금속 밀봉 볼 밸브의 경화 과정 개요
Feb 07, 2022
1 개요
고점성 유체, 먼지 및 고체 입자와의 혼합 유체 및 화력 발전소, 석유 화학 시스템 및 석탄 화학 산업 분야의 강한 부식성 유체의 매체에서 볼 밸브는 금속 하드 씰 볼 밸브를 선택해야하므로 금속 하드 씰 볼 밸브 볼 및 밸브 시트의 적절한 경화 프로세스를 선택하는 것이 매우 중요합니다.
금속 하드 씰 볼 밸브 볼 및 밸브 시트의 2 경화 방법
현재, 금속 하드 씰 볼 밸브의 표면에 일반적으로 사용되는 경화 공정은 주로 다음을 포함합니다 :
(1) 구의 표면에 표면 처리 (또는 스프레이 용접) 초경합금은 40HRC 이상의 경도를 갖는다. 구의 표면에 표면 초경합금 공정은 복잡하고, 생산 효율이 낮으며, 대면적 표면 가공은 부품을 변형시키기 쉽습니다. 현재, 구의 표면 경화 과정은 거의 사용되지 않습니다.
(2) 구의 표면은 경도가 60 ~ 65hrc이고 두께가 0.07 ~ 0.10mm인 경질 크롬으로 도금된다. 크롬 도금층은 높은 경도, 내마모성, 내식성을 가지며 오랫동안 표면을 밝게 유지할 수 있습니다. 이 과정은 비교적 간단하고 비용이 저렴합니다. 그러나 경질 크롬 코팅의 경도는 온도가 상승 할 때 내부 응력의 방출로 인해 급격히 감소하며 작동 온도는 427 ° C보다 높을 수 없습니다. 또한, 크롬 도금층의 결합력이 낮고, 도금이 떨어지기 쉽다.
(3) 플라즈마 질화는 60 ~ 65hrc의 표면 경도와 0.20 ~ 0.40mm의 질화 층 두께로 구의 표면에 채택됩니다. 열악한 내식성으로 인해 플라즈마 질화 경화 공정은 강한 화학 부식 분야에서 사용할 수 없습니다.
(4) 구의 표면에 고속 분무 (HVOF) 공정은 70 ~ 75hrc의 최고 경도, 0.3 ~ 0.4mm의 높은 골재 강도 및 두께를 갖는다. 초음속 분무는 구의 표면 경화를위한 주요 공정 수단입니다. 화력 발전소, 석유 화학 시스템 및 석탄 화학 산업에서 높은 점성 유체; 경화 공정은 주로 먼지와 고체 입자 및 강한 부식성 유체 매체가있는 혼합 유체에 사용됩니다.
초음속 분무 공정은 산소 연료 연소가 고속 공기 흐름을 생성하여 분말 입자가 공작물 표면에 충격을 가하고 조밀 한 표면 코팅을 형성하는 공정 방법입니다. 충격 과정에서, 입자 속도가 빠르고(500~750m/s) 입자 온도가 낮기 때문에(-3000°C), 높은 결합력, 낮은 다공도 및 낮은 산화물 함량으로 코팅이 공작물 표면에 충격을 가한 후에 얻을 수 있다. 입자의 속도는 소리의 속도의 4 배이며, 입자의 소리 속도보다 훨씬 큽니다.
HVOF는 0.3 ~ 0.4mm의 분무 두께, 코팅과 공작물 간의 기계적 결합, 높은 접착 강도 (77MPa) 및 코팅의 낮은 다공도 (< 1%).="" the="" heating="" temperature="" of="" the="" workpiece="" is="" low="">< 93="" ℃),="" the="" workpiece="" is="" not="" deformed,="" and="" cold="" spraying="" can="" be="" carried="" out.="" when="" spraying,="" the="" powder="" particle="" velocity="" is="" high="" (1370m="" s),="" there="" is="" no="" heat="" affected="" zone,="" the="" composition="" and="" structure="" of="" the="" workpiece="" have="" no="" change,="" and="" the="" coating="" hardness="" is="" high,="" so="" it="" can="" be="">
스프레이 용접은 금속 재료의 표면에 대한 열 분무 공정의 일종입니다. 분말(금속 분말, 합금 분말 및 세라믹 분말)이 가열되어 열원을 통해 용융되거나 높은 플라스틱 상태에 도달한 후, 공기 흐름에 의해 분무되고 전처리된 공작물 표면에 증착되어 공작물 표면(substrate)과 견고하게 결합된 코팅(welding)층을 형성한다.
스프레이 용접 및 표면 경화 공정에서 초경합금과 매트릭스는 용융 공정을 가지며 초경합금 및 매트릭스의 수집에는 핫멜트 구역이 있습니다. 스프레이 용접 또는 초경합금 층을 표면화하는 성능을 완전히 달성하고 가공 후 금속 접촉면으로서의 용접 핫멜트 영역을 피하려면 스프레이 용접 또는 초경합금 표면의 두께가 3mm 이상이어야하는 것이 좋습니다.
