Význam úpravy povrchu ventilu
Jako klíčová součást pro kontrolu průtoku tekutin v potrubním systému hraje povrchové ošetření ventilu zásadní roli. Dobré ošetření povrchu může zlepšit odolnost proti korozi, odolnost proti opotřebení a odolnost proti otěru ventilu, zvýšit těsnicí výkon ventilu a prodloužit životnost ventilu. Zároveň může také zlepšit kvalitu vzhledu ventilu, aby vyhovoval potřebám různých pracovních prostředí a uživatelů.
Běžné metody úpravy povrchu ventilu
1. Elektroplatování
Definice a princip: Elektroplatace je metoda ukládání vrstvy kovu nebo slitiny na povrchu ventilu pomocí principu elektrolýzy. Po použití ventilu jako katody a jeho umístěním do elektrolytu obsahujícího kovové ionty, který má být nanesen, po zapnutí napájení jsou kovové ionty redukovány na atomy kovu elektrony na povrchu ventilu a postupně tvoří rovnoměrný a hustý povlak.
Chromová pokovování: Chromová pokovovací vrstva má vysokou tvrdost a dobrý odolnost proti opotřebení a má vynikající odolnost proti korozi a dekorativní vlastnosti. Chromová pokovovací vrstva může na povrchu ventilu tvořit tvrdý ochranný film, což účinně brání ventilu v opotřebení a korozi. Kromě toho má chromovaný ventil světlý a krásný vzhled a často se používá při některých příležitostech s vysokými požadavky na vzhled, jako jsou zásobování a drenážní systémy pro stavbu budov, špičkové koupelnové vybavení atd.
Jako příklad, jeho příklad tvrdé chromové pokovování, jeho procesní tok zahrnuje odmašťování → mořící → předběžné pokovování → chromové pokovování → po ošetření a každé spojení má rozhodující vliv na kvalitu pokovování. V leteckém poli se po titanovém ventilu slitiny nakloní tvrdým chromem, tvrdost povrchu se zvyšuje z HV300 na HV1000 a odolnost proti opotřebení se zvyšuje o 5krát, což účinně řeší problém opotřebení ventilu v leteckém palivovém systému.
Příklad aplikace: V potrubním systému potravinářského a nápojového průmyslu se často používají niklové nebo chromované ventily. Je to proto, že průmysl potravin a nápojů má na hygienu extrémně vysoké požadavky. Povrch niklu spuštěných a chromovaných vrstev je hladký, není snadné akumulovat měřítko a snadno se čistit. Může účinně zabránit, aby povrch ventilu byl zkorodován kyselými látkami nebo jinými komponenty v potravě a zároveň splňoval požadavky potravinářského průmyslu na čistý a krásný vzhled zařízení.
2. chemické pokovování
Definice a princip: Chemické pokovování je metoda pokovování, která používá redukční činidlo ke snížení kovových iontů v roztoku a vložení je na povrch ventilu bez vnějšího proudu. Spoléhá se na specifickou chemickou reakci, aby snížila kovové ionty na kovový prvek pod katalytickým účinkem povrchu ventilu za vzniku povlaku.
Funkce a výhody: Potahování chemického pokovování je jednotný a lze získat rovnoměrnou tloušťku bez ohledu na to, jak složitý je tvar ventilu. Chemické pokovování navíc nevyžaduje vnější napájení, operace je relativně jednoduchá a je vhodná pro ventily různých materiálů.
Ošetření chemické konverze může na povrchu ventilu generovat hustý oxidový film. Eloxující ošetření hliníkových ventilů může dosáhnout tloušťky filmu až 25 μm a odolnost proti korozi se zvýší o 10krát. V systému přívodu a drenážního systému budovy mají hliníkové ventily ošetřené eloxováním výrazně zvýšenou odolnost vůči korozi chloridu iontu.
Ačkoli léčba pasivace chromate je omezená kvůli problémům s životním prostředí, v některých vojenských oblastech, pasivační film z duhového zbarvení, který generuje, stále zaujímá místo s vynikajícím odolností proti korozi (neutrální test solného spreje větší než 500 hodin).
Kromě toho má povlak vytvořený chemickým pokovováním dobrou odolnost proti korozi a odolnost proti opotřebení. Některé vrstvy chemické plechovky mají také speciální fyzikální a chemické vlastnosti. Například vrstva slitiny chemického niklu-fosforu má vysokou tvrdost a dobrou odolnost proti korozi a v některých případech může nahradit tvrdý chrom.
Příklad aplikace: V některých vysokoteplotních, vysokotlakých potrubích obsahujících korozivní média v petrochemickém průmyslu jsou některé ventily ošetřeny chemickou slitinou nikl-fosforu. Tato metoda ošetření může umožnit ventilu udržovat dobrý výkon v drsném pracovním prostředí, účinně zabránit korodování a erodování povrchu ventilu, prodloužit životnost ventilu a snížit výrobní nehody a náklady na údržbu způsobené poškozením ventilu.
