鋼制閥門密封面堆焊材料的研究與分析

1、鋼制閥門密封面堆焊材料的研究與分析*浙江閥門網(wǎng) 標(biāo)簽：北京二于汽車 蝶閥 空壓機網(wǎng) 時間:2010-03-25體人小:tt發(fā)表t2008-ll-1021:08|鋼制閥門密封血堆焊材料的研究與分析,2006年第5期閥門 文章編號：1002. 5855（2006105. 0009. 10鋼制閥門密封而堆焊材料的研究與分析高滑寶，于徳純（沈陽閥門研究所。遼寧沈陽1100251摘耍對國內(nèi)閥門行業(yè)執(zhí)行api600標(biāo)準(zhǔn)在鋼制閥門密封血堆焊材料研究和使用等方血遇到的困難和問題進(jìn)行了分析并提出一些商榷意見。介紹了國內(nèi)有關(guān)閥門研究部門對閥門密封面失效機理 方面研究工作進(jìn)展情況，并介紹了碳鋼閥門和合金鋼閥門密封面

2、材料-些研究成果和發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞閥門；堆焊；標(biāo)準(zhǔn)；材料中圖分類號：tg42文獻(xiàn)標(biāo)識碼：aresearcha ndanalysis on depositweldingmaterialonseali ngsurfaceforsteelvalvegaoqingbao, yudechun(shenyangvalveresearchinstitute, shenyangll0025, china)abstract： analyzesonthedifficultyandproblemsmetbydomesticvalvei 溫州不銹鋼閥門n dustryduringcarryingoutsta ndar

3、dofapi600a ndproposessomediscussingopi nions,andalsoi ntroducestheresearchdevelopmen tmadebycorrelativevalveresearchdepartmentsregardingfailuremecha nismofseali ngsurfa cea nd introducesresearchachieveme ntsa nddevelopme nttre ndonseali ngmaterialforcarb on steelvalv esa ndalloysteelvalves keywords：

4、 valve： depositweldi ng； stan da rd； materal1概述閥門密封面質(zhì)量是影響閥門壽命的主要因素zo為了提高閥門產(chǎn)品的使用壽命，許多國家都在 密封面材料的研究方面狠下功夫。在6080年代, 沈陽閥門研究所、哈爾濱焊接研究所、合肥通用機 械研究所、武漢材料保護研究所及上海閥門廠等單 位先后研制和使用了鐵基和線基等許多密封面新材 料，并對堆焊設(shè)備和工藝等進(jìn)行了大量研究，取得 了顯著的成果。2堆焊材料標(biāo)準(zhǔn)分析我國許多閥門企業(yè)已經(jīng)取得了 api6d和api600標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證，并正在執(zhí)行ansi / api600- 2001（石油和夭然氣工業(yè)用栓接閥蓋的鋼制閘閥 的標(biāo)準(zhǔn)

5、。api600標(biāo)準(zhǔn)中閥門密封而材料推薦采用186-8ni和13cr,而且要求13cr密封而配合表而之間的硬度差至少為50hb,冇關(guān)密封面材料類型及硬度組合見表1和表2。api600標(biāo)準(zhǔn)附錄c對iso10434的修改本5. 6. 5修改為''任何材料的密表1api600中表13中關(guān)于密封而部分的相關(guān)內(nèi)容lcr=； ni=i®； 8=鉆；m北京二手汽車o廿目。2円尸=用（：00或nicr焊接合金硬化面。后綴a適用于nicn313c類型材料不應(yīng)高速切削。4對于組合編號cn1,要求配合表面之間的硬度差至少為50hb,5兩種材料z問用斜線隔開表示這是兩種不同的材料。一個用于閥座

6、密封，另一個用于閘板密封面。無暗示哪種材料更適用于哪個零件。作者簡介：高清寶（1930-）,男，沈陽人。教授級高工，從事閥門密封而堆焊材料的工藝研究。一 10閥門2006年第5期表2組合編號規(guī)定的組合編號，cn替代的組合編號，cn125a68a8或8a1088封面在精加工后的厚度不應(yīng)低于1. 6mm這些規(guī)定與國內(nèi)冇關(guān)研究部門試驗結(jié)論完全不同，對國內(nèi)企業(yè)執(zhí)行api600標(biāo)準(zhǔn)帶來了困難。60年代，國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)釆用堆焊18cr-8ni密封面生產(chǎn)閥門，因其抗擦傷性差.閥門使用壽命較低，不適用。同時因為該材料硬度太低，抗劃傷和抗墊傷性能也很差。由試驗數(shù)據(jù)證明（表3）,18cr-8ni不銹鋼材料抗沖蝕性能

7、最差，這類合金根據(jù)國內(nèi)有關(guān)閥門研究單位的試驗結(jié)果認(rèn)為是不適宜做閥門密封副堆焊材料。表3各種閥門密封面抗沖蝕系數(shù)試驗表4密封面碩度及熱處理規(guī)范表5密封面試驗材料的硬度差配對國內(nèi)-些單位、對13c系統(tǒng)合金的各種硬度差配對進(jìn)行了大最試塊擦傷試驗（表4、表5）,試驗比壓為25mpa.試驗3c13-2c13,硬度差 13. 1hrc.擦傷試驗649次時出現(xiàn)破壞。試驗3crl3-lcrl3,硬度差 11. 8hrc.擦傷試驗472次出現(xiàn)破壞。試驗26131613,硬度差8. 6hrc,擦傷試驗114次岀現(xiàn)破壞。試驗2crl3-2crl3,硬度差 13. 2hrc,擦傷試驗219次出現(xiàn)破壞。v銅閥門b/對2

8、613、sf-3t和sf 4t材料無便度差 的擦傷對比試驗（表6）屮，給出了 4種密封副無硬度差時在不同工藝情況下其化學(xué)成分及金相組織對抗擦傷性影響（表7）, 13cr合金系統(tǒng)有各種硬度差的配對擦傷試驗次數(shù)沒有明顯的提高。試驗證明，136（1613、2613、3crl3）雖然用熱處理工藝方法可以得到密封副冇一定的硬度差，能改善抗擦傷性能，但效果極不明顯。同時，該工藝復(fù)雜，可操作性不強，限制了它的應(yīng)用，因此不應(yīng)提倡13cr系統(tǒng)合金組成閥門密封副硬度差配對。根據(jù)文獻(xiàn)12的試驗結(jié)果證明，當(dāng)13cr系統(tǒng)與cocrw合金配對組成密封副，抗擦傷性能顯著 提高。經(jīng)試驗證明，閥門密封面的序度與堆焊工藝方法有關(guān)

