Įvadas: Dešimtmetis, kai apibrėžiamas atsparumas nusidėvėjimui naudojant šiluminės energijos ir kinetinės energijos simfoniją
V-formos pjūvio vožtuvo rutulio paviršiuje tik 200 mikrometrų storio danga turi atlaikyti nuolatinę eroziją kelerius metus ar net daugiau nei dešimtmetį. Šio „mikrošarvo“ našumas tiesiogiai priklauso nuo jo sukūrimo būdo - purškimo proceso metu, kiekvienai miltelių dalelei suteikiama tam tikra temperatūra, greitis ir būsena. Tarp daugybės paviršiaus inžinerijos metodų,viršgarsinis liepsnos purškimas (HVOF)irAtmosferos plazminis purškimas (APS)yra tarsi du skirtingi „mikro kalimo meistrai“, formuojantys dangų pasaulį su žymiai skirtingais fiziniais principais.
Neteisingas pasirinkimas ne tik reiškia, kad danga gali per anksti sugesti, bet ir gali nulupti esant dideliems temperatūros ir slėgio skirtumams, o tai gali sukelti katastrofišką antrinį nusidėvėjimą. Tongballas tiki, kad esminių šių dviejų pagrindinių technologijų skirtumų supratimas nėra specializuota procesų inžinierių tema, o pagrindinė žinių bazė kiekvienam sprendimus priimančiam asmeniui, siekiančiam ilgalaikio patikimo vožtuvų veikimo,{1}darydamas mokslinius pasirinkimus.
Techninė analizė: kinetinis dominavimas prieš terminį viršenybę - Dviejų procesų fizinė esmė ir veikimo žemėlapiai
Esminis skirtumas tarp HVOF ir APS slypi energijos perdavimo būdu miltelių dalelėms ir susidariusioje dalelių būsenoje, kuri tiesiogiai nulemia galutinę dangos struktūrą.
1. Viršgarsinis liepsnos purškimas (HVOF): „šaltas tankus“ procesas, skatinamas kinetinės energijos
Veikimo principas:Degalai (žibalas, vandenilis ir kt.) intensyviai deginami degimo kameroje, todėl susidaro aukšto -slėgio dujos, kurios pagreitėja ikiviršgarsinis greitis (paprastai > 1500 m/s)per avino antgalį. Milteliai įpurškiami į šį didelio greičio{1}}dujų srautą, pagreitinami ir kaitinami iki pusiau -išlydytos arba plastiškos būsenos, o substratą veikiant itin didele kinetinė energija.
Pagrindinės charakteristikos: "Didelis greitis, palyginti žema temperatūra". Dalelių temperatūra paprastai yra tik šiek tiek aukštesnė už lydymosi tašką, tačiau greitis yra labai didelis.
Dangos veikimo privalumai:
Itin-tankus ir didelis sukibimo stiprumas:Intensyvi plastinė deformacija, kurią sukelia didelio greičio{0}}dalelių smūgis, yra tarsi „kalimas“, spaudžiant daleleskai dangos poringumas yra mažesnis nei 1 %o sukibimo stipris paprastai viršija 70 MPa.
Itin didelis{0}}kietumas ir atsparumas dilimui:Dėl mažo šilumos kiekio skrydžio metu išvengiama kietų fazių, tokių kaip volframo karbidas, skilimo ir oksidacijos, todėl maksimaliai išlaikomas pradinis miltelių kietumas. WC-Co dangos kietumaslengvai pasiekia virš HV1200.
Maža oksidacija ir mažas stresas:Žemesnė dalelių temperatūra sumažina oksidaciją, o susidariusią dangą daugiausiai veikia gniuždymo įtempis, kuris yra palankus storų dangų paruošimui.
Apribojimai:Ribotas aukšto lydymosi temperatūros keraminių medžiagų (tokių kaip aliuminio oksidas, cirkonis) lydymosi gebėjimas; dangos paviršius yra gana grubus, todėl dažniausiai jį reikia šlifuoti ir poliruoti.
2. Atmosferinis plazminis purškimas (APS): "išlydyto nusodinimo" procesas, skatinamas šilumos energijos
Veikimo principas:Purškimo pistolete elektros lankas jonizuoja darbines dujas (pvz., argoną, azotą, vandenilį), kad susidarytųplazminis purkštukas viršija 10 000 laipsnių.Milteliai siunčiami į purkštuko centrą ir akimirksniu pašildomi iki visiškai išlydytos būsenos, o po to dideliu greičiu (apie 200-400 m/s) purškiami pagrindo link, išlyginami ir greitai kietėja, kad susidarytų danga.