3. tepelné postřik
Definice a princip: Tepelný postřik je zahřívat kovový nebo nekovový prášek do roztaveného nebo polokvětového stavu pomocí tepelného zdroje a poté jej nastříkat na povrch ventilu pomocí vysokorychlostního proudu vzduchu za vzniku se specifickými vlastnostmi. Mezi běžné zdroje tepla patří plamen, elektrický oblouk, oblouk v plazmě atd.
Tepelné stříkání roztaví povlakový materiál a rozvětvuje jej na povrch ventilu přes vysokoteplotní zdroj tepla, aby vytvořil metalurgickou vazbu. Porozita keramického povlaku oxidu zirkonia připraveného plazmatickým postřikem může být řízena pod 3%. Ve vysokoteplotním plynovodu plynového plynového plynového plynového plynového plynového plynového plynového plynového plynového plynového plynového plynového plynování má ventil používající tento povlak snížení povrchové teploty o 50 stupňů a prodloužení životnosti čtyřikrát.
Technologie wolframového karbidu připraveného nadzvukovým plamenem (HVOF) má tvrdost až do HV1300. Používá se na vysokotlakých ventilech škrticí klapky pro extrakci břidlicového plynu a jeho životnost se zvyšuje z 3 měsíců na 18 měsíců.
Potahovací materiály a vlastnosti
Kovové povlaky:jako je postřik zinku, hliníku a jiných kovových povlaků, mají dobrou odolnost proti korozi a vodivost. Povlak zinku může v atmosférickém prostředí vytvořit hustý ochranný film oxidu zinečnatého, který hraje roli katodické ochrany pro substrát ventilu; Potahování hliníku má vysokou odolnost proti vysoké teplotě a oxidační odolnost a může účinně chránit ventil v některých vysokoteplotních prostředích.
Keramický povlak:Keramické materiály mají výhody vysoké tvrdosti, dobré odolnosti proti opotřebení, odolnosti proti vysoké teplotě a silné chemické stability. Postříkání keramického povlaku může významně zlepšit odolnost proti opotřebení, odolnost proti korozi a odolnost proti vysoké teplotě ventilů. Například v některých práškových potrubích jsou ventily snadno erodovány a nošeny pomocí částic. Ventily stříkané keramickými povlaky mohou účinně odolávat opotřebení a zajistit životnost utěsnění a servisu ventilů.
Příklad aplikace:V potrubním systému kotle v energetickém průmyslu, protože ventil musí vydržet vysokou teplotu, vysoký tlak a střední erozi obsahujícím popílek a další částice, často se používají ventily s tepelnými keramickými povlaky nebo kovové keramické kompozitní povlaky.
Tyto povlaky mohou udržovat stabilní výkon při vysokých teplotách, účinně zabránit opotřebení a korozi na povrchu ventilu, zlepšit spolehlivost a provozní účinnost ventilu, snížit frekvenci údržby a výměny a snížit náklady na výrobu energie.
4. povlak
Definice a princip:Potahování je metoda nanášení barvy na povrch ventilu za účelem vytvoření ochranného filmu sušením, vytvrzováním a dalšími procesy. Filmové látky v povlaku tvoří kontinuální film na povrchu ventilu, který hraje roli izolace, ochrany a dekorace.
Typy a charakteristiky povlaku
Antikorrozní povlaky:Antikorrozní povlaky s epoxidovou pryskyřicí, polyuretanem a dalšími hlavními látkami vytvářejícími filmy mají dobrou odolnost proti korozi, adhezi a mechanické vlastnosti. Na povrchu ventilu mohou tvořit tvrdý ochranný film a účinně odolávat erozi korozivních médií, jako jsou kyseliny, alkaliky a soli. Například v potrubních systémech některých čistírny odpadních vod se ventily obvykle potahují epoxidovou pryskyřičnou antikorozní povlaky, aby se zabránilo škodlivým látkám v odpadních vodách korodováním ventilů.
Povlaky odolné vůči vysoké teplotě:Tento typ povlaku používá vysokoteplotní materiály, jako je silikon jako filmové látky, které mohou udržovat stabilní výkon za podmínek vysoké teploty a zabránit oxidaci a deformaci povrchu ventilu. V potrubních systémech některých vysokoteplotních pecí mohou ventily potažené vysokoteplotními odolnými povlaky fungovat normálně za dlouhodobých podmínek vysokoteplotních podmínek a prodloužit životnost ventilů.
Příklad aplikace:Při budování systémů HVAC jsou ventily obvykle potaženy protikorzními povlaky různých barev. Na jedné straně mohou antikorrozní povlaky chránit ventily před korozí látkami, jako je vodní pára a kyslík ve vzduchu.
Na druhé straně lze různé barvy barvy použít k rozlišení trubek a ventilů s různými funkcemi, což je vhodné pro instalaci, údržbu a správu. Současně mohou některé povlaky se speciálními funkcemi, jako jsou povlaky s ohněm, také zlepšit bezpečnost ventilů v nouzových situacích, jako jsou požáry.