9、。此規(guī)定僅適用于熔深淺的等離子堆焊、噴焊和氧乙塊火焰的氣焊堆焊。而對于用電焊條手工堆焊的焊層，由于熔深較深，最后精加工厚度應(yīng)為不低于2. 5mm。如不分堆焊方法，一律規(guī)定不低于i. 6mm厚,會影響密封面質(zhì)量。2006年第5期閥門一 11-2crl3/2crl3手工堆焊sf 3t / sf 3t手工堆焊sf 4t / sf 4t手工堆焊wf331 / wf331等離子堆焊485248 5248 5132 4032 4032 4032 4032 4032 4042 4642 4642 46馬氏體為基。少量鐵索體，差無其它化合物相c<0. 20o si = o. 70-1. 50。cr=12

10、. o14. 0,馬氏體為基，少量屈氏體, mn = 7. 08. 50° n = 0. 1411 一定量的氮化物相c<0. 30si： 1. 40-2. 50, cr=12. 0-17. 0,mn=7. 010. 0. b<1. 0c<0. 20, si： 2. 03. 0, mo=l. 502. 0cr=17. 019. 0. mn=9. 0-10. 0b=l. 50-2. 0好奧氏體為基，少量鐵索體，第二相為很好cr2b. fe2b< cr23(c. b)6 硬質(zhì)相奧氏體為娠。少量鐵索體第二相為很好m2b(fe2b, er2b, mozb)3閥門密封面擦

11、傷機理與堆焊材料試驗方法擦傷、沖蝕與腐蝕等均會破壞閥門密封面。密封蝶閥副材料成分和金屬組織、表而處理工藝、硬度與硬度差、比壓和吻合度等諸多因素，都能影響閥門密封面的質(zhì)最。研究密封面失效的主要形式，分析 產(chǎn)生失效的原因，是研究捉高質(zhì)量與使用奉命的冇 效途徑。3. 1試驗方法選擇在直動式擦傷試驗機上初選不同材料，進(jìn)行擦傷試驗。選用閥門行業(yè)最常用的鉆基合金材料(d802)和高碩度的2crl3合金材料堆焊試塊，做 為對比試驗的靶子，在相同條件下進(jìn)行擦傷對比試 驗。經(jīng)過多次大量對比擦傷試驗，選出堆焊材料再 堆焊dn100閘閥密封而與堆焊鉆肚合金和2crl3 合金閥門，在相同口徑、相同介質(zhì)條件下進(jìn)行大流

12、量帶壓差的閥門壽命試驗裝置上進(jìn)行壽命對比試 驗，將精選的閥門堆焊材料再做其他性能試驗，m 后將選出材料堆焊成閥門送往閥門用戶進(jìn)行工況運 行對比考核。如果研究的是高溫材料，在試驗室內(nèi) 先做離溫擦傷對比試驗和各種性能試驗，最后將選 出的材料堆焊成閥門，在相同口徑、相同介質(zhì)條件 下進(jìn)行工況考核。3. 2失效形式分析通過大量試驗結(jié)果證明，閥門密封而的磨損性質(zhì)是以金屬搟損為主兼有搟粒瞬損。閥門密封面的 破壞冇擦傷、劃傷和犁傷三種失效形式。堆焊材料 抗擦傷性能取決于堆焊金屬化學(xué)成分和金相組織. 抗劃傷和墊傷的性能取決于堆焊材料的硬度，因此 閥門2006年第5期堆焊材料的化學(xué)成分和金相組織是關(guān)鍵的，堆焊材料

13、的硬度次之，那種認(rèn)為密封面材料硬度越高抗擦傷性能就越好的看法是不正確的。應(yīng)當(dāng)指出，堆焊金屬密封而的硬度不能太低， 因為閥門工況介質(zhì)中都含冇一定量的雜質(zhì)，硬度太 低密封而抵抗劃傷和墊傷的能力下降，一般密封面 的硬度30hrco較為合適的硬度為3240hrc。 當(dāng)硬度a40hrc時，碩度偏高，給加工和堆焊工 藝都帶來相當(dāng)?shù)睦щy。冃前國內(nèi)閥門大致分為11 類：即閘閥(包括平板閘閥)、截止閥、節(jié)流閥、 球閥、蝶閥、隔膜閥、旋塞閥、止回閥、安全閥、 減壓閥和疏水閥。閥門密封面采用合金材料堆焊的 主要有閘閥、止回閥、球閥、蝶閥、截止閥、節(jié)流 閥、安全閥和減壓閥8大類。閥門密封而的特點和 失效型式有擦傷、劃

14、傷、墊傷等，沖蝕和沖擊的失 效形式見表8。表8各類閥門密封血特點及失效型式3. 3影響密封而壽命的其他因素(1) 比壓對抗擦傷性能的影響比壓對抗擦傷性能有著極大的影響。因一對瞬擦副，捉離比壓， 抗擦傷性能顯著降低。根據(jù)試驗結(jié)果與工況系統(tǒng)使 用經(jīng)驗，并參照國外標(biāo)準(zhǔn)建議采用表9的推薦選用 閥門密封副和許用比壓。表9推薦選用的閥門密封副及其許用比壓 *一7201回火后硬廈(2) 吻合度對抗擦傷性能的影響吻合度是影響密封面比壓的重耍因素之一，對抗擦傷性能也 有直接的影響。在介質(zhì)壓力相同的情況下，比壓與 吻合度成反比，吻合度越小，比壓越大，越容易擦 傷。因此要捉離閥門密封面的壽命，必須捉離閥門 密封面的

15、吻合度，以降低比壓。國外閥門標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 閥門密封面的吻合度為100%,即閥門關(guān)閉時，閥 座密封面全部被閘板覆蓋。我國規(guī)定閥門密封面吻 合度為60%70%。3. 4堆焊密封面材料選擇的依據(jù)選擇閥門密封面堆焊材料,首先應(yīng)滿足閥門的 使用耍求，壽命長、密封性能好，應(yīng)根據(jù)閥門密封 面的主要失效形試，注意材料的綜合性能、工藝 性、加工性和經(jīng)濟性選用堆焊合金材料。根據(jù)使用溫度、壓力和介質(zhì)選擇密封面材料。 根據(jù)堆焊材料的焊接工藝適用性選擇密封面材 料，其中材料堆焊的抗裂性是極重耍的指標(biāo)。根據(jù) 堆焊材料的加工性選擇密封面材料，因此對閥門密 2006年第5期閥門一 13 封面的粗糙度、吻合度及硬度，捉出了嚴(yán)格要求

