Tvrdi premaz kuglastog ventila u teškim uvjetima rada

Ozbiljna usluga općenito se odnosi na primjene koje uključuju jake čestice, visoke{0}}ciklične promjene frekvencije, ekstremne temperature, koroziju, eroziju ili bilo koju kombinaciju ovih čimbenika. Kuglasti ventili s-metalnim sjedištem potrebni su za ove zahtjevne uvjete.

Uspjeh kuglastog ventila s-metalnim sjedištem uvelike ovisi o odabiru odgovarajućeg tvrdog premaza i je li taj premaz pravilno proizveden. Tvrdi premazi mogu zaštititi ranjive dijelove i poboljšati rad ventila. Međutim, puno je teže nego što većina krajnjih korisnika ventila može zamisliti dobiti zadovoljavajući tvrdi premaz. Zbog toga je još uvijek uobičajeno vidjeti razne probleme s premazom u kuglastim ventilima na-gradilištu, kao što su nagrizanje, pucanje, pa čak i raslojavanje.

Zašto kuglasti ventili zahtijevaju premaze?

Kuglasti ventili s mekim sjedištem imaju svoja ograničenja kada su u pitanju visoke temperature ili teški uvjeti. Za podnošenje opterećenja između lopte i sjedala te za osiguranje pouzdanog i dugog vijeka trajanja potreban je odgovarajući premaz između pokretnih kontaktnih područja. Osim toga, kako bi izdržali abrazivne, erozivne, visoke-tlakove i visoke-temperature ili izloženost krutim tvarima, pravi izbor i kvaliteta osnovnog materijala i premaza utjecat će na performanse kao što su nepropusnost, izdržljivost, zakretni moment i mogućnost popravka ventila.

Opći problemi u teškim uvjetima rada

Teški uvjeti u teškim radnim okruženjima izazov su za životni vijek i performanse brtvljenja kugle i sjedišta ventila. Samo uz odgovarajući odabir materijala može se izbjeći preuranjeni gubitak performansi ventila. Visok-tlak i visoke-temperature, u kombinaciji s krutinama, mogu dovesti do nagrizanja ili čak pucanja i uništavanja premaza. To može rezultirati povećanim zakretnim momentom i ventilom koji ne radi-i/ili visokom stopom curenja. Isto se odnosi na koroziju, eroziju ili abraziju kada otpornost na trošenje premaza nije odgovarajuća.

Preporučena rješenja

Premazi HVOF i Spray & Fuse dva su najčešće korištena premaza u industriji ventila. Prednosti i primjena ova dva premaza (bez obzira na materijal praha) prikazani su u tablici 1.

Što čini dobar premaz?

Proces proizvodnje premaza može se usporediti sa stvaranjem umjetničkog djela, sa svim koracima, uključujući pred-tretman, raspršivanje i naknadn-tretman, koji doprinose konačnom rezultatu. Nesavršenost čak i u jednom od ovih koraka dovest će do neuspjelog proizvoda. U mnogim slučajevima, problemi su podmukli, to može biti samo malo povećanje momenta potrebnog za rad ventila.

Prskanje je najkritičnija karika u procesu. Ispravan postupak prskanja mora biti što precizniji i stabilniji. Sprej je proces dodavanja materijala koji se mora pažljivo kontrolirati. Baš kao i strojna obrada, vrhunska---oprema nije jedini faktor koji treba uzeti u obzir; prikladna oprema i godine iskustva također su ključni. Stabilnost je sve o upravljanju procesima; kada se postigne savršen proces raspršivanja (pred-zagrijavanje, brzina, udaljenosti itd.), bitno je osigurati da se svi ti koraci ubuduće provode uz minimalne intervencije. Kako bi bili troškovno{10}}konkurentniji, neki proizvođači još uvijek koriste ručno prskanje; međutim, ovaj se pristup ne preporučuje jer nije ni precizan ni stabilan.

Toplinska obrada odnosi se na korak topljenja u postupku premazivanja sprejom i fitiljem. Korisnici ventila sve više prihvaćaju premaz Spray & Fuse kao prikladniji premaz za teške servisne primjene, kao što su ispiranje i toplinski šok, od HVOF premaza. Proces spajanja većine Spray & Fuse premaza na tržištu postiže se ručnim zagrijavanjem sjedišta kugle oksiacetilenskim plamenikom. To uvelike ovisi o iskustvu, tako da je teško jamčiti ujednačenost temperature na cijelom setu kuglica, što može dovesti do premaza nejednake kvalitete. Za dobivanje pouzdanog premaza visokih-učinkovitosti, preporučuje se upotreba vakuumske peći visoke-preciznosti koja osigurava minimalne temperaturne varijacije tijekom procesa taljenja.

Lapping igra važnu ulogu u proizvodnji visoko-kvalitetnih premaza. Standardni postupci preklapanja osiguravaju samo dovoljnu zaobljenost oko područja brtvljenja. Ako područje mjerenja proširimo na cijelu kuglu, ono već može premašiti zahtjeve tolerancije. To je razlog zašto mnogi kuglasti ventili s metalnim-sjedištem pokazuju relativno prihvatljive performanse tijekom tvorničkog testiranja; međutim, dolazi do neprihvatljivog curenja zbog oštećenja premaza uzrokovanog samo nekoliko ciklusa otvaranja-i-zatvaranja nakon što je ventil instaliran. Stoga, uz mogućnost prskanja, potrebna je i vješta sposobnost lappinga kako bi se osigurala idealna zaobljenost cijele lopte. Nadalje, dobar postupak lappinga također će jamčiti ravnomjernu debljinu premaza tako da se postiže ravnomjerna tvrdoća.

Ispitivanje i provjeraprovjerite jesu li premazi proizvedeni do željene kvalitete i također dajte upute za stalno poboljšanje. Metoda pregleda premaza koja se koristi u industriji ventila općenito uključuje ispitivanje tvrdoće, poroznosti i čvrstoće veze na uzorcima. Međutim, ima ograničenja: rezultati ispitivanja mogu samo potvrditi da premaz zadovoljava kriterije u međunarodnim standardima, a premaz provjeren na uzorku ne jamči istu izvedbu u stvarnim radnim uvjetima kada se nanese na set loptica. Ovo se može riješiti alternativnim rješenjem: testirati učinak premaza u uvjetima koji simuliraju stvarne radne uvjete ventila, ali su stroži od njih, i koristiti standardne preglede premaza kao dopunsko ispitivanje.

Sažetak

U ovom se članku raspravlja o tome kako tvrdi premaz može poboljšati učinkovitost kuglastih ventila, izazovima koje teške servisne primjene predstavljaju za kuglaste ventile i nekim potencijalnim rješenjima. Iako tvrda prevlaka može proširiti radni opseg kuglastog ventila i poboljšati njegovu izvedbu i životni vijek u teškim uvjetima rada, to strogo ovisi o kvaliteti prevlake. Ne-premaza kvalitete je problem koji može brzo stvoriti probleme s kuglastim ventilom, što rezultira lošijim performansama od meko{3}}sjeđenog kuglastog ventila. Stoga je posebnu pozornost potrebno posvetiti kontroli kvalitete premaza kako bi se spriječile neočekivane situacije.