Tvrdý povlak guľového ventilu v náročných prevádzkových aplikáciách
Náročná služba sa vo všeobecnosti vzťahuje na aplikácie, ktoré obsahujú silné častice, vysoko{0}}frekvenčné cyklovanie, extrémne teploty, koróziu, eróziu alebo akúkoľvek kombináciu týchto faktorov. Pre tieto náročné podmienky sú potrebné guľové kohúty s kovovým{2}}sedlom.
Úspech guľového ventilu-s kovovým sedlom do značnej miery závisí od výberu vhodného tvrdého povlaku a od toho, či je tento povlak vyrobený správne. Tvrdé povlaky môžu chrániť zraniteľné časti a zvýšiť výkon ventilu. Získanie uspokojivého tvrdého povlaku je však oveľa ťažšie, než by si väčšina koncových používateľov ventilov predstavovala. To je dôvod, prečo je na mieste stále bežné vidieť rôzne problémy s povrchovou úpravou guľových ventilov-, ako je odieranie, praskanie a dokonca delaminácia.
Prečo guľové ventily vyžadujú nátery?
Guľové ventily s mäkkým sedlom majú svoje obmedzenia, pokiaľ ide o vysoké teploty alebo náročné podmienky. Na zvládnutie zaťaženia medzi loptou a sedadlami a na zabezpečenie spoľahlivej a dlhej životnosti je potrebný vhodný náter medzi pohyblivými kontaktnými plochami. Okrem toho, aby správna voľba a kvalita základného materiálu a povlaku odolala abrazívnym, erozívnym, vysokým-tlakom a vysokým{3}}teplotám alebo vystaveniu pevným látkam, ovplyvní výkon, ako je tesnosť, odolnosť, krútiaci moment a opraviteľnosť ventilu.
Všeobecné problémy v náročných prevádzkových podmienkach
Drsné podmienky v náročných prevádzkových prostrediach sú výzvou pre životnosť a tesniaci výkon gule ventilu a sedla. Len vhodným výberom materiálu sa dá predísť predčasnej strate výkonu ventilu. Vysoký-tlak a vysoké-teploty v kombinácii s pevnými látkami môžu viesť k zadretiu alebo dokonca odštiepeniu a zničeniu povlaku. Môže to mať za následok zvýšený krútiaci moment a nefunkčný ventil a/alebo vysokú mieru úniku. To isté platí pre koróziu, eróziu alebo abráziu, keď odolnosť povlaku voči opotrebovaniu nie je dostatočná.
Odporúčané riešenia
Povlaky HVOF a Spray & Fuse sú dva bežne používané nátery v priemysle ventilov. Výhody a aplikácie týchto dvoch povlakov (bez ohľadu na práškový materiál) sú uvedené v tabuľke 1.
Čo robí dobrý náter?
Výrobný proces náteru možno prirovnať k vytvoreniu umeleckého diela, pričom ku konečnému výsledku prispievajú všetky kroky vrátane pred-úpravy, nástreku a následnej{1}}úpravy. Nedokonalosť čo i len jedného z týchto krokov povedie k neúspešnému produktu. V mnohých prípadoch sú problémy zákerné, môže to byť len mierne zvýšenie krútiaceho momentu potrebného na prevádzku ventilu.
Striekanie je najdôležitejším článkom v procese. Správny proces striekania musí byť čo najpresnejší a najstabilnejší. Striekanie je proces pridávania materiálu, ktorý treba starostlivo kontrolovať. Rovnako ako obrábanie, ani najmodernejšie-{4}}-umelecké vybavenie nie je jediným faktorom, ktorý treba zvážiť; Rozhodujúce sú tiež vhodné príslušenstvo a dlhoročné skúsenosti. Stabilita je o riadení procesov; po dosiahnutí dokonalého procesu striekania (pred-ohrev, rýchlosť, vzdialenosti atď.) je nevyhnutné zabezpečiť, aby sa všetky tieto kroky v budúcnosti realizovali s minimálnymi zásahmi. Niektorí výrobcovia stále používajú ručné striekanie, aby boli cenovo{10}}konkurencieschopnejší; tento prístup sa však neodporúča, pretože nie je presný ani stabilný.
Tepelné spracovanie sa vzťahuje na krok tavenia v procese nanášania sprejom a tavením. Používatelia ventilov čoraz viac akceptujú náter Spray & Fuse ako vhodnejší náter pre náročné servisné aplikácie, ako je preplachovanie a tepelný šok, než nátery HVOF. Proces tavenia väčšiny povlakov Spray & Fuse na trhu sa dosahuje manuálnym ohrevom sedla gule pomocou kyslíkoacetylénového horáka. To veľmi závisí od skúseností, takže je ťažké zaručiť rovnomernosť teploty v celej súprave guľôčok, čo môže viesť k nerovnomernej kvalite povlaku. Na získanie spoľahlivého a vysoko{4}}výkonného povlaku sa odporúča použiť vysoko presnú{5}} vákuovú pec, ktorá zaisťuje minimálne zmeny teploty počas procesu tavenia.
Lapovanie zohráva dôležitú úlohu pri výrobe-kvalitných náterov. Štandardné procesy lapovania zaisťujú iba dostatočné zaoblenie okolo oblasti tesnenia. Ak rozšírime oblasť merania na celú guľu, môže už presahovať požiadavky na toleranciu. To je dôvod, prečo mnohé guľové ventily s kovovým-sedlom vykazujú počas testovania vo výrobe relatívne prijateľný výkon; avšak dochádza k neprijateľnému úniku v dôsledku poškodenia povlaku spôsobeného iba niekoľkými cyklami otvorenia-a{6}}zatvorenia po inštalácii ventilu. Preto je okrem schopnosti striekania potrebná aj kvalifikovaná schopnosť lapovania na zabezpečenie ideálneho zaoblenia po celej gule. Okrem toho dobrý proces lapovania zaručí rovnomernú hrúbku povlaku, takže sa dosiahne rovnomerná tvrdosť.
Testovanie a overovaniekontrolovať, či sa nátery vyrábajú v požadovanej kvalite, a tiež poskytovať pokyny na neustále zlepšovanie. Metóda kontroly povlaku používaná v priemysle ventilov vo všeobecnosti zahŕňa testy tvrdosti, pórovitosti a pevnosti väzby na vzorkách. Má však obmedzenia: výsledky testov môžu overiť iba to, že povlak spĺňa kritériá medzinárodných noriem a povlak overený na vzorke nezaručuje rovnaký výkon v skutočných pracovných podmienkach pri aplikácii na súpravu guľôčok. Alternatívne riešenie to môže vyriešiť: otestujte výkonnosť povlaku za podmienok simulujúcich, ale prísnejších ako skutočné pracovné podmienky ventilu, a použite štandardné kontroly povlaku ako doplnkové testovanie.
Zhrnutie
Tento článok diskutoval o tom, ako môže tvrdý povlak zvýšiť výkon guľových ventilov, o výzvach, ktoré pre guľové ventily predstavujú náročné servisné aplikácie, a o niektorých potenciálnych riešeniach. Hoci tvrdý povlak môže rozšíriť pracovný rozsah guľového ventilu a zlepšiť jeho výkon a životnosť v náročných prevádzkových aplikáciách, závisí to striktne od kvality povlaku. Nekvalitná povrchová úprava je problém, ktorý môže rýchlo spôsobiť problémy s guľovým ventilom, čo má za následok horší výkon ako guľový ventil s mäkkým-sedlom. Preto je potrebné venovať osobitnú pozornosť kontrole kvality náteru, aby sa predišlo neočakávaným situáciám.