16、， 由于堆焊合金是高硬度的材料，難于加工，規(guī)定密 封面硬度一般不應(yīng)過高。485號堆焊合金sf-3t焊條和sf 一 3j焊劑）4. 1研制過程將堆焊合金做相同尺寸及相同表而狀態(tài)的擦傷試塊，將研究的堆焊合金與2crl3合金和堆焊的鉆基合金試塊進(jìn)行常溫擦傷對比試驗，其目的是堆焊材料初選。經(jīng)過85次試驗找出各方而性能好的85號堆焊合金（表10）。然后用85號堆焊合金焊條堆焊dn100閘閥與表面狀態(tài)相同的2crl3合金、鉆基合金的閥門在臺架壽命試驗臺上進(jìn)行閥門壽命試驗對比。閥門臺架壽命試驗采用大流量帶壓差啟閉對比試驗（表11）,壽命對比試驗結(jié)杲如表12,用這種方法進(jìn)行堆焊材料的精選，同時進(jìn)行菇他性能試驗

17、。85號堆焊合金是cr-mn-n表面硬化型合金。首先研制成功堆焊焊條，采用h08a焊芯，合金成分由焊條藥皮過渡（其廠內(nèi)牌號為sf 一 3t）o接著又研制成功埋弧自動堆焊焊劑，采用h08a盤狀焊絲，焊劑采用非溶煉高合金焊劑（陶瓷焊劑，）堆焊合金成分全靠合金焊劑過渡（其廠內(nèi)牌號為sf 3j）。85號堆焊合金的手工電弧堆焊和埋弧自動堆焊抗裂性和堆焊工藝性非常好，不預(yù)熱可以堆焊dn2000mm閥門密封面而不出現(xiàn)裂紋等缺陷，其成分和硬度見表13和14。4. 2合金性能85號堆焊合金的成分和便度如表13和表14o表10不同材料抗擦傷性試驗結(jié)果觀察破壞情啟耍曼閉徑4質(zhì)道通微小微小6mm, ?。？。記錄啟閉次

18、數(shù)觀察破壞情大流況，介質(zhì)管道通量帯壓徑100mm檢人差啟閉查泄量.記錄啟閉次數(shù)閥桿楔緊從閥體一側(cè)（或中腔打壓。2. 5力，外加介質(zhì)sf-24000 ffl有介質(zhì)壓差,但流量微小。壓力不能代表實際使用條件，）閥桿楔緊模似惡條介質(zhì)壓差0-80t/hz. o 力介質(zhì)壓 sf-2?s -?？簾一壞，惡化于212況條件一 14 一閥門2006年第5期表1485號堆焊合金不同規(guī)范口動堆焊dn200閘板的150hrc洛式硬度計檢測的硬度 從表14可以看出，自動堆焊cr=12. 0%14. 0%時，用150hrc洛試碩度計檢査便度是穩(wěn) 定的。由于自動堆焊受網(wǎng)絡(luò)電壓波動的影響，成分 和硬度無法控制。而釆用手工電

19、弧焊控制焊條藥皮 厚度是容易達(dá)到要求的。因此同-種合金材料用二 種工藝方法生產(chǎn)，成分和硬度是應(yīng)該有所區(qū)別。因 而二種工藝方法堆焊85號堆焊合金的硬度也應(yīng)該 用不同硬度計(150hrc、10hrc)檢查(表15、16 和 17)。表1585號堆焊合金堆焊層硬度2006年第5期閥門一 15 表15數(shù)值是將85號堆焊合金自動堆焊dn300閘板密封面切成四塊，試驗分別由150hrc 和10hrc碩度計檢測的結(jié)果。用10hrc硬度計 檢測硬度較高，而用150hrc硬度計檢測的硬度 值較低，10hrc硬度計檢測的是表面0. 2mm以 上焊層的硬度，150hrc檢測是0. 5mm以下的硬 度。檢測證明85號

20、堆焊合金是表面硬化材料。從表14、表15表16可以看出，應(yīng)該用10hrc 硬度計檢測自動堆焊閥門密封面硬度，而手工堆焊 密封面應(yīng)用150hrc硬度計檢測。表16自動堆焊和手工堆焊允許成分波動范圍及硬度要求 表17白動堆焊同焊層不同高度上密封面的硬度檢測結(jié)果 20. 1835. 519. 903420. 83133. 53631. 5323435. 5353428. 5從表17可以看出sf 一 3j85號堆焊合金自動 堆焊時只要求堆焊一層，而在同一層的不同高度焊 層上的成分和硬度基木都一樣，這在手工焊條堆焊 是實現(xiàn)不了的。手工焊條堆焊與母材接觸的底層成 分和硬度都不合格，只有加工焊層大于2. 5

21、mm時 才能實現(xiàn)成分和硬度穩(wěn)定。4. 3經(jīng)濟分析cr-mn-n型高壽命85號堆焊合金手工和自 動堆焊材料取代了低壽命的2crl3合金焊條。特別 是合金過渡溶入n使閥門使用壽命提高了兒十倍。 該合金以猛代線或無線少鉛制造出的堆焊材料成功 用于手工堆焊焊條sf 一 3t和埋弧自動堆焊用sf 一 3j焊劑以及等離子合金粉末wf331o 85號堆焊 合金的自動堆焊和粉末等離子堆焊比手工堆焊生產(chǎn) 效率提高36倍，材料的消耗也比較少。85號堆焊合金在自動堆焊cr. mn過渡最較 高時，存在堆焊層表面硬，焊層下面較軟的現(xiàn)象 （用150kg洛式碩度計檢查碩度偏低，用10kg洛 式硬度計檢查硬度就合格）。85號

22、堆焊合金密封而 在60mpa比壓工況下，擦傷試驗次數(shù)達(dá)到3000 次無泄漏現(xiàn)象，所以確定85號堆焊合金適用于許 用比壓為45m pa中溫中壓的碳鋼閥門堆焊。 5137號堆焊合金5. 1研制過程137號堆焊合金（sf - 4t焊條、sf 4j焊 劑）為crmnb合金。該合金是在crmnn 型85號堆焊合金基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，該合金堆焊 閥門密封面使用壽命高，硬度穩(wěn)定性較好。堆焊基體為wcb,工件為dn100閘板，在閘 板上進(jìn)行埋弧自動堆焊。采用h08a低碳鋼盤狀焊 絲，堆焊金屬的合金成分通過離合金非溶煉焊劑 （陶瓷焊劑）過渡，堆焊層一次成型。加工堆焊焊 道至3mm高為密封面，用150kg載荷硬度計

23、檢 査硬度。對密封面金屬進(jìn)行各種理化性能和閥門使 用性能試驗，反復(fù)調(diào)整焊劑的配方，進(jìn)行各種性能 試驗。調(diào)整焊劑137次配方和試驗取得成功。故稱 137號（sf 4j）自動堆焊合金，并制成焊條，為 137號堆焊合金焊條（sf 4t）。其合金成分和硬 度如表18。表18用150kg洛式硬度計檢測的硬度和成分5. 2性能測定137號堆焊合金是在85號堆焊合金中加入了 b,改變了其金相組織，使其性能得到改善。137 號合金是以奧氏體為基體，分別含有數(shù)量不等的鐵 檢 未 檢 未:2h00123一 16 閥門2006年第5期素體。第二相以fe2b、cqb為主。此外，還有數(shù) 量不等的m23(c. b)6硬質(zhì)