하드 씰 볼 밸브와 밸브 시트 사이의 접촉면의 3 경도 일치
금속 슬라이딩 접촉 표면은 특정 경도 차이를 가져야하며, 그렇지 않으면 물기가 쉽습니다. 실제 적용에서 밸브 볼과 밸브 시트 사이의 경도 차이는 일반적으로 5 ~ 10hrc이므로 볼 밸브가 더 나은 수명을 가질 수 있습니다. 볼의 복잡한 가공 및 높은 가공 비용으로 인해 볼을 손상과 마모로부터 보호하기 위해 볼의 경도는 일반적으로 밸브 시트 표면의 경도보다 높습니다.
밸브 볼과 밸브 시트 사이의 접촉면의 경도 정합에 널리 사용되는 경도 정합에는 두 가지 종류가 있습니다 : (1) 밸브 볼의 표면 경도는 55HRC이고 밸브 시트의 표면은 45hrc입니다. 밸브 볼의 표면은 초음속 속도로 스텔라이트 20 합금으로 분무 될 수 있으며 밸브 시트의 표면은 스텔라이트 12 합금으로 오버레이 될 수 있습니다. 이 경도 정합은 금속 하드 밀봉 볼 밸브의 기존 마모 요구 사항을 충족시킬 수있는 금속 밀봉 볼 밸브에 가장 널리 사용되는 경도 정합입니다. (2) 밸브 볼의 표면 경도는 68hrc, 밸브 시트의 표면은 58hrc, 밸브 볼의 표면은 초음속 속도로 텅스텐 카바이드로 분무 될 수 있으며, 밸브 시트의 표면은 초음속 속도로 스텔라이트20 합금으로 분무 될 수 있습니다. 이 경도는 높은 내마모성과 서비스 수명으로 석탄 화학 산업 분야에서 널리 사용됩니다.
외국에서는 밸브 볼과 밸브 시트의 동일한 표면 경도와의 일치가 사용됩니다. 밸브 볼 및 밸브 시트의 표면 경도는 초음속 분무 텅스텐 카바이드 공정에 의해 72hrc보다 큽니다. 초고 경도 조건에서도 밸브 볼과 밸브 시트의 접촉면은 물기가 쉽지 않습니다. 그러나 현재 중국에서는 표면 경도가 72hrc 이상인 밸브 볼 및 밸브 시트에 대한 성숙한 연삭 공정이 없으므로 밸브 볼과 밸브 시트 간의 일치를 보장하기가 어렵 기 때문에 거의 사용되지 않습니다.
하드 씰 볼 밸브 볼 및 밸브 시트의 경화를위한 4 가지 예방 조치
금속 하드 밀봉 볼 밸브의 볼 및 밸브 시트는 일반적으로 스테인레스 스틸 또는 부식 방지 재료로 만들어집니다. 그렇지 않으면 초경합금과 밸브 시트 (또는 밸브 볼) 사이의 접합층이 매체에 의해 부식되기 쉽고 초경합금 층이 떨어져 볼 밸브의 수명에 영향을 미칩니다.
또한, 적절한 경화 공정은 다른 밸브 시트 (또는 밸브 볼) 재료에 대해 선택되어야합니다. 듀플렉스 스테인레스 스틸 소재는 석탄 화학 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 듀플렉스 스테인레스 스틸 소재는 좋은 내식성 피로 저항 및 내식성을 가지고 있습니다.
듀플렉스 스테인레스 스틸은 페라이트와 오스테나이트 구조를 모두 가진 강철의 일종입니다. 페라이트 및 오스테나이트 구조는 각각 약 50%를 차지하며, 두 상 구조는 독립적으로 존재한다. 그 성능은 오스테 나이트 계 스테인레스 스틸과 페라이트계 스테인레스 스틸의 특성을 특징으로합니다. 페라이트계 스테인리스강의 특성에 있어서, 온도가 400~500°C의 범위에 있을 때, 장시간 절연 후에 강한 취성이 발생하게 된다. 이러한 현상을 일반적으로 475°C 취성이라고 합니다. 온도가 400 ~ 500 °C를 초과하면 듀플렉스 스테인레스 스틸의 특성이 파괴됩니다.
이중 상 스테인레스 스틸에 스프레이 용접 또는 표면 초경합금 공정이 채택되면 초경합금 및 매트릭스의 용융 공정 (온도는 일반적으로 900 ° C 이상)은 이중 상 스테인레스 스틸의 금속 학적 구조를 손상시킬 수 있으므로 이중 상 스테인레스 스틸 재료는 스프레이 용접 (또는 힙 용접) 초경합금 경화 공정에 적합하지 않습니다. 듀플렉스 스테인레스 스틸의 표면 경화 공정은 초음속 분무 공정에 적합합니다. 경화 공정은 듀플렉스 스테인레스 스틸 매트릭스의 금속 학적 구조를 손상시키지 않도록해야합니다.