1.概述

金屬硬密封球閥在石油、化工、冶金和城市建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。通過選用不同的材質(zhì),金屬硬密封球閥可以適用于水、蒸汽、油品、硝酸、醋酸和尿素等多種介質(zhì)。通過結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化設(shè)計,金屬硬密封球閥可以實現(xiàn)無摩擦和低扭矩啟閉。在使用中,金屬硬密封球閥的主要失效形式是沖蝕磨損。雖然,通過表面熱處理或堆焊硬質(zhì)合金等方法能提高金屬硬密封球閥的使用壽命和耐擦傷性能,但仍然不能滿足輸送鋼灰、煤粉、硅粉和氧化鋁粉末等特殊介質(zhì)的要求。如果應(yīng)用超音速火焰噴涂技術(shù)處理球體,能在球體表面形成碳化物金屬陶瓷涂層,該涂層與基體結(jié)合強(qiáng)度可達(dá)70MPa,孔隙率<2%,具有均勻致密的結(jié)構(gòu),比較完整的保持了硬質(zhì)相WC的特性,硬度>1000HV,耐磨耐蝕性能好,有很好的機(jī)械力學(xué)性能,可以顯著改善球閥的使用性能。

2.工作原理

超音速電弧噴涂裝置利用煤油為燃料,利用氧氣和壓縮空氣為助燃劑,控制裝置將煤油和助燃劑以一定的壓力和流量輸送到噴槍,經(jīng)高性能霧化噴嘴霧化混合成液霧后噴入噴槍燃燒室,液霧經(jīng)火花塞點(diǎn)火燃燒后形成高溫高壓的燃?xì)?拉伐爾噴槍將其加速到超音速。送粉系統(tǒng)將噴涂粉末從拉伐爾噴槍嘴的低壓區(qū)送入超音速射流,經(jīng)射流加溫加速后從噴槍噴出,高速噴向工件表面沉積形成涂層。由于多功能超音速噴涂技術(shù)可以使用氧氣和壓縮空氣兩種助燃劑,同時具備HVOF和HVAF的功能,焰流的速度和溫度在大的范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。

3.噴涂工藝

噴涂前,工件必須經(jīng)過表面清潔處理和噴砂粗化處理,一般噴涂材料為WC-12Co,WC與Co的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)Wt分別為88%和12%,燒結(jié)破碎法制造。碳化鎢在常溫下硬度較高,特別是熱硬度很好,至1000°C其硬度下降也很少。

通過對WC-12Co涂層和基體試樣在30?和90?的沖蝕磨損試驗對比,在30?時為基體的4.5倍,在90?時為基體的5.2倍。因其結(jié)合力強(qiáng),硬度高,涂層有完整的耐磨顯微結(jié)構(gòu),因而抗沖蝕磨損性能較高。試驗表明,WC-12Co涂層的沖蝕呈部分塑性沖蝕的特征。粘結(jié)相Co由于自身的塑性變形,可以吸收部分塑性沖蝕粒子的能量,而硬質(zhì)相WC具有抵擋沖蝕粒子的作用,二者相互補(bǔ)充,所以涂層具有很好的耐沖蝕磨損性能--江西超音速電弧噴涂

4.應(yīng)用

在石油、化工和焦化裝置中,由于管線溫度高,介質(zhì)容易在閥門內(nèi)腔和密封件表面粘附或結(jié)焦,普通硬密封球閥經(jīng)常會出現(xiàn)因球體表面結(jié)焦而密封不嚴(yán)甚至卡塞。為此,將閥座密封面結(jié)構(gòu)改為帶有鋒利刃口的刮刀形(圖4),可以在閥門啟閉過程中刮削掉球體表面的粘附物或結(jié)焦層,從而保證密封副的可靠密封。