24、相。c、mn元素變化 和c、mn. b元素變化引起的硬度變化如表19、 20 和 21。表19c、mn元素變化引起的硬度變化cr-mn-b系堆焊合金中析出碩質(zhì)相的定量測定釆用物理化學(xué)法。以5%hci、10%甘油甲醇 為電解液提取碳硼化物及硼化物進(jìn)行定最測定(電 解條件相同)。用磁法測定a(鐵素體)百分比含 量(表22)o碳硼化物的定量分析結(jié)果與碳硼的含 量及金相觀察顯示的數(shù)量相符合。表20c、mn、b元素變化引起的硬度變化 表213種cr-mn-b合金的相結(jié)構(gòu)分析結(jié)果5. 3試驗分析(1) 碳硼化物的硬度值cqb為1350kg /mm, fezb 為 12901680kg / mm, cr23

25、c6 為 1 650kg/mm2.這些高峽度的碳硼化物分布在晶界， 形成耐瞬骨架，這是cr-mn-b型137號堆焊合 金具冇較高耐磨性的主耍原因。(2) 從表19可以看出，85號口動堆焊合金因成分變化而引起堆焊金屈硬度有較大變化。而從表 20可以看出在137號自動堆焊合金中除了加入產(chǎn) 生鐵素體、奧氏體軟組織cr、mn、si等元素同 時，也加入一些產(chǎn)生高碩度硬質(zhì)相的硼化物，使其 在自動堆焊電弧電壓升高時，過渡c、mn、si等 元素增加的同時也增加硼化物的過渡量，使其化學(xué) 成分在某一范圍內(nèi)變化吋產(chǎn)生高硬度硬質(zhì)相元素的 過渡最永遠(yuǎn)與產(chǎn)生軟組織元素的過渡最達(dá)到某一動 平衡。硼化物的數(shù)量雖少，但產(chǎn)生的硬

26、質(zhì)相的硬度 是軟組織的幾十倍。因此137號自動堆焊合金在化 學(xué)成分有一定波動的情況下，能保持硬度較高，硬 度穩(wěn)定性較好的特點。(3) 采用與85號堆焊合金相同的試驗方法和 試驗裝置進(jìn)行sf 一 4t(137號)合金的擦傷和壽 命對比試驗，介質(zhì)為水，壓力02. 5mpa,流量080t/h, ph值5. 8,泥砂含® 50mg/l,啟閉 周期2次/ mine其結(jié)果如表23和表24所示。 表23擦傷試騎結(jié)果對比2006年第5期閥門一 17表24臺架壽命試驗結(jié)果5. 4經(jīng)濟分析(1) 137號堆焊合金中的b不但提高了 85號cr-mn合金的硬度，也提高了 cr-mn-b合金 的硬度穩(wěn)定性。此

27、項成果已獲國家發(fā)明專利(專利 號為 86101070. l)o（2）在三種常用的閥門堆焊方法中，自動堆焊 比手工焊條堆焊生產(chǎn)效率高36倍。比粉末等離 子堆焊生產(chǎn)效率高1倍。137號自動堆焊比手工堆 焊2crl3焊條成本降低成本44%,而比堆焊85號 堆焊合金焊條材料成本提高22. 4%。但137號堆 焊合金的閥門使用壽命比2crl3合金提高兒十倍， 比85號堆焊合金材料提高近1倍。（3）137號堆焊合金硬度高，硬度穩(wěn)定性較 好，堆焊工藝性良好，不預(yù)熱可堆焊閥件dn< 600。其60mpa比壓擦傷試驗，達(dá)到3000次擦傷 密封不漏。密封性良好。建議137號堆焊合金許用 比壓為60mpa,用

28、于屮溫高壓碳鋼閥門堆焊。6高溫耐腐蝕閥門堆焊焊條sf-stsf 一 5t堆焊合金是高溫耐腐蝕閥門堆焊焊條，其抗高溫腐蝕性能優(yōu)于鉆基合金。如在葫蘆島（錦西）石化總廠的含環(huán)烷酸石油介質(zhì)中，在四川 某廠含h2s天然氣介質(zhì)中用掛片腐蝕對比試驗發(fā) 現(xiàn)sf-5t合金的抗含環(huán)烷酸高硫原油介質(zhì)高溫均 勻腐蝕和天然氣中抗h2s高溫應(yīng)力腐蝕性能均優(yōu) 于鉆基合金。sf 5t焊條堆焊工藝性、抗氧化 性、熱態(tài)組織穩(wěn)定性、抗熱疲勞性達(dá)到鉆慕合金的 水平。它的單價比鉆基合金便宜，可以滿足除電站 閥門以外的高溫耐腐蝕閥門密封面的使用要求。其 堆焊合金成分 c<0. 38%、si<2. 0%、mn =7. 0%10

29、. 0%、cr=14. 0%0%、w = l. 5% 3. 0%、mo=2. 5%4. 0%、v=l. 5%3. 0%、b=0. 7%1. 2%,堆焊合金組織是以奧 低體為基體，第二相為碳硼化物硬質(zhì)相，硬度穩(wěn)定 （3240hrc）。建議使用介質(zhì)為酸、堿和鹽溶液， 工作溫度丁s500c，許用比壓為60mpa° sf 5t成功地在含環(huán)烷酸的原油介質(zhì)中取代了鉆肚合 金。并獲得發(fā)明專利（專利號為zl95112091. 3）。7電站閥門密封面堆焊合金sf 一 6tsf 6t是一種鐵基合金堆焊材料，該材料的高溫硬度、抗高溫擦傷性、熱態(tài)組織穩(wěn)定性、抗氧 化性、抗熱疲勞性達(dá)到了鉆肚合金水平，但不能用

30、 于耐腐蝕閥門。sf-6t焊條堆焊工藝性良好，堆 焊dn100的閥件可以不預(yù)熱，堆焊大中型閥件需 耍預(yù)熱或堆焊不銹鋼過渡層等工藝措施。sf 一 6t 堆焊合金的成分c=0. 8%1. 1%、si<0. 5%、mn<7. 0%9. 0%、cr=13. 0%17. 0%、mo=1. 4%2. 0%、b<0. 2%,堆焊合金的組織是以 奧氏體組織為基體，第二相為碳硼化物的硬質(zhì)相。堆焊閥件720°c回火。回火后硬度238hrc,硬度穩(wěn)定。建議使用溫度570°c,許用比壓為80mpa。在19951998年期間，使用該材料先后堆 焊了 30余臺dn50。65y3500