5. Ošetření nitridingem
Definice a princip:Ošetření nitridingem je proces tepelného zpracování, který infiltruje atomy dusíku do povrchu ventilu za vzniku nitridové vrstvy s vysokou tvrdostí, dobrým odolností proti opotřebení a silnou odolnost proti korozi. Za určitých teplotních a středních podmínek tvoří atomy dusíku nitridy s kovovými prvky v materiálu ventilu, čímž mění strukturu a výkon povrchu ventilu.
Zlepšení výkonu po léčbě:Po ošetření nitridingem se tvrdost povrchu ventilu výrazně zlepšuje, obecně až HV900-1200, což je mnohem vyšší než tvrdost obyčejné oceli. Díky tomu má ventil dobrý odolnost proti opotřebení a odolnost proti otěru a vydrží vyšší tlak a tvrdší pracovní podmínky. Současně má nitridová vrstva také dobrou odolnost proti korozi, což může účinně zabránit selhání koroze v některých korozivních médiích.
Příklad aplikace:V hydraulickém systému v leteckém poli musí ventil udržovat dobrý výkon za vysokotlakých a vysokofrekvenčních pracovních podmínek.
Nitridingové ventily mohou tyto požadavky splnit. Jejich vysoká tvrdost a odolnost proti opotřebení může zajistit, aby se ventily při častém otevírání a uzavření nebyly snadné nosit. Dobrá odolnost proti korozi se může přizpůsobit dlouhodobým účinkům médií, jako je hydraulický olej, zajistit spolehlivost a stabilitu ventilů a zajistit bezpečný provoz leteckého zařízení.
Ošetření povrchu ventilu ve zvláštních prostředích
Mořské prostředí
Výzvy koroze čelily:Mořské prostředí obsahuje velké množství soli, vody a různých mikroorganismů, které jsou pro ventily vysoce korozivní. Chloridové ionty mohou snadno zničit pasivační film na povrchu ventilu, což způsobuje místní korozní jevy, jako je pitting a štěrbinová koroze. Současně urychlí účinek mořské vody rostoucího účinku mořské vody také opotřebení povrchu ventilu.
Použitelné metody povrchového úpravy: Aby se vyrovnal korozi mořského prostředí, ventily obvykle přijímají kombinaci více metod povrchového úpravy.
Nejprve je ventil tepelně stříkán zinkem nebo hliníkovým povlakem a k zajištění katodické ochrany substrátu se používá obětní anoda zinku a hliníku.
Poté se na povrch tepelného sprejového povlaku aplikuje vrstva vysoce výkonného antikorozního povlaku, jako je polyuretanový antikorozní povlak, aby se dále zlepšila odolnost proti korozi a nedostatku ventilu.
Kromě toho lze použít pro ventily v některých klíčových částech, může být použita elektrická slitina niklu-fosforu a další povlaky s lepší odolnost proti korozi a lze provést ošetření těsnění, aby se zabránilo pronikání mořské vody do pórů povlaku a zlepšení ochranného výkonu ventilu.
Případ aplikace:V potrubním systému platformy pro vrtání na moři je třeba ventily po dlouhou dobu vystavit mořské prostředí. Ventily s tepelným postřikem povlaku zinku a hliníku v kombinaci s protikorozními povlaky mohou účinně odolávat korozi a erozi mořské vody, zajistit dlouhodobý stabilní provoz ventilů v drsném mořském prostředí a snížit bezpečnostní nehody a ekonomické ztráty způsobené korozí ventilu.
Prostředí s vysokou teplotou a prostředí s vysokým tlakem
Požadavky na výběr materiálu a povrchové úpravy:V prostředí s vysokou teplotou a vysokým tlakem musí ventily nejen odolávat obrovským tlakům, ale také odolávat oxidaci vysoké teploty a tepelné únavě. Proto jsou ventilové materiály obvykle vyrobeny z vysokoteplotních odolných a vysokých pevných slitinových ocelí, jako jsou chromium-molybdenové slitiny oceli.
Pro povrchové zpracování takových ventilů se kromě použití vysokoteplotních odolných povlaků pro povlak, nitriding nebo boronizující ošetření často používá ke zlepšení tvrdosti, odolnosti proti opotřebení a odolnost proti vysoké teplotě povrchu ventilu.
Ošetření nitridingem může tvořit nitridovou vrstvu s vysokou tvrdostí a dobrou stabilitou na povrchu ventilu, což účinně zlepšuje odolnost ventilu vůči tepelné únavě a oxidaci vysoké teploty; Boridingová ošetření může tvořit vrstvu boridů s vyšší tvrdostí na povrchu ventilu, což výrazně zlepšuje odpor opotřebení ventilu a odolnost proti korozi s vysokou teplotou.
Případ aplikace:Ve vysokoteplotních a vysokotlakých zařízeních, jako jsou hydrogenační reaktory v petrochemickém průmyslu, musí ventily pracovat při teplotách až stovky stupňů Celsia a tlaky desítek megapascalů. Ocelové ventily slitiny chromium-molybdenu ošetřené nitridingem nebo boritem mohou udržovat dobrý výkon za takových extrémních podmínek, zajistit těsnění a spolehlivost ventilu a poskytovat ochranu pro bezpečný a stabilní provoz petrochemického výrobního procesu.