超音速喷涂技术在硬密封球阀中的应用

1、超音速喷涂技术在硬密封球阀中的应用【字体：小大】作者：佚名资讯来源：本站原创发布时间：2008-9-415:24:52TheapplicationofthehighvelocityoxygenfuelsprayAbstract:HighVelocityOxygenFuelSpraycanmakeexcellentcarbonizedceramic-mentalcoatwhosecombinationstrengthismorethan70MPa,cavityrateislessthan2%,hardnessismorethanHV1000wear-resistanceandanticorros

2、ionisgood,whichcanenhancethewear-resistanceandanti-corrosionofthemetalseatedballvalves.Withthistechnology,wehavedevelopedthemetalseatedballvalveusedinthehigh-temperatureandhigh-corrosiveindustryandthescraperballvalvewithscrapertocleanthetar,whichimprovethemetalseatedballvalveslifetimeandapplicationr

3、ange.1概述金属硬密封球阀在石油、化工、冶金和城市建设中得到了广泛的应用。通过选用不同的材质,金属硬密封球阀可以适用于水、蒸汽、油品、硝酸、醋酸和尿素等多种介质。通过结构上的优化设计,金属硬密封球阀可以实现无摩擦和低扭矩启闭。在使用中,金属硬密封球阀的主要失效形式是冲蚀磨损。虽然,通过表面热处理或堆焊硬质合金等方法能提高金属硬密封球阀的使用寿命和耐擦伤性能，但仍然不能满足输送钢灰、煤粉、硅粉和氧化铝粉末等特殊介质的要求。如果应用超音速火焰喷涂技术处理球体，能在球体表面形成碳化物金属陶瓷涂层,该涂层与基体结合强度可达70MPa,孔隙率2%,具有均匀致密的结构，比较完整的保持了硬质相WC勺特性

4、,硬度1000HV,耐磨耐蚀性能好,有很好的机械力学性能，可以显著改善球阀的使用性能.2工作原理出水图1H0/F超音速喷涂装置超音速喷涂装置（图1）利用煤油为燃料，利用氧气和压缩空气为助燃剂，控制装置将煤油和助燃剂以一定的压力和流量输送到喷枪，经高性能雾化喷嘴雾化混合成液雾后喷入喷枪燃烧室，液雾经火花塞点火燃烧后形成高温高压的气，拉伐尔喷枪将其加速到超音速。送粉系统将喷涂粉末从拉伐尔喷枪嘴的低压区送入超音速射流，经射流加温加速后从喷枪喷出，高速喷向工件表燃齐,同时具备HVO林口HVAF的功能，焰流的速度和温度在大的范围内连续可调。3喷涂工艺喷涂前，工件必须经过表面清洁处理和喷砂粗化处理，一般喷

5、涂材料为WC-12Co,W5Co的质量百分数Wt分别为88咐口12%,烧结破碎法制造。碳化鸨在常温下硬度较高，特别是热硬度很好，至1000c其硬度下降也很少（图2）。图2温度-硬度曲线通过对WC-12C琳层和基体试样在30和90的冲蚀磨损试验对比,在30时为基体的45倍，在90时为基体的52倍。因其结合力强，硬度高，涂层有完整的耐磨显微结构，因而抗冲蚀磨损性能较高。试验表明，WC-12Co涂层的冲蚀呈部分塑性冲蚀的特征。粘结相Co由于自身的塑性变形，可以吸收部分塑性冲蚀粒子的能量，而硬质相WCM有抵挡冲蚀粒子的作用，二者相互补充，所以涂层具有很好的耐冲蚀磨损性能。4应用图3升通硬密封球阀在石油

6、、化工和焦化装置中，由于管线温度高，介质容易在阀门内腔和密封件表面粘附或结焦，普通硬密封球阀（图3）经常会出现因球体表面结焦而密封不严甚至卡塞。为此，将阀座密封面结构改为带有锋利刃口的刮刀形（图4）,可以在阀门启闭过程中刮削掉球体表面的粘附物或结焦层，从而保证密封副的可靠密封。L烟体上甲体34.腿体乩右阀体5.心寿骸堪&左阳空工卜时环工右卜仃量他m枚,JI-KH.HI工公选中（1扎的外牛14.WH15,地Fl】k珀同但17,增蚌压机IM蝴19.支架2a螺母NL&杰螺橙2L伸黄脑网2工动骐置HI4刮刃式高温船懈幢需时球阀在试制过程中,球体采用F304锻彳,表面氮化处理以提高硬度。阀座材质为F30

7、4,堆焊司太立硬质合金。使用发现，在常温状态，介质清洁的情况下，能保证可靠密封，当介质温度升高到400c以上，由于司太立合金的热硬性不高，球体为表面氮化处理，耐磨性差，在刮削结焦物的同时，很容易损坏阀座密封面和球体表面，故很难满足工况要求。厚约03mm勺耐冲蚀磨损涂层，硬度6062HRC阀座密封面基体仍加工成刮刀形,在其表面也喷涂上03mmiI度的涂层。通过改变喷涂工艺,使其涂层硬度为5558HRC使阀座密封面硬度与球体表面形成一定的硬度差。喷涂完成后,球体经金刚石磨具磨削,至表面粗糙度RaO-8dm后，将阀座密封面与球体手工配研。配研材料采用加油酸调制的天然金刚石粉末（粒度1200目）,研磨密封面表面粗糙度至RaO-2dm后装配试验，在常温下密封可靠。利用特制的加热设备,将阀门加热至设计上限温度540后,保温8h,操作测试,阀门启闭灵活,密封试验正常。经过反复多次试验后,球面无明显变化。由于超音速喷涂的WC-12C祢层的热硬性和耐冲蚀磨