31、ib截止閥。用戶使 用滿意。產(chǎn)品單價比鉆基合金便宜很多。8銀基合金閥門常用的三種銀慕合金有monek inconel和 hactelloy,其含銀都超過 50%(表 25)。monelinconel不但高溫性能好，在低溫一 196°c也冇良好 的抗腐蝕性。hactelloy合金在825°c抗腐蝕性仍然 很好。表25銀基合金成分、牌號、用途及相應(yīng)的國內(nèi)牌號mp。一 18 閥門2006年第5期三種合金采用焊條堆焊時都采用直流反接，工 件接負(fù)極、焊條接正極。三種材料采用氮弧焊堆焊 時采用直流正接，工件接正極。堆焊時如出現(xiàn)裂紋 應(yīng)釆用堆焊過渡層或預(yù)熱工件的方法。9結(jié)語(1) 屮溫屮

32、壓、中溫高壓碳鋼閥門密封副不宜采用抗擦傷性、抗沖蝕性差的硬度很低的18c一 8ni不銹鋼材料堆焊。碳鋼閥門同樣不應(yīng)采用13cr 合金材料堆焊。130合金密封而各種傾度差配對 對捉離抗擦傷性效果不明顯，堆焊工藝復(fù)雜，操作 性不強。所冇這些已為國內(nèi)冇關(guān)閥門研究部門人量 實驗所證實。(2) 碳鋼閥門采用d507m焊條(crl3ni6mo2w2)必須與 d577 焊條 (10crl5mnl5mo4si2ni6)配對使用，否則達(dá)不到 捉高閥門使用壽命的目標(biāo)。(3) 碳鋼閥門密封團應(yīng)盡量選用優(yōu)質(zhì)高效的埋 弧自動堆焊和粉末等離子堆焊工藝方法，應(yīng)逐步減 少手工電焊條堆焊。(4) 高溫高圧耐腐蝕合金鋼閥門密封面

33、材料應(yīng) 選用鉆基合金(hsilk d802)或ndg 2#銀基 合金等，sf 6t焊條是電站閥門堆焊選材之一。對于介質(zhì)有特殊要求的閥門，堆焊momel、inconel 和hactelloy銀慕合金和鉆慕合金裸焊絲采用排纟幺 等離子堆焊工藝方法最好，氮弧焊次而手工焊 條堆焊只能在沒條件的情況下采用。(5) 在含環(huán)烷酸石油和天然氣中含h, s產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的條件下，閥門密封面應(yīng)采用sf-5t高 溫耐腐蝕焊條堆焊以取代不耐環(huán)烷酸均勻腐蝕和不 耐h2s應(yīng)力腐蝕的鉆基合金材料。(6) 密封面加工高度和堆焊工藝方法冇密切關(guān)系。如采用粉末等離子堆焊和排絲等離子堆焊、氣焊和自動堆焊密封面，加工高度可以采用api

34、標(biāo)準(zhǔn)ni. 6mm。對手工焊條堆焊的焊層，密封面加工高度應(yīng)不低于2. 5mm.參考文獻(xiàn)api600 /is010434-2001,石油和天然氣工業(yè)用栓接閥蓋的鋼制閘閥.【2】方本孝.提高閥門密封副耐擦傷性能的研究【j).流體工程，1984(1).采用2crl3合金堆焊的閘閥密封血壽命試驗小結(jié)閥門通訊，1975(1).cr-mri閥門密封而堆焊合金的硏究.閥門通訊。1974(3) .【5】高清寶。等閥門密封面自動堆焊用137號堆焊合金j.閥門。1988(1).高清寶，等.高壓閥門密封面堆焊合金的研究與應(yīng)用(sf-4t).安徽：合肥通用機械研究所。第五屆全國閥門與管道學(xué)術(shù)活動論文集.1999.高清

35、寶，等.高溫耐蝕閥門密封面堆焊合金sf-5t的研究與應(yīng)用【c】安徽：合肥通用機械研究所。第五屆全國閥門與管道學(xué)術(shù)活動論文集，1999,高清寶，等.sf-5t用于抗環(huán)烷酸腐蝕閥門堆焊的硏究.安徽：合肥通用機械研究所，第五屆全國閥門與管道學(xué)術(shù)活動論文集.1999.代hsii1鉆基合金電站閥門密封面堆焊合金的研究與應(yīng)用c.安徽：合肥通用機械研究所，第五屆全國閥門與管道學(xué)術(shù)活動論文集.1999,(收稿日期：2006. 05. 25)coco-1, v閥門產(chǎn)品樣木(第三版)一一木書由機械工業(yè)出版社2006年出版發(fā)行。本書由合肥通i書訊用機械研究院對2002年出版的v閥門產(chǎn)品樣木進(jìn)行了重編，木書匯集了我國

36、閥門行業(yè)主 一要生產(chǎn)廠家的有代表性的產(chǎn)品，共計2000多個型號，近4萬個規(guī)格。包括各類閥門的外觀 圖、結(jié)構(gòu)圖、主要性能參數(shù)、主要外形尺寸、重量及主要零件材料，以及生產(chǎn)廠家等，為工程設(shè)計、采 購、銷售人員及閥門用戶正確、合理、經(jīng)濟地選擇閥門提供參考資料。書號isbn7111-18960-4, 定價290. 00元/套(上、下冊)。2. v閥門選用手冊一一本書由機械工業(yè)出版社2002年出版發(fā)行，由陸培文、孫曉霞、楊炯良編著。 書中介紹了選用閥門所需的肚礎(chǔ)知識，選用閥門族本原則，以及各類閥門的具體選擇方法和有關(guān)數(shù)據(jù)資 料，力求使用戶通過本書能夠選到性能可靠，經(jīng)濟耐用的閥門產(chǎn)品。全書1200余f字,1

37、6開木，書號isbn7-111-087429,定價 76. 00 元 / 冊。3. (2005年機電產(chǎn)品報價手冊閥門分冊一一本書由機械工業(yè)出版社于2005年岀版發(fā)行。該報價手冊是中國機電產(chǎn)品價格信息數(shù)據(jù)庫2005年版的書本式出版物，是了解閥門產(chǎn)品價格信息的參考工具書, 其內(nèi)容包括：產(chǎn)品名稱、型號規(guī)格、主要技術(shù)參數(shù)、參考價格、生產(chǎn)廠家、備注、郵政編碼、電話和地址 等。書號 isbn7-111-13399-4,定價 136 元 / 冊。每冊加收書價10%的郵寄包裝費。需要者，請與沈陽市鐵西區(qū)云峰北街3號沈陽閥門研究所科技開發(fā)信息中心的尹玉杰聯(lián)系，郵編：110025,電話：02425653780。5

