Processus de durcissement des robinets à tournant sphérique à étanchéité métallique

Ⅰ.Aperçu

Dans les centrales thermiques, les systèmes pétrochimiques, les fluides à haute viscosité dans l'industrie chimique du charbon, les fluides mélangés avec de la poussière et des particules solides et les fluides hautement corrosifs, les robinets à tournant sphérique doivent utiliser des robinets à tournant sphérique en métal à étanchéité dure, choisissez donc un métal approprié à étanchéité dure. robinets à tournant sphérique.Le processus de durcissement de la bille et du siège du robinet à bille est très important.

Ⅱ.Méthode de durcissement de la bille et du siège du robinet à bille métallique à étanchéité dure

À l'heure actuelle, les processus de durcissement couramment utilisés pour la surface des billes métalliques des robinets à tournant sphérique à étanchéité dure comprennent principalement les éléments suivants :

(1) Surface en alliage dur (ou soudage par pulvérisation) sur la surface de la sphère, la dureté peut atteindre plus de 40HRC, le processus de surface en alliage dur sur la surface de la sphère est compliqué, l'efficacité de la production est faible et la grande surface le soudage de surface permet de déformer facilement les pièces.Le processus de cémentation est moins fréquemment utilisé.

(2) La surface de la sphère est plaquée de chrome dur, la dureté peut atteindre 60-65HRC et l'épaisseur est de 0,07 à 0,10 mm.La couche chromée a une dureté élevée, une résistance à l'usure, une résistance à la corrosion et peut garder la surface brillante pendant longtemps.Le processus est relativement simple et le coût est faible.Cependant, la dureté du chromage dur diminuera rapidement en raison de la libération de contraintes internes lorsque la température augmente, et sa température de fonctionnement ne peut pas dépasser 427 °C.De plus, la force de liaison de la couche de chromage est faible et la couche de placage a tendance à tomber.

(3) La surface de la sphère adopte la nitruration au plasma, la dureté de la surface peut atteindre 60 ~ 65HRC et l'épaisseur de la couche de nitrure est de 0,20 ~ 0,40 mm.En raison de la faible résistance à la corrosion du processus de durcissement par traitement de nitruration plasma, il ne peut pas être utilisé dans les domaines de forte corrosion chimique.

(4) Le processus de pulvérisation supersonique (HVOF) sur la surface de la sphère a une dureté allant jusqu'à 70-75HRC, une résistance élevée des agrégats et une épaisseur de 0,3 à 0,4 mm.La pulvérisation HVOF est la principale méthode de traitement pour le durcissement superficiel de la sphère.Ce processus de durcissement est principalement utilisé dans les centrales thermiques, les systèmes pétrochimiques, les fluides à haute viscosité dans l'industrie chimique du charbon, les fluides mélangés avec de la poussière et des particules solides et les fluides hautement corrosifs.

Le processus de pulvérisation supersonique est une méthode de traitement dans laquelle la combustion d'oxygène produit un flux d'air à grande vitesse pour accélérer les particules de poudre pour frapper la surface du composant afin de former un revêtement de surface dense.Pendant le processus d'impact, en raison de la vitesse rapide des particules (500-750 m/s) et de la faible température des particules (-3 000 °C), une force de liaison élevée, une faible porosité et une faible teneur en oxyde peuvent être obtenues après avoir heurté la surface de la pièce. .enrobage.La caractéristique du HVOF est que la vitesse des particules de poudre d'alliage dépasse la vitesse du son, même 2 à 3 fois la vitesse du son, et la vitesse de l'air est 4 fois supérieure à celle du son.

HVOF est une nouvelle technologie de traitement, l'épaisseur de pulvérisation est de 0,3 à 0,4 mm, le revêtement et le composant sont liés mécaniquement, la force de liaison est élevée (77 MPa) et la porosité du revêtement est faible (<1 %).Ce procédé présente une faible température de chauffage des pièces (<93°C), les pièces ne se déforment pas et peuvent être projetées à froid.Lors de la pulvérisation, la vitesse des particules de poudre est élevée (1370 m/s), il n'y a pas de zone affectée par la chaleur, la composition et la structure des pièces ne changent pas, la dureté du revêtement est élevée et il peut être usiné.

Le soudage par pulvérisation est un procédé de traitement par pulvérisation thermique sur la surface de matériaux métalliques.Il chauffe la poudre (poudre métallique, poudre d'alliage, poudre céramique) jusqu'à un état fondu ou hautement plastique grâce à une source de chaleur, puis la pulvérise par flux d'air et la dépose sur la surface de la pièce prétraitée pour former une couche avec la surface de la pièce.(Substrat) combiné à une couche de revêtement (soudure) solide.

Dans le processus de soudage par pulvérisation et de durcissement de surface, le carbure cémenté et le substrat subissent un processus de fusion, et il existe une zone thermofusible où le carbure cémenté et le substrat se rencontrent.La zone est la surface de contact métallique.Il est recommandé que l'épaisseur du carbure cémenté soit supérieure à 3 mm par soudage par pulvérisation ou surfaçage.

Ⅲ. Dureté de la surface de contact entre la bille et le siège du robinet à bille à étanchéité dure

La surface de contact coulissante en métal doit présenter une certaine différence de dureté, sinon il est facile de provoquer un grippage.Dans la pratique, la différence de dureté entre la bille du robinet et le siège de la vanne est généralement de 5 à 10 HRC, ce qui permet au robinet à bille d'avoir une meilleure durée de vie.En raison du traitement complexe de la sphère et du coût de traitement élevé, afin de protéger la sphère contre les dommages et l'usure, la dureté de la sphère est généralement supérieure à la dureté de la surface du siège de soupape.

Il existe deux types de combinaisons de dureté qui sont largement utilisées dans la dureté de la surface de contact de la bille de vanne et du siège de vanne : ①La dureté de surface de la bille de vanne est de 55HRC et la surface du siège de vanne est de 45HRC.Alliage, cette correspondance de dureté est la correspondance de dureté la plus largement utilisée pour les robinets à tournant sphérique à joint métallique, qui peut répondre aux exigences d'usure conventionnelles des robinets à tournant sphérique à joint métallique ;②La dureté de surface de la bille de valve est de 68HRC, la surface du siège de valve est de 58HRC et la surface de la bille de valve peut être pulvérisée avec du carbure de tungstène supersonique.La surface du siège de soupape peut être réalisée en alliage Stellite20 par pulvérisation supersonique.Cette dureté est largement utilisée dans l'industrie chimique du charbon et présente une résistance à l'usure et une durée de vie élevées.

Ⅳ.Épilogue

La bille de vanne et le siège de vanne du robinet à tournant sphérique à étanchéité dure en métal adoptent un processus de durcissement raisonnable, qui peut déterminer directement la durée de vie et les performances de la vanne à étanchéité dure en métal, et un processus de durcissement raisonnable peut réduire le coût de fabrication.