Lớp phủ cứng van bi trong các ứng dụng dịch vụ khắc nghiệt
Dịch vụ khắc nghiệt thường đề cập đến các ứng dụng có sự tham gia của hạt nặng, chu kỳ-tần số cao, nhiệt độ khắc nghiệt, ăn mòn, xói mòn hoặc bất kỳ sự kết hợp nào của các yếu tố này. Cần có van bi có mặt tựa bằng kim loại-cho những điều kiện đòi hỏi khắt khe này.
Sự thành công của van bi có mặt tựa bằng kim loại-phần lớn phụ thuộc vào việc lựa chọn lớp phủ cứng phù hợp và liệu lớp phủ đó có được sản xuất đúng cách hay không. Lớp phủ cứng có thể bảo vệ các bộ phận dễ bị tổn thương và nâng cao hiệu suất của van. Tuy nhiên, việc có được một lớp phủ cứng như ý sẽ khó hơn nhiều so với những gì hầu hết người dùng van cuối cùng tưởng tượng. Đây là lý do tại sao người ta vẫn thường thấy nhiều vấn đề về lớp phủ trong van bi tại-công trường, chẳng hạn như hiện tượng lõm, nứt và thậm chí là bong tróc.
Tại sao van bi yêu cầu lớp phủ?
Van bi ngồi mềm có những hạn chế khi hoạt động ở nhiệt độ cao hoặc điều kiện khắc nghiệt. Để xử lý tải trọng giữa quả bóng và ghế, đồng thời đảm bảo độ tin cậy và tuổi thọ lâu dài, cần có một lớp phủ phù hợp giữa các khu vực tiếp xúc chuyển động. Ngoài ra, để chịu được các điều kiện mài mòn, ăn mòn, áp suất{2}}cao và nhiệt độ- cao hoặc tiếp xúc với chất rắn, việc lựa chọn và chất lượng phù hợp của vật liệu nền và lớp phủ sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất như độ kín, độ bền, mô-men xoắn và khả năng sửa chữa của van.
Các vấn đề chung trong điều kiện vận hành khắc nghiệt
Các điều kiện khắc nghiệt trong môi trường vận hành khắc nghiệt là một thách thức đối với tuổi thọ và hiệu suất bịt kín của bi van và mặt tựa. Chỉ khi lựa chọn vật liệu phù hợp mới có thể tránh được tình trạng mất hiệu suất sớm của van. -Áp suất cao và nhiệt độ-cao, kết hợp với chất rắn, có thể dẫn đến hiện tượng ăn mòn hoặc thậm chí sứt mẻ và phá hủy lớp phủ. Điều này có thể dẫn đến mô-men xoắn tăng lên và van không-hoạt động được và/hoặc tốc độ rò rỉ cao. Điều tương tự cũng áp dụng cho sự ăn mòn, xói mòn hoặc mài mòn khi khả năng chống mài mòn của lớp phủ không đủ.
Giải pháp được đề xuất
Lớp phủ HVOF và Spray & Fuse là hai lớp phủ được sử dụng phổ biến trong ngành van. Ưu điểm và ứng dụng của hai lớp phủ này (bất kể chất liệu bột) được thể hiện trong Bảng 1.
Điều gì tạo nên một lớp phủ tốt?
Quy trình sản xuất lớp phủ có thể được ví như việc tạo ra một tác phẩm nghệ thuật, với tất cả các bước, bao gồm-xử lý trước, phun và-sau xử lý, góp phần tạo nên kết quả cuối cùng. Sự không hoàn hảo dù chỉ ở một trong những bước này cũng sẽ dẫn đến sản phẩm thất bại. Trong nhiều trường hợp, vấn đề rất nghiêm trọng, nó có thể chỉ là sự tăng nhẹ mô-men xoắn cần thiết cho hoạt động của van.
Phun là liên kết quan trọng nhất trong quá trình này. Một quy trình phun thích hợp phải chính xác và ổn định nhất có thể. Phun là một quá trình bổ sung vật liệu phải được kiểm soát cẩn thận. Cũng giống như gia công, thiết bị-hiện đại--không phải là yếu tố duy nhất cần xem xét; đồ đạc phù hợp và số năm kinh nghiệm cũng rất quan trọng. Sự ổn định là tất cả về quản lý quy trình; Sau khi đạt được quy trình phun hoàn hảo (-làm nóng trước, tốc độ, khoảng cách, v.v.), điều cần thiết là phải đảm bảo rằng tất cả các bước này được triển khai trong tương lai với sự can thiệp tối thiểu. Để cạnh tranh hơn về mặt chi phí, một số nhà sản xuất vẫn sử dụng phương pháp phun thủ công; tuy nhiên, cách tiếp cận này không được khuyến khích vì nó không chính xác và không ổn định.