38、6浙江電力zhejiangelectricpower2005 年第 1 期電站閥門密封性能分析perform a ncean alysisofvalves'seal陶興鳳，周愛民(浙江電力教育培訓(xùn)中心，浙江杭州310015)摘耍：閥門是電站系統(tǒng)中不可缺少的流體控制設(shè)備，門泄漏造成的。文章介紹了一般根據(jù)閥門密封原理，性能的措施。關(guān)鍵詞：閥門；密封；泄漏中圖分類號：tm621. 7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：b 閥門的泄漏冇內(nèi)漏和外漏之分。內(nèi)漏發(fā)生于 閥座與關(guān)閉件的接觸面上，外漏則發(fā)生在填料函 及連接法蘭的墊片處。閥門泄漏會影響設(shè)備的正 常運行，造成較大的經(jīng)濟損失。為此，對閥門的 泄漏部位、性質(zhì)和工作條件

39、加以分析，以便采取 相應(yīng)的解決對策和措施。1閥門的密封型式閥門的密封有接觸密封和非接觸密封?？棵芊饬κ姑芊饷嫦嗷タ烤o、接觸并嵌入以減小或消除間隙的各類密封為接觸密封。密封面間預(yù)留固定的裝配間隙，無需密封力壓緊密封面的各類密封為非接觸密封。閥座密封而、填料與閥桿及法蘭密封均為接觸密封。按接觸密封副相對運動分有動密封和靜密封。通常靜密封都屬于接觸密封。動密封既冇屬于接觸型的，也冇非接觸型的。一般接觸型動密封因受摩擦磨損的限制，僅適用于密封面相對 運動速度比較低的場合。接觸型密封還可分為彈性密封和非彈性密封兩類。彈性密封的彈性體是用高分*性材料制成的。利用密封材料的彈塑性變形補償，減少或 消除間隙。

40、密封性好，結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，價 格低廉。但使用溫度范圍較窄，壽命較低，一般 用于較低參數(shù)的密封。非彈性體密封面是用金屬或石墨等非彈性體材料制成的，應(yīng)用其微量彈性變形及磨損補償機構(gòu)密封。加工精度要求高，價格較高，溫度使用在電站密故造成的經(jīng)濟損失中，有相當(dāng)部分是由閥分析了引起閥門泄漏的原因，提出了改進(jìn)閥門密封文章編號：1007-1881(2005)01-0056-03范圍寬，壽命較長，適用于高參數(shù)密封。2閥門的密封原理密封的功能是阻止泄漏。造成泄漏的因素很 多，但主要是密封副z間存在著間隙以及密封副 的兩側(cè)存在廿壓差。前者是影響密封性能的主要 因素。密封的基本原理是通過不同途徑阻止介質(zhì) 泄漏。閥

41、門表面結(jié)構(gòu)由兩部分組成，波峰間距離的 波紋度和散布在波形面上非常小的不平整度構(gòu)成 的粗糙度。為了防止液體泄漏，密封表面間的間 隙應(yīng)小于流體分子直徑(0. 003z0-m),才能保證密 封。然而，即使經(jīng)過稱細(xì)研磨，金屬表面粗糙度 值低于0. lzo-m,還比水分子直徑大30倍。為此用 降低密封面粗糙度的方法來捉高密封性是難以做 到。只能加大比壓，將密封面上微觀輪廓峰壓 平，產(chǎn)生塑性變形，使間隙小到流體難于通過才 能密封。密封面光潔自然好。但不能忽視了吻合度和 表面環(huán)向波紋度。環(huán)向波紋度多，迷宮密封性能 好。一定的吻合度和壞向波紋度用精車就可達(dá) 到，加工工藝簡單。對-般密封要求閥門用精車 表面粗糙

42、度達(dá)到rao. 40. 8zo-m即可實現(xiàn)密封。 對密封要求較離的閥門用精車加研瞬，既保證了 環(huán)向波紋度又捉高了平整度。3影響閥門密封性能的因素影響閥門密封性能的因素很多、很復(fù)朵，但2005年第1期浙江電力57主要表現(xiàn)有介質(zhì)的物理性質(zhì)、密封比壓、密封副結(jié)構(gòu)及質(zhì)量等幾方面。3. 1介質(zhì)的物理性質(zhì)介質(zhì)的物理性質(zhì)卞要包括粘度、溫度和親水 性等。與被密封流體的滲透能力及其粘度密切相 關(guān)。氣體的粘度比液體的粘度小，菇滲透能力比 液體強，但飽和熬汽例外(飽和蒸汽易保證密 封)。壓縮氣體比液體更易泄漏。用氣體做密封試 驗要比液體做密封試驗嚴(yán)格得多。用于氣體介質(zhì) 的閥門，應(yīng)用氣體做試驗。氣體的粘度隨溫度的升離

43、而增大。液體的粘 度隨溫度的升高而減小。此外，溫度的變化還引 起零件尺寸的改變及密封副的破壞和松弛。為了 減小溫度的影響可把閥門密封副設(shè)計成具有熱補 償性，如球閥、閘閥和蝶閥等可設(shè)計成彈性閥 座，填料箱用彈費加載補償?shù)?。接觸表面親水性對泄漏的影響是毛細(xì)孔特性引起的。當(dāng)表面冇一層很薄的油膜時，破壞了接 觸面的親水性，并且堵塞流體通道。所以對非油 脂密封閥門做密封試驗時應(yīng)除去閥腔內(nèi)密封面上 的油脂，確保閥門密封的可靠性。當(dāng)采用油脂密 封吋，應(yīng)當(dāng)注意工作過程中油膜減少須及吋補充 油膜，所采用的油脂不應(yīng)溶于流體中，不蒸發(fā)， 不硬化或有其他化學(xué)變化。3. 2密封面比圧比壓是由于閥前與閥后的壓力差及外加密

44、封 力決定的。比壓大小直接影響閥門的密封性、可 猱性和使用壽命。在條件相同情況下。比壓太小 容易引起泄漏，比壓太大容易引起損壞，所以在 設(shè)計屮必須考慮在保證密封時所需最小比壓的情 況下，適當(dāng)加大比壓。3. 3密封副結(jié)構(gòu)止i于密封副不是絕對剛性的，在密封力作用 下或溫度變化的影響下，其結(jié)構(gòu)尺寸必然變化， 會改變密封副z間的相互作用力，使密封性能降 低。為了補償這種變化，應(yīng)使密封件具冇一定的 彈性變形。如閥座采用彈性補償或金屬體支掙的 結(jié)構(gòu)形式。3. 4密封副質(zhì)量密封副質(zhì)最主要表現(xiàn)在材料選擇，匹配和制 造精度上。閥瓣與閥座密封面吻合度高，則增加 流體的阻力，提高密封性。環(huán)向波紋度多，迷宮 密封性能

