Kulventil hård beläggning i svåra serviceapplikationer

Allvarlig service avser i allmänhet applikationer som har tung partikelinblandning, hög-frekvent cykling, extrema temperaturer, korrosion, erosion eller någon kombination av dessa faktorer. Kulventiler med-säte i metall krävs för dessa krävande förhållanden.

Framgången för en kulventil med-sittande metall beror till stor del på valet av en lämplig hård beläggning och om den beläggningen är tillverkad på rätt sätt. Hårda beläggningar kan skydda sårbara delar och förbättra en ventils prestanda. Det är dock mycket svårare än de flesta ventilslutanvändare skulle kunna föreställa sig att få en tillfredsställande hård beläggning. Det är därför det fortfarande är vanligt att se en mängd olika beläggningsproblem i kulventiler på-platsen, som gnagsår, sprickor och till och med delaminering.

Varför kräver kulventiler beläggning?

Mjukt sittande kulventiler har sina begränsningar när det gäller höga temperaturer eller svåra förhållanden. För att hantera belastningarna mellan kulan och sätena, och för att säkerställa en pålitlig och lång livslängd, krävs en lämplig beläggning mellan de rörliga kontaktytorna. Dessutom, för att motstå nötande, erosiva, högt-tryck och höga-temperaturförhållanden eller exponering för fasta ämnen, kommer rätt val och kvalitet på basmaterial och beläggning att påverka prestanda som täthet, uthållighet, vridmoment och reparerbarhet hos ventilen.

Allmänna problem vid svåra serviceförhållanden

De tuffa förhållandena i svåra servicemiljöer är en utmaning för ventilkulans och sätet livslängd och tätningsprestanda. Endast med ett lämpligt materialval kan ventilens prestandaförlust i förtid undvikas. Högt-tryck och höga-temperaturer, i kombination med fasta ämnen, kan leda till att beläggningen slits eller till och med spricker och förstörs. Detta kan resultera i ökat vridmoment och en icke-manövrerad ventil och/eller en hög läckagehastighet. Detsamma gäller korrosion, erosion eller nötning när beläggningens slitstyrka inte är tillräcklig.

Rekommenderade lösningar

HVOF och Spray & Fuse beläggningar är två vanliga beläggningar inom ventilindustrin. Fördelarna och tillämpningarna av dessa två beläggningar (oavsett pulvermaterial) visas i tabell 1.

Vad gör en bra beläggning?

Produktionsprocessen för beläggning kan liknas vid skapandet av ett konstverk, där alla steg, inklusive för-behandling, sprutning och efter-behandling, bidrar till det slutliga resultatet. Ofullkomlighet i ens ett av dessa steg kommer att leda till en misslyckad produkt. I många fall är problemen lömska, det kan bara vara en liten ökning av vridmomentet som krävs för ventildrift.

Sprayning är den mest kritiska länken i processen. En korrekt sprutningsprocess ska vara så exakt och stabil som möjligt. Spray är en process för materialtillsats som måste kontrolleras noggrant. Precis som bearbetning är-statlig--utrustning inte den enda faktorn att ta hänsyn till. lämpliga fixturer och många års erfarenhet är också avgörande. Stabilitet handlar om processledning; när en perfekt sprutprocess (för-förvärmning, hastighet, avstånd, etc.) har uppnåtts, är det viktigt att se till att alla dessa steg implementeras i framtiden med minimala ingrepp. För att vara mer kostnadseffektiv{10}}använder vissa tillverkare fortfarande manuell sprutning. detta tillvägagångssätt rekommenderas dock inte eftersom det varken är exakt eller stabilt.

Värmebehandling avser smältningssteget i Spray & Fuse-beläggningsprocessen. Ventilanvändare accepterar i allt högre grad Spray & Fuse-beläggning som en mer lämplig beläggning för svåra serviceapplikationer, såsom spolning och termisk chock, än HVOF-beläggningar. Smältprocessen för de flesta Spray & Fuse-beläggningar på marknaden uppnås genom att manuellt värma upp kulsätet med en oxyacetylenbrännare. Detta är starkt beroende av erfarenhet, så det är svårt att garantera temperaturjämnhet över hela kuluppsättningen, vilket kan leda till en beläggning med ojämn kvalitet. För att erhålla en pålitlig och hög-beläggning rekommenderar vi att du använder en hög-vakuumugn med hög precision som säkerställer en minimal temperaturvariation under smältningsprocessen.

Lappning spelar en viktig roll för att producera hög-kvalitetsbeläggningar. Standard lappningsprocesser säkerställer endast tillräcklig rundhet runt tätningsområdet. Om vi ​​utökar mätområdet till hela bollen kan den redan överskrida toleranskraven. Det är därför många kulventiler med metall-sittande uppvisar relativt acceptabel prestanda under fabrikstestning; dock uppstår oacceptabelt läckage på grund av beläggningsskador orsakade av bara några få öppna-och-cykler när ventilen väl är installerad. Därför behövs, förutom sprayförmågan, skicklig lappförmåga för att säkerställa den perfekta rundheten över hela bollen. Vidare kommer en bra lappningsprocess också att garantera en jämn beläggningstjocklek så att jämn hårdhet uppnås.

Testning och verifieringkontrollera att beläggningar produceras till önskad kvalitet, och ge även instruktioner om kontinuerliga förbättringar. Beläggningsinspektionsmetoden som används inom ventilindustrin inkluderar i allmänhet hårdhets-, porositets- och bindhållfasthetstester på prover. Det har dock begränsningar: testresultaten kan bara verifiera att beläggningen uppfyller kriterierna i internationella standarder, och en beläggning verifierad på ett prov garanterar inte samma prestanda under verkliga arbetsförhållanden när den appliceras på en kulsats. En alternativ lösning kan lösa detta: testa beläggningens prestanda under förhållanden som simulerar, men strängare än, de verkliga ventilens arbetsförhållanden, och använd standardbeläggningsinspektioner som kompletterande testning.

Sammanfattning

Den här artikeln har diskuterat hur hård beläggning kan förbättra prestandan hos kulventiler, de utmaningar som svåra serviceapplikationer innebär för kulventiler och några potentiella lösningar. Även om hård beläggning kan utöka en kulventils arbetsomfång och förbättra dess prestanda och livslängd i svåra serviceapplikationer, beror detta strikt på kvaliteten på beläggningen. Beläggning av under-kvalitet är ett problem som snabbt kan skapa problem med en kulventil, vilket resulterar i sämre prestanda än en kulventil med mjuk-säte. Därför måste särskild uppmärksamhet ägnas åt kvalitetskontrollen av beläggningen för att förhindra oväntade situationer.