多功能超音速火焰噴涂技術(shù)應(yīng)用在三通球閥閥芯上

由于密封結(jié)構(gòu)上的改變，以硬密封取代軟密封，金屬硬密封三通球閥大大提高了密封壓力，使用溫度和使用壽命。金屬硬密封球閥適用的介質(zhì)范圍廣，通過(guò)選用不同的材質(zhì)，可分別適用于水、蒸氣、油品、硝酸、醋酸、尿素等多種介質(zhì)，在燃?xì)夂褪突ぶ袘?yīng)用相當(dāng)廣泛，而且，通過(guò)結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化設(shè)計(jì)， 還可以實(shí)現(xiàn)無(wú)摩擦和低扭矩啟閉。按結(jié)構(gòu)的不同，金屬硬密封三通球閥主要由閥座和球形閥芯組成。金屬硬密封球閥一般使用碳鋼或不銹鋼材質(zhì)，由于材質(zhì)本身的限制，在一些特殊工況下難以滿足使用要求，特別是石油化工中的強(qiáng)腐蝕和強(qiáng)磨損工作環(huán)境。三通球閥的失效方式主要是沖蝕磨損，若采用表面強(qiáng)化技術(shù)對(duì)閥芯進(jìn)行表面改性，提高閥芯耐沖蝕性能，將進(jìn)一步提高金屬硬密封三通球閥的使用壽命和使用可靠性。超音速火焰噴涂(High Velocity Oxygen Fuel Spray)具有很高的焰流速度和相對(duì)較低的焰流溫度，特別適宜于制備性能優(yōu)異的碳化物金屬陶瓷涂層，結(jié)合強(qiáng)度高，孔隙率低，硬度高，耐磨耐蝕性能好，有很好的機(jī)械力學(xué)和耐磨耐蝕性能，工藝上特別適宜于球類、軸桿類零部件。我公司技術(shù)人員采用自行研制的多功能超音速火焰噴涂技術(shù)對(duì)閥芯進(jìn)行表面強(qiáng)化處理，并對(duì)涂層的性能和噴涂后的球閥壽命進(jìn)行測(cè)試。

圖1 HVO/AF超音速火焰噴涂系統(tǒng)原理圖

多功能超音速火焰噴涂系統(tǒng)如圖1所示。其基本原理是：利用煤油為燃料，氧氣和壓縮空氣為助燃劑，控制系統(tǒng)將煤油和助燃劑(氧氣、壓縮空氣、氧氣與壓縮空氣混合氣)以一定的壓力和流量輸送到噴槍，經(jīng)高性能霧化噴嘴霧化混合成液霧后噴入噴槍燃燒室，液霧經(jīng)火花塞點(diǎn)火燃燒后形成高溫高壓的燃?xì)猓枃娮鞂⑵浼铀俚匠羲佟Ｋ头巯到y(tǒng)將噴涂粉末從拉代爾噴嘴的低壓區(qū)送入超音速射流，經(jīng)射流加溫加速后從噴槍噴出，高速噴向工件表面沉積形成涂層。由于多功能超音速火焰噴涂技術(shù)可以使用氧氣和壓縮空氣兩種助燃劑，同時(shí)具備HVOF和HVAF的功能，焰流的速度和溫度在大范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，所以也稱為HVO/AF技術(shù)。