热啧涂涂层在阀门上的应用.pdf

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1、洛阳朗力表面技术有限公司(河南471003)王延枝王会谊侯应黎【摘要】介绍了热喷涂涂层技术在阀门上的应用。热喷涂是修复强化阀门、延长阀门使用寿命的最经济有效的手段，可用于耐磨、耐腐蚀、耐冲蚀、耐高温氧化以及上述因素综合都存在的工况下。【关键词】阀门热喷涂耐腐蚀耐磨损耐冲蚀耐高温氧化一．前言阀门是流体输送系统中控制流体介质的流向、流量、压力和温度等的机械装置，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压以及分流或溢流泄压等功能，是一种用途极广的通用产品。阀门可用于控制空气、水、蒸汽、各种腐蚀性介质、泥浆、油品、液态金属和放射性介质等各种类型流体的流动，是管道系统中基本的部件，涉及机械、电力

2、、核电、石油化工、油气输送、冶金、船舶、交通、医药、军工、大型煤化工及供水系统等各个领域。部分阀门工作环境恶劣，强腐蚀、强冲刷、磨损导致阀门使用寿命短，极易损坏，给生产造成不可估量的损失。如何提高阀门组件的使用寿命就成为各行业共同关注的话题。在所有的改进措施中，热喷涂技术是最有效、最省钱和最直接的增强表面功能和工艺参数的方法。该技术是利用热源将喷涂材料加热至熔化或半熔化状态，并以一定速度喷射沉积到经过预处理的基体表面上形成涂层的方法，以赋予基体表面特殊功能。针对不同部件的使用工况，选择合适的热喷涂材料及工艺，在该部件表面覆上一层可以抗拒该恶劣工作环境的材料。而在阀门修复及表面强化

3、中，采用热喷涂(焊)的方法对已损坏阀门进行修复或对新阀门进行预强化处理，能使阀门“旧貌换新颜”，大大增加其使用寿命。二、热喷涂技术在阀门行业的应用实例1．耐冲蚀磨损：水力除焦控制阀芯在炼油厂延迟焦化装置水力除焦系统中，除焦控制阀安装在高压水泵出口的高压水管上，代替手动操作除焦时泵出口电动阀、焦炭塔顶高压水上水管电动阀和回水管电动阀，对高压水的流向进行控制，实现水力除焦的程序控制。该阀由阀体部分和控制部分两大部分组成。阀体部分主要由阀体、阀芯、上下套筒、节流孔板及阀杆等组成。阀芯为空心结构，与阀杆的连接采用台阶通过圆螺母和止动垫圈来压紧，阀座固定在阀芯下部。在使用过程中，阀芯和套筒

4、在高压水的冲蚀作用下，易发生磨损，是除焦控制阀中的易损件。一般说来，材料的耐磨性与硬度成正比，在这种工况下就要求阀芯材料必须要有较高的硬度，同时还要有一定的韧性。阀芯原采用马氏体不锈钢，若整体换用高硬度、具有一定韧性的材料，将造成阀芯的制作成本非常昂贵。而采用表面强化的方法既可以达到使用要求，又可以降低成本。采用火焰喷涂工艺在阀芯表面制2014硼嘲僦972014年第lO期mvw．e喇x．com'7I嬲篇麓m扰厢通GMMnnl和ctll糟备镍基自熔合金涂层，硬度可达60HRc，耐磨性能优越，且它与基体为冶金结合，在高压水的冲蚀作用下不会发生涂层剥落。图l为阀芯制备涂层前后图片。【a

5、)阀芯原件(b)重熔图1阀芯制备涂层前后制备耐磨涂层后，该阀芯投入使用，寿命由原来的3个月提高到两年，节约了成本，且延长了设备检修、备件更换的周期，大大降低了劳动强度。2．耐腐蚀磨损：高压隔膜泵单向阀某公司煤制1．4一丁二醇用隔膜泵，进口操作压力为0．18MPa，出口操作压力为8MPa。隔膜泵在与泵相连的弹簧作用下，隔膜泵顶盖打开，带有催化剂镍粉的1．4一丁二醇(简称BDO)溶液通过隔膜泵过流部位，流入下一道工序；后隔膜泵端盖下降与泵下部紧密配合，溶液被阻断，如此往复进行。该泵在检修过程中由于其进口单向阀安装难度大，安装精度不易保证，造成检修返工率高，增加了检修工作量及劳动强度，

6、所以该阀的使用寿命对生产来说至关重要。该阀在使用过程中接触介质为催化剂以及BDO溶液，长期使用，经热处理过的上下泵基体可以承受长期撞击、接触造成的磨损，但却不能经受介质的长期腐蚀磨损，特别是隔膜泵单向阀与泵基体紧密配合的部位受到腐蚀后，发生溶液泄漏，不能有效工作，致使隔膜泵失效。为了降低成本，提高隔膜泵单向阀的使用寿命，该公司决定采用热喷涂技术对该阀进行修复强化。采用超声速火焰喷涂在密封部位制备一层金属陶瓷复合材料，该涂层均匀致密，与基体结合强度高，可达70MPa。一般说来，材料的耐磨性与硬度成正比，该金属陶瓷复合涂层硬度可达60HRc以上，耐磨性能好且具有优良的耐蚀性。该涂层可

7、保证隔膜泵上下部件在多次撞击过程中不会发生涂层脱落，另一方面，涂层表面光滑，可使隔膜泵上下部件接触部位紧密配合，达到客户要求的流量控制精度。图2为隔膜泵单向阀修复前后对比图片。9引然嬲：Ⅲ蝴嘲(a)修复前(b)修复后图2隔膜泵单向阀修复前后对比图片该阀门经修复后，平均寿命比新阀门提高5倍以上，延长了隔膜泵的检修周期，大大节约了生产成本，为长期安全生产提供了保障。3．耐高温氧化．绝缘：排灰阀阀芯、阀座某公司高温除尘用排灰阀在工作中要承受300℃的高温烟气，而且要承受0．1MPa的海