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高温球阀失效原因及阀芯阀座表面处理方案点击次数:41 发布时间:2017/11/25

一、 高温球阀失效原因
 
    由高温球阀的化学成分、硬度、金相组织和密封面微观形貌分析可知,该球阀为典型的划伤性磨料磨损失效]。失效的主要原因是少量待生催化剂粉末(主要成分为Al)在球阀启闭过程中进入了密封接触面,由于Al的硬度远较球阀密封表面的硬度高,使球阀在频繁的启闭过程中产生了较为严重的划伤,从而导致球阀泄漏失效。
 
 
二、高温球阀阀芯阀座表面处理方案
 
    综合考虑高温球阀的服役状况和失效原因,对阀芯球体采用等离子喷涂技术、阀座采用电刷镀技术进行表面处理,以提高球阀整体的耐磨性。
 
1、阀芯涂层试样制备
 
   试验采用阀芯球体材料40Cr13马氏体不锈钢作为喷涂基体材料,试样尺寸为Φ60mm*15mm;其化学成分(质量分数,%)为:0.38C,0.62Si,0.80Mn,0.050P,0.030S,1.287Cr。经检测,阀芯球体已经过淬火+低温回火处理,其组织为回火马氏体。
 
    等离子喷涂喂料分别为纳米Al2O3-13% TiO2、WC-12%Co、Mo合金和Cr2O3粉末,其粉末粒度为50~500nm,采用美国Sulzer Metco大气等离子喷涂系统及F42MB型喷枪制备涂层,喷涂工艺参数见表1所示。4种涂层的厚度均约为50m。
 
2、阀座镀层试样制备
 
   试验采用阀座材料镍基合金CY5SnBMi(ASME标准材料)作为基体材料,试样尺寸为Φ4.8mm*12.7mm;其化学成分(质量分数,%)为:74Ni,12Cr,2.82Sn,2.68Bi,1.10Mn,0.72S。
 
    在试样表面分别制备涂层厚度约为100m高速Ni镀层和NWi镀层,工艺流程为:镀前表面处理电净处理去离子水冲洗2号活化液活化去离子水冲洗3号活化液活化去离子水冲洗无电擦拭镀层打底无电擦拭镀工作层镀后处理。各步骤处理后的工作表面对水润良好、无干斑和无挂水珠现象。施镀时间为30min,工作电压为14V。
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