Tvrdi premaz za kuglasti ventil u teškim servisnim aplikacijama

Ozbiljna usluga se općenito odnosi na aplikacije koje karakteriziraju uključivanje teških čestica, visoko-cikliranje, ekstremne temperature, koroziju, eroziju ili bilo koju kombinaciju ovih faktora. Metalni-kuglasti ventili su potrebni za ove zahtjevne uslove.

Uspjeh metalnog{0}}kuglastog ventila sa sjedištem u velikoj mjeri ovisi o odabiru odgovarajućeg tvrdog premaza i da li je taj premaz pravilno proizveden. Tvrdi premazi mogu zaštititi osjetljive dijelove i poboljšati performanse ventila. Međutim, mnogo je teže nego što bi većina krajnjih korisnika ventila zamislila dobiti zadovoljavajući tvrdi premaz. Zbog toga je još uvijek uobičajeno vidjeti različite probleme sa premazom u kuglastim ventilima na-okviru, kao što su nagrizanje, pucanje, pa čak i raslojavanje.

Zašto su kuglični ventili potrebni premazi?

Kuglasti ventili sa mekim sjedištem imaju svoja ograničenja kada je riječ o visokim temperaturama ili teškim uvjetima. Za podnošenje opterećenja između lopte i sjedišta, te za osiguranje pouzdanog i dugog vijeka trajanja, potreban je odgovarajući premaz između pokretnih kontaktnih površina. Dodatno, da bi izdržao abrazivne, erozivne, visoke-pritiske i visoke-uvjete temperature ili izloženost čvrstim tvarima, pravi izbor i kvalitet osnovnog materijala i premaza će utjecati na performanse kao što su nepropusnost, izdržljivost, moment i mogućnost popravke ventila.

Opšti problemi u teškim uslovima rada

Teški uslovi u teškim radnim okruženjima predstavljaju izazov za životni vek i performanse zaptivanja kugle i sedišta ventila. Samo uz odgovarajući odabir materijala može se izbjeći prerani gubitak performansi ventila. Visok-pritisak i visoke-temperature, u kombinaciji sa čvrstim materijama, mogu dovesti do nagrizanja ili čak lomljenja i uništavanja premaza. Ovo može rezultirati povećanim obrtnim momentom i neispravnim ventilom-i/ili velikom stopom curenja. Isto važi i za koroziju, eroziju ili abraziju kada otpornost premaza na habanje nije adekvatna.

Preporučena rješenja

HVOF i Spray & Fuse premazi su dva uobičajena premaza u industriji ventila. Prednosti i primjena ova dva premaza (bez obzira na materijal u prahu) prikazani su u tabeli 1.

Šta čini dobar premaz?

Proces proizvodnje premaza može se uporediti sa stvaranjem umjetničkog djela, sa svim koracima, uključujući pred{0}}tretman, prskanje i post{1}}tretman, koji doprinose konačnom rezultatu. Nesavršenost čak i u jednom od ovih koraka će dovesti do neuspjelog proizvoda. U mnogim slučajevima, problemi su podmukli, to može biti samo neznatno povećanje momenta potrebnog za rad ventila.

Prskanje je najkritičnija karika u procesu. Odgovarajući proces prskanja mora biti što precizniji i stabilniji. Sprej je proces dodavanja materijala koji se mora pažljivo kontrolirati. Baš kao i obrada, najsavremenija-oprema-nije jedini faktor koji treba uzeti u obzir; odgovarajuća oprema i godine iskustva su takođe presudni. Stabilnost je sve u upravljanju procesima; kada se postigne savršen proces prskanja (pre-toplota, brzina, udaljenosti, itd.), bitno je osigurati da se svi ovi koraci implementiraju u budućnosti uz minimalnu intervenciju. Kako bi bili troškovno-konkurentniji, neki proizvođači još uvijek koriste ručno prskanje; međutim, ovaj pristup se ne preporučuje jer nije ni precizan ni stabilan.

Toplinska obrada se odnosi na korak spajanja u procesu nanošenja premaza Spray & Fuse. Korisnici ventila sve više prihvataju premaz sprej i osigurač kao prikladniji premaz za teške servisne aplikacije, kao što su ispiranje i termički udar, od HVOF premaza. Proces spajanja većine Spray & Fuse premaza na tržištu postiže se ručnim zagrijavanjem sjedala kugle pomoću oksiacetilenskog plamenika. Ovo u velikoj mjeri ovisi o iskustvu, tako da je teško garantirati ujednačenost temperature u cijelom kompletu kuglica, što može dovesti do premaza neujednačenog kvaliteta. Za postizanje pouzdanog i-premaza visokog učinka, preporučuje se korištenje visoko{5}}vakumske peći visoke preciznosti koja osigurava minimalnu temperaturnu varijaciju tokom procesa spajanja.

Lapping igra važnu ulogu u proizvodnji visoko-kvalitetnih premaza. Standardni postupci preklapanja osiguravaju samo dovoljnu zaobljenost oko područja zaptivanja. Ako proširimo područje mjerenja na cijelu kuglu, ono može već premašiti zahtjeve tolerancije. Zbog toga mnogi kuglični ventili sa metalnim{4}}sjedilom pokazuju relativno prihvatljive performanse tokom tvorničkog testiranja; međutim, dolazi do neprihvatljivog curenja zbog oštećenja premaza uzrokovanog samo nekoliko ciklusa otvaranja-i-zatvaranja nakon što se ventil instalira. Stoga, pored sposobnosti prskanja, potrebna je vješta sposobnost preklapanja kako bi se osigurala idealna zaobljenost po cijeloj lopti. Osim toga, dobar proces lepljenja garantuje i ujednačenu debljinu premaza kako bi se postigla ujednačena tvrdoća.

Testiranje i verifikacijaprovjerite da li su premazi proizvedeni u željenom kvalitetu, a također dajte upute za kontinuirano poboljšanje. Metoda inspekcije premaza koja se koristi u industriji ventila općenito uključuje testove tvrdoće, poroznosti i čvrstoće spoja na uzorcima. Međutim, ima ograničenja: rezultati ispitivanja mogu samo potvrditi da premaz zadovoljava kriterije u međunarodnim standardima, a premaz verifikovan na uzorku ne garantuje iste performanse u stvarnim radnim uslovima kada se nanese na set kuglica. Alternativno rješenje može riješiti ovo: testirajte performanse premaza u uvjetima koji simuliraju, ali strožim od stvarnih radnih uvjeta ventila, i koristite standardne inspekcije premaza kao dodatno ispitivanje.

Rezime

Ovaj članak govori o tome kako tvrdi premaz može poboljšati performanse kuglastih ventila, izazovima koje teške servisne primjene predstavljaju za kuglaste ventile i nekim potencijalnim rješenjima. Iako tvrdi premaz može proširiti radni opseg kugličnog ventila i poboljšati njegove performanse i vijek trajanja u teškim servisnim aplikacijama, to striktno ovisi o kvaliteti premaza. Premaz ispod-kvaliteta je problem koji može brzo stvoriti probleme sa kuglastim ventilom, što rezultira lošijim performansama od kugličnog ventila sa mekim-sjedištem. Stoga se posebna pažnja mora posvetiti kontroli kvalitete premaza kako bi se spriječile neočekivane situacije.