มีความแข็งแรงรวมสูง และมีความหนา 0.3-0.4 มม.การฉีดพ่น HVOF เป็นวิธีการหลักในการทำให้พื้นผิวแข็งตัวของทรงกลมกระบวนการชุบแข็งนี้ส่วนใหญ่จะใช้ในโรงไฟฟ้าพลังความร้อน ระบบปิโตรเคมี ของไหลที่มีความหนืดสูงในอุตสาหกรรมเคมีถ่านหิน ของไหลผสมกับฝุ่นและอนุภาคของแข็ง และของไหลที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง

กระบวนการพ่นด้วยความเร็วเหนือเสียงเป็นวิธีการเชิงกระบวนการที่การเผาไหม้ของเชื้อเพลิงออกซิเจนทำให้เกิดการไหลเวียนของอากาศความเร็วสูงเพื่อเร่งอนุภาคผงให้กระทบพื้นผิวของส่วนประกอบเพื่อสร้างพื้นผิวเคลือบที่มีความหนาแน่นในระหว่างกระบวนการกระแทก เนื่องจากความเร็วของอนุภาคที่รวดเร็ว (500-750 ม./วินาที) และอุณหภูมิของอนุภาคต่ำ (-3000°C) จึงสามารถได้รับแรงยึดเกาะสูง ความพรุนต่ำ และปริมาณออกไซด์ต่ำหลังจากกระทบกับพื้นผิวของชิ้นส่วน .การเคลือบผิว.ลักษณะของ HVOF คือความเร็วของอนุภาคผงโลหะผสมเกินกว่าความเร็วของเสียง แม้กระทั่ง 2 ถึง 3 เท่าของความเร็วของเสียง และความเร็วลมคือ 4 เท่าของความเร็วของเสียง

HVOF เป็นเทคโนโลยีการประมวลผลใหม่ ความหนาของสเปรย์คือ 0.3-0.4 มม. สารเคลือบและส่วนประกอบถูกเชื่อมติดกันทางกลไก มีแรงยึดเกาะสูง (77MPa) และความพรุนของสารเคลือบต่ำ (<1%)กระบวนการนี้มีอุณหภูมิความร้อนต่ำสำหรับชิ้นส่วน (<93°C) ชิ้นส่วนไม่เสียรูป และสามารถพ่นเย็นได้เมื่อฉีดพ่น ความเร็วอนุภาคผงจะสูง (1370 ม./วินาที) ไม่มีโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน องค์ประกอบและโครงสร้างของชิ้นส่วนไม่เปลี่ยนแปลง ความแข็งของการเคลือบสูง และสามารถกลึงได้

การเชื่อมแบบสเปรย์เป็นกระบวนการบำบัดด้วยสเปรย์ความร้อนบนพื้นผิวของวัสดุโลหะมันให้ความร้อนแก่ผง (ผงโลหะ ผงโลหะผสม ผงเซรามิก) ให้อยู่ในสถานะพลาสติกหลอมเหลวหรือสูงผ่านแหล่งความร้อน จากนั้นจึงพ่นด้วยการไหลของอากาศและฝากไว้บนพื้นผิวของชิ้นส่วนที่ผ่านการบำบัดเพื่อสร้างชั้นที่มี พื้นผิวของชิ้นส่วน(พื้นผิว) ผสมผสานกับชั้นเคลือบ (เชื่อม) ที่แข็งแกร่ง

ในกระบวนการเชื่อมแบบสเปรย์และการชุบแข็งพื้นผิว ทั้งซีเมนต์คาร์ไบด์และซับสเตรตมีกระบวนการหลอม และมีโซนหลอมร้อนที่ซีเมนต์คาร์ไบด์และซับสเตรตมาบรรจบกันพื้นที่เป็นพื้นผิวสัมผัสโลหะแนะนำว่าความหนาของซีเมนต์คาร์ไบด์ควรมากกว่า 3 มม. โดยการเชื่อมหรือพ่นพื้นผิว

Ⅲ. ความแข็งของพื้นผิวสัมผัสระหว่างลูกบอลกับบ่าของบอลวาล์วที่ปิดผนึกอย่างแน่นหนา

พื้นผิวสัมผัสเลื่อนโลหะต้องมีความแตกต่างของความแข็ง ไม่เช่นนั้นอาจเกิดการยึดได้ง่ายในการใช้งานจริง ความแตกต่างของความแข็งระหว่างบอลวาล์วและบ่าวาล์วโดยทั่วไปคือ 5-10HRC ซึ่งช่วยให้บอลวาล์วมีอายุการใช้งานที่ดีขึ้นเนื่องจากการประมวลผลที่ซับซ้อนของทรงกลมและต้นทุนการประมวลผลสูง เพื่อปกป้องทรงกลมจากความเสียหายและการสึกหรอ โดยทั่วไปความแข็งของทรงกลมจะสูงกว่าความแข็งของพื้นผิวบ่าวาล์ว

มีการผสมผสานความแข็งสองชนิดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในความแข็งพื้นผิวสัมผัสของบอลวาล์วและบ่าวาล์ว: 1. ความแข็งพื้นผิวของบอลวาล์วคือ 55HRC และพื้นผิวของบ่าวาล์วคือ 45HRCโลหะผสม การจับคู่ความแข็งนี้เป็นการจับคู่ความแข็งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับบอลวาล์วปิดผนึกด้วยโลหะ ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการการสึกหรอทั่วไปของบอลวาล์วปิดผนึกด้วยโลหะ2. ความแข็งพื้นผิวของบอลวาล์วคือ 68HRC พื้นผิวของบ่าวาล์วคือ 58HRC และพื้นผิวของบอลวาล์วสามารถพ่นด้วยทังสเตนคาร์ไบด์ความเร็วเหนือเสียงได้พื้นผิวของบ่าวาล์วสามารถทำจากโลหะผสม Stellite20 ได้โดยการพ่นด้วยความเร็วเหนือเสียงความแข็งนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเคมีถ่านหินและมีความต้านทานการสึกหรอและอายุการใช้งานสูง

Ⅳ.บทส่งท้าย

บอลวาล์วและบ่าวาล์วของบอลวาล์วโลหะปิดผนึกแข็งใช้กระบวนการชุบแข็งที่เหมาะสมซึ่งสามารถกำหนดอายุการใช้งานและประสิทธิภาพของวาล์วปิดผนึกแข็งโลหะได้โดยตรง และกระบวนการชุบแข็งที่เหมาะสมสามารถลดต้นทุนการผลิตได้