45、好。粗糙度高低影響密封比壓的人小。 因此只有加大壓力，才能壓平密封面上微觀不平 尖峰，產(chǎn)生塑性變形才能密封。密封副材料選擇的好壞,將直接影響閥門密 封性能。在閥門閥桿填料苗密封結(jié)構(gòu)形式己確定 的情況下，選擇彈性及延伸性好、耐腐蝕性強、 機械強度高、摩擦系數(shù)小的密封填料。新型膨脹 聚四氟乙烯密封填料具有這種待性。這種填料是 在聚四氟乙烯屮添加了右墨、二硫化鈕和硅油等 材料，綜合性能好，工作壓力可達(dá)3540mp3。 當(dāng)閥門在工作中因摩擦產(chǎn)生熱量而溫度上升時， 該填料能自動釋放出硅油進(jìn)行冷卻和自潤滑。該 填料受壓前膨松、柔軟處于離彈性狀態(tài)。受壓后 填料纖維相耳纏結(jié)，收縮儲量空間壓縮比高達(dá) 25%30

46、%,并鑲嵌在閥桿的岡柱表商。對于閥 函和閥桿存在的各種誤差，在裝入填料后，都能 在等量空間形成一個完整的高韌性密封結(jié)構(gòu)而得 以彌補。當(dāng)閥桿啟閉轉(zhuǎn)動，在三維空間形成位移 時，填料可釋放出彈性儲量，向閥桿漂移的反方 向運動，以及時補償閥桿和填料之間的縫隙或因 填料磨損產(chǎn)生的徑向和軸向空間當(dāng)戢，使閥桿與 密封填料的三維動態(tài)位移形成線性補償關(guān)系，堵 寒介質(zhì)沿閥桿軸向泄漏的通道，從而達(dá)到安全可 靠的最佳密封效果的目的。4閥門密封措施閥門密封采用的方法，一是提高密封副的平 整度，減小表面粗糙度。二是加大密封力，使密 封副表面產(chǎn)生塑性變形阻止介質(zhì)的通過。目前，90%的閥門使用填料密封結(jié)構(gòu)。對于 軟質(zhì)填料來說

47、，由于其本身具有塑性的緣故，所 造成的壓緊力隨時間逐漸降低。對于石棉類填料 在20min內(nèi)大約降低20%50%,而對于氟塑料 大約降低25%。當(dāng)閥門在管路上工作時，由于溫 度，壓力、磨損的作用使填料老化，壓緊力進(jìn)一 步下降，甚至達(dá)到松弛狀態(tài)，便發(fā)生泄漏。 根據(jù)填料密封的特性和填料密封條件，開發(fā) 了熱繳式填料密封結(jié)構(gòu)。菇原理是在閥門的使用 過程中通過熱敏件的變形門動壓緊填料，以補償 填料的磨損和壓緊力衰減，使填料密封在閥門的 58陶興鳳，等：電站閥門密封性能分析2005年第1期 整個使用過程中處于密封狀態(tài)。圖1是熱敏式填 料密封結(jié)構(gòu)簡圖。當(dāng)一定溫度的介質(zhì)通過閥門 時，熱敏件因軸向變形受到約束而產(chǎn)

48、生軸向推 力，并且軸向推力隨溫度升高而増大。由于軸向 推力的作用補償了軸向壓緊力隨時間的衰減變 化。防止了填料過早松馳。有效地阻止填料密封 的泄漏。這種填料密封結(jié)構(gòu)的特點是結(jié)構(gòu)簡單， 密封性能好，最高使用溫度可達(dá)550oc并且熱敏 件可以反復(fù)使用。當(dāng)設(shè)備檢修時只需耍更換填料 環(huán)即可。填料環(huán) 墊敏元件 圖1熱敏式填料密封結(jié)構(gòu) 截止閥閥頭及閥座的密封形式通常冇圖2(a) 、(b)兩種。一般來講，這兩種密封形式在密 封要求不太嚴(yán)格的工作中，是可以滿足要求的， 但在一些密封及切斷要求高的管道及設(shè)備屮，因 流體屮不可避免地夾冇一些固體雜質(zhì)，這些微小 的顆粒雜質(zhì)夾在閥座與閥頭的密封呦之間致使閥 門切不斷或

49、是因多次的開啟磨損了密封面而引起 泄漏。針對這-情況，對截止閥進(jìn)行了改進(jìn)，閥 頭統(tǒng)一采用圖2(c)的形式，內(nèi)嵌填充聚四氟乙烯 的環(huán)，環(huán)與閥頭之間微量過盈配合，這樣可避免 使用過程中因介質(zhì)的沖刷等因素引起環(huán)的掉落。環(huán)的寬度較閥座的密封面要大，保證使用中閥頭 與閥座兩密封面始終是軟接觸。由于聚四氟乙烯 具有-定的蜩性，増加了閥頭與閥座的密封性 能，即使偶有微小異物也無妨。通過改進(jìn)后的使 用證明，不但密封可猱，而且維修方便。綜上所述，防止泄漏可釆用以下兒點措施：(1) 在材料許用應(yīng)力范圉內(nèi)，加大比壓，將密(b)(c)圖2截i匕閥的密封形式封面上微觀高峰壓平，生產(chǎn)彈性塑性變形，使間隙小到使液體難以通過

50、。(2) 密封面粗糙度達(dá)到rao. 40. 8p-m,增加密封面壞向波紋度，在密封力的作用下，使多層波峰產(chǎn)生塑性變形，達(dá)到迷宮式密封。(3) 密封副釆用油脂密封，應(yīng)注意保證油膜的完好，提高密封性能。(4) 密封件應(yīng)具冇一定的彈性變形，以補償溫度及結(jié)構(gòu)變化引起的密封副間相互作用力的下降。(5) 密封填料應(yīng)選擇具有彈性及延伸性好、咐腐蝕性強、機械強度離、摩擦系數(shù)小的特性材料。如新型膨脹聚四氟乙烯等。參考文獻(xiàn)：1 楊源泉.閥門設(shè)計手冊【m】.北京：機械工業(yè)出版社，1992.2 電機工程手冊編輯委員會.機械工程手冊(通用設(shè)備)m.北京:機械工業(yè)出版社。1997.收稿日期：2004-05-17作者簡介：

51、陶興風(fēng)(1962-*)，女,浙江寧波人，講師，學(xué)士，主要從爭機械設(shè)備的研究及教學(xué)。第32卷第4期江漢大學(xué)學(xué)報(fl然科學(xué)版)2004 年 12 月 journalofjianghanllniversity(naturalsciences)vol32no. 4dec. , 2004閥門密封而表而處理技術(shù)的探討與展望萬宇杰，熊順源，童幸生(江漢大學(xué)機電與建筑工程學(xué)院，湖北武漢430056)摘耍：分析了閥門密封面失效情況，探討了多種表面處理技術(shù)的優(yōu)缺點及其適用工況，探討了閥門密 封表面處理的最新動態(tài).關(guān)鍵詞：閥門；表面處理技術(shù)；陶瓷涂層；物理氣相沉積中圖分類號:tg17文獻(xiàn)標(biāo)識碼:a文章編號:167

