Тверде покриття кульового крана для важких умов експлуатації

Важкі умови експлуатації зазвичай стосуються додатків, які включають велику кількість часток, високо-частотні цикли, екстремальні температури, корозію, ерозію або будь-яку комбінацію цих факторів. Для цих складних умов потрібні металеві-кульові крани.

Успіх кульового крана з металевим-сидінням значною мірою залежить від вибору відповідного твердого покриття та правильності його виготовлення. Тверді покриття можуть захистити вразливі частини та підвищити продуктивність клапана. Однак отримати задовільне тверде покриття набагато складніше, ніж більшість кінцевих користувачів клапанів могли б собі уявити. Ось чому все ще часто зустрічаються різноманітні проблеми з покриттям кульових кранів на-майданчику, такі як задирання, тріщини та навіть розшарування.

Чому кульові крани потребують покриття?

Кульові крани з м’яким сидінням мають свої обмеження щодо високих температур або важких умов. Щоб впоратися з навантаженням між м’ячем і сидіннями, а також забезпечити надійний і тривалий термін служби, потрібне відповідне покриття між зонами рухомого контакту. Крім того, щоб витримувати абразивні, ерозійні умови, високий-тиск і високу{3}}температуру або вплив твердих частинок, правильний вибір і якість основного матеріалу та покриття впливатимуть на такі характеристики, як герметичність, довговічність, крутний момент і ремонтопридатність клапана.

Загальні проблеми в важких умовах експлуатації

Суворі умови в суворих експлуатаційних середовищах є проблемою для терміну служби та герметичності кульки та сідла клапана. Тільки за допомогою відповідного вибору матеріалу можна уникнути передчасної втрати продуктивності клапана. Високий-тиск і високі-температури в поєднанні з твердими речовинами можуть призвести до потертості або навіть відколів і руйнування покриття. Це може призвести до збільшення крутного моменту та-непрацюючого клапана та/або високого рівня витоку. Те саме стосується корозії, ерозії або стирання, коли зносостійкість покриття недостатня.

Рекомендовані рішення

Покриття HVOF і Spray & Fuse є двома широко використовуваними покриттями в арматурній промисловості. Переваги та застосування цих двох покриттів (незалежно від порошкового матеріалу) наведені в таблиці 1.

Що робить покриття хорошим?

Процес виробництва покриття можна порівняти зі створенням витвору мистецтва, де всі етапи, включаючи попередню-обробку, розпилення та-після{1}}обробку, сприяють кінцевому результату. Недосконалість навіть одного з цих кроків призведе до провалу продукту. У багатьох випадках проблеми є підступними, це може бути лише незначне збільшення крутного моменту, необхідного для роботи клапана.

Обприскування є найважливішою ланкою в цьому процесі. Належний процес розпилення має бути максимально точним і стабільним. Розпилення - це процес додавання матеріалу, який необхідно ретельно контролювати. Як і обробка, сучасне---обладнання — не єдиний фактор, який слід враховувати; відповідне обладнання та багаторічний досвід також мають вирішальне значення. Стабільність полягає в управлінні процесами; коли досягнуто ідеального процесу розпилення (попереднє-нагрівання, швидкість, відстані тощо), важливо переконатися, що всі ці кроки в майбутньому виконуються з мінімальним втручанням. Щоб бути більш{10}}конкурентоспроможними, деякі виробники все ще використовують ручне розпилення; однак цей підхід не рекомендується, оскільки він не є ні точним, ні стабільним.

Термічна обробка відноситься до етапу наплавлення в процесі нанесення покриття методом розпилення та плавлення. Користувачі клапанів все більше приймають покриття Spray & Fuse як більш підходяще покриття для важких умов експлуатації, таких як промивання та термічний удар, ніж покриття HVOF. Процес наплавлення більшості покриттів Spray & Fuse на ринку досягається шляхом ручного нагрівання кульового сидіння оксиацетиленовим пальником. Це дуже залежить від досвіду, тому важко гарантувати однорідність температури по всьому набору куль, що може призвести до неоднакової якості покриття. Щоб отримати надійне та високо-ефективне покриття, рекомендується використовувати високо-точну вакуумну піч, яка забезпечує мінімальні коливання температури під час процесу наплавлення.

Притирка відіграє важливу роль у виробництві високо-якісних покриттів. Стандартні процеси притирання забезпечують лише достатню округлість навколо зони ущільнення. Якщо ми розширимо зону вимірювання на всю кулю, це вже може перевищити вимоги допуску. Ось чому багато кульових кранів із металевим-сидінням демонструють відносно прийнятну продуктивність під час заводських випробувань; однак неприпустимий витік виникає через пошкодження покриття, спричинене лише кількома циклами відкриття-і-закриття після встановлення клапана. Тому, окрім можливості розбризкування, для забезпечення ідеальної округлості по всьому м’ячу необхідна кваліфікована можливість притирання. Крім того, хороший процес притирки також гарантує рівномірну товщину покриття, щоб досягти рівномірної твердості.

Тестування та перевіркаперевіряти, чи покриття виготовлено з необхідною якістю, а також надавати інструкції щодо постійного вдосконалення. Метод перевірки покриття, що використовується в арматурній промисловості, зазвичай включає випробування зразків на твердість, пористість і міцність зв’язку. Однак у нього є обмеження: результати випробувань можуть лише підтвердити, що покриття відповідає критеріям міжнародних стандартів, а покриття, перевірене на зразку, не гарантує такої самої продуктивності в реальних робочих умовах, коли наноситься на набір куль. Альтернативне рішення може вирішити цю проблему: перевірити ефективність покриття в умовах, що імітують реальні умови роботи клапана, але суворіше, ніж стандартні перевірки покриття як додаткове випробування.

Резюме

У цій статті обговорювалося, як тверде покриття може підвищити ефективність кульових кранів, виклики, які створюють для кульових кранів важкі умови обслуговування, а також деякі потенційні рішення. Незважаючи на те, що тверде покриття може розширити робочий діапазон кульового крана та покращити його продуктивність і термін служби у важких умовах експлуатації, це суворо залежить від якості покриття. Не-покриття низької якості є проблемою, яка може швидко створити проблеми з кульовим краном, що призведе до нижчої роботи, ніж у кульового крана з м’яким{3}}сидінням. Тому необхідно приділяти особливу увагу контролю якості покриття, щоб запобігти несподіваним ситуаціям.