Xử lý nhiệt đề cập đến bước nung chảy trong quy trình phủ Phun & Cầu chì. Người sử dụng van ngày càng chấp nhận lớp phủ Spray & Fuse như lớp phủ phù hợp hơn cho các ứng dụng dịch vụ khắc nghiệt, chẳng hạn như xả nước và sốc nhiệt, hơn lớp phủ HVOF. Quá trình nung chảy của hầu hết các lớp phủ Spray & Fuse trên thị trường được thực hiện bằng cách làm nóng ghế bóng theo cách thủ công bằng đầu đốt oxyacetylene. Điều này phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm nên khó đảm bảo nhiệt độ đồng đều trên toàn bộ bộ bóng, điều này có thể dẫn đến chất lượng lớp phủ không đồng đều. Để có được lớp phủ-hiệu suất cao và đáng tin cậy, bạn nên sử dụng lò chân không có độ chính xác-cao để đảm bảo sự thay đổi nhiệt độ ở mức tối thiểu trong quá trình nung chảy.
Lapping đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra lớp phủ-chất lượng cao. Các quy trình mài tiêu chuẩn chỉ đảm bảo đủ độ tròn xung quanh khu vực bịt kín. Nếu chúng ta mở rộng diện tích đo ra toàn bộ quả bóng thì nó có thể đã vượt quá yêu cầu về dung sai. Đây là lý do tại sao nhiều van bi có mặt tựa bằng kim loại-có hiệu suất tương đối chấp nhận được trong quá trình thử nghiệm tại nhà máy; tuy nhiên, sự rò rỉ không thể chấp nhận được xảy ra do lớp phủ bị hư hỏng chỉ sau một vài chu trình đóng-và-đóng sau khi lắp đặt van. Vì vậy, ngoài khả năng phun, cần có khả năng lăn khéo léo để đảm bảo độ tròn lý tưởng trên toàn quả bóng. Hơn nữa, quy trình mài tốt cũng sẽ đảm bảo độ dày lớp phủ đồng đều để đạt được độ cứng đồng đều.
Kiểm tra và xác minhkiểm tra xem lớp phủ có được sản xuất đạt chất lượng mong muốn hay không, đồng thời cung cấp hướng dẫn cải tiến liên tục. Phương pháp kiểm tra lớp phủ được sử dụng trong ngành van thường bao gồm kiểm tra độ cứng, độ xốp và độ bền liên kết trên mẫu vật. Tuy nhiên, nó có những hạn chế: kết quả thử nghiệm chỉ có thể xác minh rằng lớp phủ đáp ứng các tiêu chí trong tiêu chuẩn quốc tế và lớp phủ được xác minh trên mẫu không đảm bảo hiệu suất tương tự trong điều kiện làm việc thực tế khi áp dụng cho bộ bóng. Một giải pháp thay thế có thể giải quyết vấn đề này: kiểm tra hiệu suất lớp phủ trong các điều kiện mô phỏng nhưng nghiêm ngặt hơn so với điều kiện làm việc thực tế của van và sử dụng kiểm tra lớp phủ tiêu chuẩn làm thử nghiệm bổ sung.
Bản tóm tắt
Bài viết này đã thảo luận về cách lớp phủ cứng có thể nâng cao hiệu suất của van bi, những thách thức mà các ứng dụng dịch vụ khắc nghiệt đặt ra cho van bi và một số giải pháp tiềm năng. Mặc dù lớp phủ cứng có thể mở rộng phạm vi hoạt động của van bi và cải thiện hiệu suất cũng như tuổi thọ của nó trong các ứng dụng dịch vụ khắc nghiệt, nhưng điều này phụ thuộc hoàn toàn vào chất lượng của lớp phủ. Lớp phủ có chất lượng kém là một vấn đề có thể nhanh chóng gây ra sự cố với van bi, dẫn đến hiệu suất kém hơn so với van bi có mặt tựa mềm. Vì vậy, phải đặc biệt chú ý đến việc kiểm soát chất lượng lớp phủ để tránh những tình huống không mong muốn.