پوشش سخت دریچه توپ در کاربردهای خدماتی شدید

سرویس شدید عموماً به برنامه‌هایی اطلاق می‌شود که دارای درگیری ذرات سنگین، چرخش با فرکانس بالا، دماهای شدید، خوردگی، فرسایش یا هر ترکیبی از این عوامل هستند. برای این شرایط سخت، به شیرهای توپی- فلزی نیاز است.

موفقیت یک شیر توپی{0}} فلزی تا حد زیادی به انتخاب یک پوشش سخت مناسب و اینکه آیا آن پوشش به درستی ساخته شده است بستگی دارد. پوشش های سخت می توانند از قطعات آسیب پذیر محافظت کرده و عملکرد شیر را افزایش دهند. با این حال، دستیابی به یک پوشش سخت رضایت بخش، بسیار دشوارتر از تصور اکثر کاربران نهایی شیر است. به همین دلیل است که هنوز مشاهده انواع مشکلات پوشش در دریچه های توپی در سایت،-مثل خراشیدگی، ترک خوردن و حتی لایه برداری رایج است.

چرا شیرهای توپی نیاز به پوشش دارند؟

دریچه های توپی نرم دارای محدودیت هایی در دماهای بالا یا شرایط سخت هستند. برای تحمل بارهای بین توپ و صندلی و برای اطمینان از طول عمر قابل اعتماد و طولانی، یک پوشش مناسب بین نواحی تماس متحرک مورد نیاز است. علاوه بر این، برای مقاومت در برابر شرایط ساینده، فرسایشی، فشار{2} و دمای بالا- یا قرار گرفتن در معرض مواد جامد، انتخاب صحیح و کیفیت مواد پایه و پوشش بر عملکردی مانند سفتی، استقامت، گشتاور و قابلیت تعمیر شیر تأثیر می‌گذارد.

مشکلات عمومی در شرایط خدماتی شدید

شرایط سخت در محیط های خدماتی شدید یک چالش برای طول عمر و عملکرد آب بندی توپ و صندلی سوپاپ است. فقط با انتخاب مواد مناسب می توان از افت عملکرد زودرس شیر جلوگیری کرد. فشار-و{3}}دماهای بالا، همراه با مواد جامد، می‌تواند منجر به داغ شدن یا حتی بریدگی و تخریب پوشش شود. این ممکن است منجر به افزایش گشتاور و یک سوپاپ غیرقابل کار-و/یا نرخ نشتی بالا شود. همین امر در مورد خوردگی، فرسایش یا سایش زمانی که مقاومت سایشی پوشش کافی نیست صدق می کند.

راه حل های پیشنهادی

پوشش های HVOF و Spray & Fuse دو پوشش متداول در صنعت شیرآلات هستند. مزایا و کاربردهای این دو پوشش (صرف نظر از مواد پودری) در جدول 1 نشان داده شده است.

یک پوشش خوب چیست؟

فرآیند تولید پوشش را می توان به ایجاد یک اثر هنری تشبیه کرد، با همه مراحل، از جمله پیش{0}}درمان، پاشش و درمان پس از-، که به نتیجه نهایی کمک می کند. نقص حتی در یکی از این مراحل منجر به شکست محصول می شود. در بسیاری از موارد، مشکلات موذیانه هستند، ممکن است فقط افزایش جزئی در گشتاور مورد نیاز برای عملکرد سوپاپ باشد.

سمپاشی مهم ترین پیوند در این فرآیند است. یک فرآیند سمپاشی مناسب باید تا حد امکان دقیق و پایدار باشد. اسپری یک فرآیند افزودن مواد است که باید به دقت کنترل شود. درست مانند ماشینکاری، وضعیت{3}}تجهیزات-هنر تنها عاملی نیست که باید در نظر گرفته شود. وسایل مناسب و سالها تجربه نیز بسیار مهم است. ثبات همه چیز در مورد مدیریت فرآیند است. هنگامی که یک فرآیند سمپاشی کامل (پیش-گرما، سرعت، فواصل، و غیره) به دست آمد، اطمینان از اجرای تمام این مراحل در آینده با حداقل مداخله ضروری است. برای رقابت بیشتر در هزینه، برخی از تولیدکنندگان هنوز از سمپاشی دستی استفاده می‌کنند. با این حال، این رویکرد توصیه نمی شود زیرا نه دقیق و نه پایدار است.