Pagrindinės savybės: „Aukšta temperatūra, palyginti mažas greitis“.Jis pasižymi itin aukšta temperatūra, leidžiančia išlydyti beveik visas medžiagas.
Dangos veikimo privalumai:
Medžiagos universalumas:Galima purkšti beveik visusmetalai, lydiniai, keramika ir kompozicinės medžiagos,ypač gerai ruošia oksidines keramines dangas (pvz., Al2O3, Cr2O3, YSZ).
Puikus cheminis stabilumas ir atsparumas korozijai:Paruošta keraminė danga turi vienodą struktūrą ir itin stiprią cheminę inertiškumą, todėl ji yra idealus pasirinkimas kovojant su chemine korozija, aukštos temperatūros oksidacija ir izoliacijos reikalavimais.
Dangos struktūros valdymas:Reguliuojant parametrus galima gauti tam tikrą akytumo diapazoną, kuris gali būti naudojamas ruošiant šiluminės izoliacijos dangas arba atsparias dilimui -dangas, kurioms reikia kaupti poras.
Apribojimai:Danga gali turėtidaugiau oksidų intarpų ir mikroskopinių porų(dažniausiai virš 2-5%); sukibimo stipris paprastai yra mažesnis nei HVOF; itin didelis šilumos įvedimas gali turėti šiluminį poveikį vožtuvo rutulio substratui ir sukelti didesnį vidinį dangos įtempį.
3. Atrankos sprendimų matrica: „Geriausia atitiktis“, pagrįsta eksploatavimo sąlygomis
|
Vertinimo matmenys |
Pageidaujamas didelio greičio{0}}purškimas liepsna (HVOF) |
Pageidaujamas atmosferos plazminis purškimas (APS) |
|
Pagrindiniai gedimų režimai |
Abrazyvinis nusidėvėjimas, erozija (pvz., anglies srutos, rūda, katalizatorius) |
Korozija, oksidacija, susidėvėjimas{0}}aukštoje temperatūroje, dilimas |
|
Šerdies dangos medžiagos |
Volframo karbidas (WC), chromo karbidas (Cr3C2) ir kiti metalų karbidai |
Aliuminio oksidas, chromo oksidas, cirkonis ir kita keramika |
|
Darbinė temperatūra |
Vidutinis-mažas iki vidutinis-aukštas (< 800°C |
Ultra-high (>800 laipsnių, pavyzdžiui, pagrindinis šiluminės barjerinės dangos sluoksnis) |
|
Klijavimo stiprumo reikalavimai |
Itin aukštas, galintis atlaikyti didelius slėgio skirtumus ir smūgius |
Didesnis, bet cheminės apsaugos efektyvumas yra didesnis |
|
Dangos tankio reikalavimai |
Itin tankus, siekiantis nulinio įsiskverbimo |
Leidžiamas kontroliuojamas poringumas, pabrėžiantis cheminį barjerą |
Remdamasi ilgamete prisitaikymo prie darbo sąlygų patirtimi, TongBall sujungė šią sprendimų matricą su faktiniais atvejo duomenimis, kad sudarytų standartizuotą atrankos gairių sistemą, palengvinančią greitą ir tikslų procesų suderinimą.
Atvejo patikrinimas: SkirtingiPurškimo metodai tomis pačiomis eksploatacinėmis sąlygomis užtikrina labai skirtingus aptarnavimo rezultatus
Anglies miltelių tiekimo reguliavimo vožtuvas didelėje šiluminėje elektrinėje, vožtuvo rutulys turi veikti dideliu{0}}anglies miltelių srautu, kuriame yra didelio-kietumo silikato dalelių. Pradinis planas buvo naudotiplazma purškiama chromo oksido danga, betdanga smarkiai sugedo dėl didelio susidėvėjimo vidutiniškai kas6 mėn.
Techninė diagnostika ir schemų palyginimo patikra:
Gedimų analizė:TongBall techninės komandos apžiūros metu nustatyta, kad dangos paviršius buvo padengtasplynai pjauti vagas,o kai kurios dangos sritys nuo sąsajos atsilupo lakštais. Analizė parodė, kad pagrindinė gedimo priežastis buvo nepakankamas kietumasAPS chromo oksido danga ir nepakankamas sukibimo stiprumas su pagrindu,negali atsispirti mikroskopiniam kietų dalelių pjovimui.
