Kugleventil hård belægning i svære serviceopgaver

Alvorlig service refererer generelt til applikationer, der har tung partikelinvolvering, høj-frekvenscyklus, ekstreme temperaturer, korrosion, erosion eller en hvilken som helst kombination af disse faktorer. Metal-kugleventiler er påkrævet til disse krævende forhold.

Succesen med en-metalsædet kugleventil afhænger i høj grad af valget af en passende hård belægning, og om denne belægning er fremstillet korrekt. Hårde belægninger kan beskytte sårbare dele og forbedre en ventils ydeevne. Det er dog meget vanskeligere end de fleste ventilslutbrugere ville forestille sig at opnå en tilfredsstillende hård belægning. Dette er grunden til, at det stadig er almindeligt at se en række forskellige belægningsproblemer i kugleventiler på-stedet, såsom gnidning, revner og endda delaminering.

Hvorfor kræver kugleventiler belægninger?

Blødt siddende kugleventiler har deres begrænsninger, når det kommer til høje temperaturer eller svære forhold. For at håndtere belastningerne mellem kuglen og sæderne, og for at sikre en pålidelig og lang levetid, kræves en passende belægning mellem de bevægelige kontaktområder. For at modstå slibende, eroderende, høje-tryk og høje-temperaturforhold eller eksponering for faste stoffer, vil det rigtige valg og kvaliteten af ​​basismateriale og belægning desuden påvirke ydeevnen såsom tæthed, udholdenhed, drejningsmoment og reparationsevne af ventilen.

Generelle problemer under svære serviceforhold

De barske forhold i svære servicemiljøer er en udfordring for ventilkuglens og sædets levetid og tætningsevne. Kun med et passende materialevalg kan det for tidlige ydelsestab af ventilen undgås. Højt-tryk og høje-temperaturer, kombineret med faste stoffer, kan føre til gnidning eller endda skår og ødelæggelse af belægningen. Dette kan resultere i øget drejningsmoment og en ikke-betjent ventil og/eller en høj lækagerate. Det samme gælder korrosion, erosion eller slid, når belægningens slidstyrke ikke er tilstrækkelig.

Anbefalede løsninger

HVOF og Spray & Fuse belægninger er to almindeligt anvendte belægninger i ventilindustrien. Fordelene og anvendelserne af disse to belægninger (uanset pulvermateriale) er vist i tabel 1.

Hvad gør en god belægning?

Belægningsproduktionsprocessen kan sammenlignes med skabelsen af ​​et kunstværk, hvor alle trin, inklusive for-behandling, sprøjtning og efter-behandling, bidrager til det endelige resultat. Ufuldkommenhed i selv et af disse trin vil føre til et mislykket produkt. I mange tilfælde er problemerne snigende, det kan blot være en lille stigning i det drejningsmoment, der kræves til ventildrift.

Sprøjtning er det mest kritiske led i processen. En korrekt sprøjteproces skal være så præcis og stabil som muligt. Spray er en proces med materialetilsætning, der skal kontrolleres omhyggeligt. Ligesom bearbejdning er det-moderne--udstyr ikke den eneste faktor, der skal tages i betragtning; passende armaturer og mange års erfaring er også afgørende. Stabilitet handler om processtyring; når først en perfekt sprøjteproces (for-opvarmning, hastighed, afstande osv.) er opnået, er det vigtigt at sikre, at alle disse trin implementeres i fremtiden med et minimum af indgreb. For at være mere omkostningseffektiv{10}}bruger nogle producenter stadig manuel sprøjtning; denne fremgangsmåde anbefales dog ikke, da den hverken er præcis eller stabil.

Varmebehandling refererer til sammensmeltningstrinnet i Spray & Fuse-belægningsprocessen. Ventilbrugere accepterer i stigende grad Spray & Fuse-belægning som en mere egnet belægning til svære serviceopgaver, såsom skylning og termisk chok, end HVOF-belægninger. Sammensmeltningsprocessen for de fleste Spray & Fuse-belægninger på markedet opnås ved manuelt at opvarme kuglesædet med en oxyacetylenbrænder. Dette afhænger i høj grad af erfaring, så det er svært at garantere ensartet temperatur over hele kuglesættet, hvilket kan føre til en belægning med ujævn kvalitet. For at opnå en pålidelig og høj-belægning anbefales det at bruge en høj-vakuumovn, som sikrer en minimal temperaturvariation under smeltningsprocessen.

Lapping spiller en vigtig rolle i at producere belægninger af høj-kvalitet. Standard lappeprocesser sikrer kun tilstrækkelig rundhed omkring tætningsområdet. Hvis vi udvider måleområdet til hele bolden, kan det allerede overskride tolerancekravene. Dette er grunden til, at mange metal-kugleventiler udviser relativt acceptabel ydeevne under fabrikstestning; dog opstår der uacceptabel lækage på grund af belægningsskader forårsaget af blot nogle få åbne-og-lukke cyklusser, når ventilen er installeret. Derfor er der ud over sprayevnen brug for en dygtig lapningsevne for at sikre den ideelle rundhed over hele bolden. Ydermere vil en god lapningsproces også garantere en jævn belægningstykkelse, så der opnås ensartet hårdhed.

Test og verifikationkontrollere, at belægninger er produceret i den ønskede kvalitet, og giv også løbende forbedringsinstruktioner. Belægningsinspektionsmetoden, der anvendes i ventilindustrien, omfatter generelt hårdheds-, porøsitets- og bindingsstyrketest på prøver. Det har dog begrænsninger: Testresultaterne kan kun bekræfte, at belægningen opfylder kriterierne i internationale standarder, og en belægning, der er verificeret på en prøve, garanterer ikke den samme ydeevne under reelle arbejdsforhold, når den påføres et kuglesæt. En alternativ løsning kan løse dette: test belægningens ydeevne under forhold, der simulerer, men strengere end, de reelle ventilarbejdsforhold, og brug standardbelægningsinspektioner som supplerende test.

Oversigt

Denne artikel har diskuteret, hvordan hård belægning kan forbedre ydeevnen af ​​kugleventiler, de udfordringer, som alvorlige serviceapplikationer udgør for kugleventiler, og nogle potentielle løsninger. Selvom hård belægning kan udvide en kugleventils arbejdsområde og forbedre dens ydeevne og levetid i svære serviceapplikationer, afhænger dette strengt af belægningens kvalitet. Belægning af under-kvalitet er et problem, der hurtigt kan skabe problemer med en kugleventil, hvilket resulterer i dårligere ydeevne end en kugleventil med blød-sæde. Derfor skal der lægges særlig vægt på kvalitetskontrollen af ​​belægningen for at forhindre uventede situationer.