عملیات حرارتی به مرحله ذوب در فرآیند پوشش اسپری و فیوز اشاره دارد. کاربران شیر به طور فزاینده ای پوشش Spray & Fuse را به عنوان پوشش مناسب تری برای کاربردهای خدماتی شدید، مانند شستشو و شوک حرارتی، نسبت به پوشش های HVOF می پذیرند. فرآیند ذوب اکثر پوشش های اسپری و فیوز موجود در بازار با گرم کردن دستی صندلی توپ با مشعل اکسی استیلن انجام می شود. این بسیار به تجربه بستگی دارد، بنابراین تضمین یکنواختی دما در سراسر مجموعه توپ دشوار است، که ممکن است منجر به پوششی با کیفیت ناهموار شود. برای به دست آوردن یک پوشش مطمئن و با کارایی بالا، توصیه می‌شود از یک کوره خلاء با دقت بالا استفاده کنید که حداقل تغییرات دما را در طول فرآیند ذوب تضمین می‌کند.

لپینگ نقش مهمی در تولید-روکش‌های با کیفیت بالا دارد. فرآیندهای استاندارد لپینگ فقط گردی کافی در اطراف ناحیه آب بندی را تضمین می کند. اگر منطقه اندازه گیری را به کل توپ گسترش دهیم، ممکن است از قبل از الزامات تحمل فراتر رود. به همین دلیل است که بسیاری از دریچه‌های توپی{4}}در طول آزمایش کارخانه عملکرد نسبتاً قابل قبولی از خود نشان می‌دهند. با این حال، نشتی غیرقابل قبول به دلیل آسیب پوشش ناشی از چند چرخه باز-و-بستن پس از نصب شیر رخ می دهد. بنابراین، علاوه بر قابلیت اسپری کردن، برای اطمینان از گردی ایده‌آل در سرتاسر توپ، به قابلیت لپینگ ماهرانه نیز نیاز است. علاوه بر این، یک فرآیند خوب پوشش دادن ضخامت پوشش یکنواخت را تضمین می کند تا سختی یکنواخت حاصل شود.

تست و تاییدبررسی کنید که پوشش ها با کیفیت مطلوب تولید شده اند و همچنین دستورالعمل های بهبود مستمر را ارائه دهید. روش بازرسی پوشش مورد استفاده در صنعت شیر ​​به طور کلی شامل تست سختی، تخلخل و استحکام باند بر روی نمونه ها می باشد. با این حال، محدودیت‌هایی دارد: نتایج آزمایش فقط می‌تواند تأیید کند که پوشش با معیارهای استانداردهای بین‌المللی مطابقت دارد، و پوشش تأیید شده روی یک نمونه، عملکرد یکسانی را در شرایط کاری واقعی هنگام اعمال بر روی یک مجموعه توپ تضمین نمی‌کند. یک راه حل جایگزین می تواند این مشکل را حل کند: عملکرد پوشش را تحت شرایط شبیه سازی شده، اما سخت تر از شرایط کاری واقعی شیر تست کنید، و از بازرسی های پوشش استاندارد به عنوان آزمایش تکمیلی استفاده کنید.

خلاصه

این مقاله در مورد اینکه چگونه پوشش سخت می‌تواند عملکرد شیرهای توپی را افزایش دهد، چالش‌هایی که کاربردهای خدماتی شدید برای شیرهای توپی ایجاد می‌کند و برخی راه‌حل‌های بالقوه بحث کرده است. اگرچه پوشش سخت می تواند دامنه کاری شیر توپی را افزایش دهد و عملکرد و طول عمر آن را در کاربردهای خدماتی شدید بهبود بخشد، این امر به شدت به کیفیت پوشش بستگی دارد. پوشش با کیفیت زیر-مشکلی است که می‌تواند به سرعت مشکلاتی را در یک شیر توپی ایجاد کند و در نتیجه عملکرد ضعیف‌تری نسبت به یک-دریچه توپی نرم ایجاد کند. بنابراین باید توجه ویژه ای به کنترل کیفیت پوشش داده شود تا از موقعیت های غیر منتظره جلوگیری شود.