Schemų palyginimo testas:
TongBall pagamino tris vožtuvo rutulio pavyzdžius: A pavyzdys tęsė pradinę APS chromo oksido schemą; Naudotas B pavyzdysHVOF volframo karbidasdanga; PavyzdysC naudojamasHVOF chromo karbido danga.
100 valandų pagreitintas lyginamasis testas buvo atliktas TongBall imituojamų darbo sąlygų erozijos bandymo mašinoje.
Duomenų rezultatai:
A pavyzdys (APS):danga smarkiai numetė svorį, susidėvėjo15 mg/kg.
B pavyzdys (HVOF-WC):našumas buvo geriausias, nusidėvėjimo lygis buvo tik1,2 mg/kg,dangos paviršius buvo lygus ir tik šiek tiek poliruotas.
SgausuC (HVOF-Cr3C2):Susidėvėjimo greitis yra2,5 mg/kg, o tai net geriau nei A pavyzdyje.
Taikymas vietoje ir ilgalaikė{0}}nauda:Po to, kai elektrinė visiškai priimtaHVOF volframo karbidu dengtų vožtuvų rutuliukų, kuriuos rekomenduoja TongBall, jų tarnavimo laikas buvo pratęstas iki daugiau nei 36 mėnesių. Vieno vožtuvo atveju metinės priežiūros išlaidų ir prastovos nuostolių sutaupymas siekė kelis šimtus tūkstančių juanių. Šis lyginamasis atvejis tapo šios galios grupės fo purškimo proceso atrankos standartur vožtuvai, pasižymintys dideliu dėvėjimuisi sausoms miltelinėms terpėms.
Vertės didinimas: ne tik diskutuodami apie procesus, bet ir į esminį „gedimo režimų“ atitikimą.
Renkantis purškimo procesą, įsitraukti į paprastą „techninio pranašumo“ debatą yra viena{0}}šališka. Tikroji išmintis slypi:
Nuo „dangų pardavimo“ iki „sprendimų pardavimo“: Tongball vertė yra pagrįstagilus įžvalga apie jūsų konkrečią gedimo fiziką,rekomenduoti arba tinkinti labiausiai atitinkantį „material{0}}process“ derinį, o ne pateikti standartinį proceso meniu.
Bendrų gyvavimo ciklo sąnaudų optimizavimas:Pradinių proceso sąnaudų skirtumas, atsižvelgiant į kelis ar kelis kartus -kartus eksploatavimo trukmės skirtumą, yra nereikšmingas. Teisingas pasirinkimas tiesiogiai veda priestruktūrinis visapusiškų išlaidų mažinimas, pvz atsarginių dalių, darbo jėgos ir prastovų rizika.
Rizikos prevencija iš anksto:Moksline analize{0}}pagrįstu proceso parinkimu galima pašalinti galimą periodišką nesėkmės riziką pačioje tiekimo grandinės pradžioje.
TongBall visada laikėsi įsitikinimo, kad dengimo procesų parinkimas niekada nėra techninė konkurencija, o tikslus derinimas su darbo sąlygų esme ir gedimų modeliais. Tai yra pagrindinė sąlyga norint užtikrinti patikimą ilgalaikį vožtuvų veikimą.
Raginimas veikti: kitas dangos pasirinkimas prasidės nuo mokslinės diagnozės
Ar esate nepatenkinti esamų vožtuvų dangos tarnavimo laiku? Ar jus supainiojo dengimo proceso variantų pasirinkimas planuojant naują projektą?
Leiskite Tongball tapti jūsų dengimo technologijos „bendrosios praktikos gydytoju“.
Pateikite savo terpės sudėtį, dėvėjimo formą ir eksploatavimo sąlygų parametrus irTongBallsuteiks:
Dengimo proceso ir medžiagų pasirinkimo palyginimo ataskaita, pagrįsta gedimų analize
Pagrindinių HVOF ir APS procesų pavyzdžių palyginimas (įskaitant stiprumą, kietumą, poringumą ir kt.)
Jūsų darbo sąlygoms pritaikyta kompozicinės dangos sistemos projektavimo schema
Dirbkime kartu, parinkdami mokslinius procesus, padėkime tvirtiausią ir patvariausią jūsų vožtuvų nusidėvėjimo pagrindą.