52、3-0143(2004)04-0081-05閥門是氣體、液體、粉末材料輸送系統(tǒng)中的控制元件，具有導(dǎo)流、截流、節(jié)流調(diào)節(jié)、防止倒流、分流或溢流卸壓等功能.閥門一般應(yīng)具有： 密封性能、強度性能、調(diào)節(jié)性能、動作性能和流 通性能.對人多數(shù)閥門來說，密封和強度是設(shè)計 者廿重考慮的問題，密封是首要問題，由于密封 性能差或密封壽命短而產(chǎn)生流體的外漏或內(nèi)漏， 會造成環(huán)境污染和經(jīng)濟損失，有毒性的流體、腐 蝕性流體、放射性流體和易燃易爆流體的泄漏有 可能產(chǎn)生重大的經(jīng)濟損失英至人員傷亡，強度不 夠則將會導(dǎo)致木體或系統(tǒng)的破壞.近年來，人們 從機械學(xué)、摩擦學(xué)、表面物理、材料科學(xué)等學(xué)科 對閥門的密封面進(jìn)行了不同程度的研究，

53、取得了 一定的成果，但還不能滿足在粉末介質(zhì)、危險介 質(zhì)、腐蝕介質(zhì)、高溫環(huán)境對閥門捉出的長壽命要 求.為此，木文分析了閥門的多種表面處理技 術(shù)，并展望等離子噴涂陶瓷涂層工藝在對中、大 型閥門進(jìn)行表面處理應(yīng)用的前景.1閥門工況及密封面失效情況分析閥門的種類繁多，其用途和作用不同，為實 現(xiàn)特定的目的和功能而采用的閥門材料不同，結(jié) 構(gòu)形式也多種多樣.對于不同的材料、不同結(jié)構(gòu) 所構(gòu)成的密封而所采用的表而處理工藝也不同. 對于灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、碳素 鋼、不銹鋼等閥門來說英閥座及啟閉件的密封面 材料一般采用銅合金（鈕黃銅、鋁黃銅、鋁青 銅）、不銹鋼利聚四氟乙烯或橡膠，在一般情況 下主要通過熱處理來

54、強化密封表而，銅合金是經(jīng) 800-（2左右加熱后淬火工藝強化，不銹鋼常用的 熱處理工藝冇固溶處理、穩(wěn)定化處理、除應(yīng)力處 理等工藝.通常，閥門的密封表面處理是在保證 結(jié)構(gòu)及設(shè)計參數(shù)的前提下，通過熱處理方法來提 高強度、硬度等性能.由于閥門主要是通過聚四 氟乙烯材料來保證密封，通過大量的失效閥門研 究分析，發(fā)現(xiàn)人多數(shù)以聚四氟乙烯為密封材料的 閥門的失效都是由于聚四氟乙烯破壞而導(dǎo)致的. 為此必須改善密封材料或密封結(jié)構(gòu)形式來提高閥 門的使用壽命.為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，科技工作者 從二個方面出發(fā)，其一是從結(jié)構(gòu)上考慮；提出了 活塞式閥門、雙漸開線閥門、旋塞式閥門、柱塞 式閥門等以適應(yīng)工作條件的需耍；其二是從材

55、料 上考慮；提出了全陶瓷閥門、陶瓷噴涂密封面閥 門、硬質(zhì)薄膜沉積密封而等全新理念，其主要冃 的是想把陶瓷等新材料的硬度離、耐瞬損，耐高 溫等特性應(yīng)用于閥門上.2閥門密封表血處理技術(shù)展望為了提高閥門的耐磨、耐腐蝕等性能，人們想到了陶瓷材料，這主要是由于陶瓷材料具冇高 的硬度和熔點及熱化學(xué)穩(wěn)定性.乂由于金屈或金 屬合金在干摩擦條件卜的摩擦系數(shù)和序損率均較 大，因而科技工作者乂著力研究陶瓷材料的摩擦 性能，發(fā)現(xiàn)陶瓷材料的摩擦性能在多數(shù)條件下優(yōu) 于金屬材料.隨著熱噴涂技術(shù)的發(fā)展，科技工作 收稿日期：2004-02-19 作者簡介：萬宇杰(1969)，男，湖北孝感人，講師，主要從事工程材料、機電一體化研

56、究. 82江漢大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)總第32卷 者嘗試用陶瓷材料強化金屬表而來改善摩擦副的 整體性能，從而捉高系統(tǒng)整體可靠性.熱噴涂技 術(shù)是利用熱源將待噴涂成功覆蓋在金屬基體表面 的冇效方法之一.熱噴涂技術(shù)是利用熱源將待噴 涂的材料加熱熔化或軟化，猱熱源自身的動力或91-1ji的氣流將熔滴霧化或推動熔粒成噴射的粒束，以一定速度噴射到基體表面形成涂層的工藝 方法.在噴涂過程屮或涂層形成后，對金屬基體 和涂層加熱，使涂層在基體表面熔融，并和基體 產(chǎn)生擴散或互熔，形成與基材冶金結(jié)合的噴焊 層，稱為熱噴涂.熱噴涂的優(yōu)點是方法多樣、涂 層廣泛、工件不限、工藝簡便.通過大量資料查詢，目前在閥門密封面強化陶

57、瓷涂層的技術(shù)主耍有二人類，一類是噴涂陶瓷涂層，一類是沉積涂層.2. 1噴涂陶瓷噴涂工藝是現(xiàn)代三大新材料中應(yīng)用、發(fā)展最 快的新工藝，它將是21世紀(jì)的主導(dǎo)技術(shù)j.陶 瓷噴涂是一種表面改性新工藝，它整體上是利用 母體材料性能，進(jìn)而提高設(shè)備性能的一項新工 藝.陶瓷材料硬度高、耐磨損、耐高溫，但是陶 瓷材料抗沖擊強度低，容易脆斷，在基體表面噴 涂陶瓷的作用主要在于強化機械物理性能方面的 功效，使得產(chǎn)品的硬度、斷裂韌度、強度等性能 得到保持和加強，使得材料的強度為基體材料所 支撐，而高硬度性能、耐高溫性及防腐性能由噴 涂的陶瓷材料所承擔(dān)，使z整體結(jié)構(gòu)強度好、硬 度高、耐蘑損、耐沖刷、耐防腐.同時，噴涂的 陶瓷涂層致密，耐腐蝕、耐高溫性能不低于同種 純陶瓷制品，在高沖擊和振動