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,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。

  在試制過程中,球體采用F304鍛件,表面氮化處理以提高硬度。閥座材質(zhì)為F304,堆焊司太立硬質(zhì)合金。

  使用發(fā)現(xiàn),在常溫狀態(tài),介質(zhì)清潔的情況下,能保證可靠密封,當(dāng)介質(zhì)溫度升高到400以上,由于司太立合金的熱硬性不高,球體為表面氮化處理,耐磨性差,在刮削結(jié)焦物的同時,很容易損壞閥座密封面和球體表面,故很難滿足工況要求。

  通過分析,改為利用超音速噴涂技術(shù)在球體表面噴涂WC-12Co,形成厚約0.3mm的耐沖蝕磨損涂層,硬度60~62HRC。閥座密封面基體仍加工成刮刀形,在其表面也噴涂上0.3mm厚度的涂層。通過改變噴涂工藝,使其涂層硬度為55~58HRC,使閥座密封面硬度與球體表面形成一定的硬度差。
  噴涂完成后,球體經(jīng)金剛石磨具磨削,至表面粗糙度Ra0.8μm后,將閥座密封面與球體手工配研。配研材料采用加油酸調(diào)制的天然金剛石粉末(粒度1200目),研磨密封面表面粗糙度至Ra0.2μm后裝配試驗,在常溫下密封可靠。
  利用特制的加熱設(shè)備,將閥門加熱至設(shè)計上限溫度540°c后,保溫8h,操作測試,閥門啟閉靈活,密封試驗正常。經(jīng)過反復(fù)多次試驗后,球面無明顯變化。
  由于超音速噴涂的WC-12Co涂層的熱硬性和耐沖蝕磨損性能好,在使用過程中即使溫度升高到設(shè)計上限的540°c以上,仍能保持很好的耐沖蝕和耐擦傷性能,而且,刮刀表面硬度與球面之間具有約5HRC的硬度差。當(dāng)閥座的刃口刮削球體表面的結(jié)焦物時不會損壞球體表面和閥座密封面,能保證密封性能和使用壽命。
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