如何提高高溫球閥的使用壽命
閱讀：145發布時間：2014-12-10
高溫球閥500°是各種流體輸送系統中的主要部件，其中，金屬硬密封球閥適用于高溫、高壓工況及料漿、顆粒介質等易磨損工況。當流體介質為液固或氣固混合物料且固體顆粒硬度又很高時，對球閥球體和閥座密封面的耐磨性能要求很高，特別是氣固混合介質引起的球體與閥座間的干摩擦，極易造成密封面的過度磨損或劃傷而導致失效。在現閥門泄漏是企業生產的重大安全隱患，極易造成突發性的惡性事故，因此，高溫球閥的安全使用是值得高度重視的問題。
但是，目前正在使用的某些高溫球閥，包括一些進口高溫球閥，其使用壽命短則幾天長則不到一個月，由此造成頻繁的更換或維修，不僅給企業生產埋下重大安全隱患，而且大大增加了生產成本和維護人員的勞動程度。每年因閥門頻繁失效，造成停工、檢修所帶來的經濟損失巨大。經研究發現，失效的主要原因是一些硬質粉末在球閥啟閉過程中進入了密封接觸面，由于這些粉末粒子的硬度遠較球閥密封表面高，使球閥在頻繁的啟閉過程中產生嚴重的劃傷，從而導致球閥泄漏失效。
就此銳博閥門廠對高溫球閥的閥芯閥座進行表面處理，大大提高了高溫球閥的使用壽命，取得了顯著效果。他們對閥芯球體采用等離子噴涂技術、對閥座采用電刷鍍技術進行表面處理，以提高球閥整體的耐磨性。等離子噴涂喂料采用納米Al2O3-13%TiO2粉末，其粉末粒度為50~500nm；電刷鍍在閥座表面制備涂層厚度約為100μm的NiW鍍層。
高溫球閥檢測表明，處理后的閥芯、閥座顯示以下特點：
1、表面硬度明顯高于基體。基體的顯微硬度為524HV，而Al2O3-TiO2涂層的顯微硬度可達1463HV。
2、具有優異的耐磨損性能，其耐磨性比未處理試樣提高2.5倍；同時，摩擦系數下降2.67倍。
3、具有優異的抗熱震性能，經過100次的冷熱循環后，均未發現涂層與基體之間產生任何的剝離，說明涂層與基體之間的線膨脹系數匹配良好。
高溫球閥研究表明，經納米Al2O3、TiO2增強的復合涂層以固溶強化、彌散強化和細化涂層晶粒等強化方式提高涂層的整體強度，從而提高了裂紋形成的臨界應力。表面沉積所形成的Al2O3、TiO2等硬質金屬間化合物使得涂層的表面硬度明顯高于基體。同時，彌散分布的納米Al2O3質點可以有效防止裂紋擴展，使得形成磨屑的時間延長。另一方面，納米Al2O3復合涂層摩擦系數較低與其摩擦表面的晶粒大小有關，Al2O3增強復合涂層表面光滑且晶粒細小，因而摩擦系數較小，相同載荷的摩擦表面切應力較小，使得產生裂紋的幾率減少，延緩了裂紋擴展的速率，從而提高了材料的耐磨性能。同時，納米Al2O3-TiO2質點與基體的結合力較好，涂層與基體之間結合強度高達60.4MPa，所以在摩擦過程中不易從基體中剝落。檢測還發現，在Al2O3-TiO2涂層中形成了致密的網狀結構，使其具有*的結合強度和抗熱震性能。
