Problemas en la distribución de la dureza del recubrimiento de núcleos de válvulas de bola

1. Descripción general
Una válvula de bola es una de las válvulas más importantes de la industria de procesos. La diferencia de presión media que permite pasar es grande y se puede utilizar en una amplia gama de entornos. Es preferido por empresas petroleras y químicas. El núcleo de bola es la parte central de la válvula de bola, y la calidad del núcleo de bola se correlaciona positivamente con con la vida útil de la válvula de bola. Las empresas suelen utilizar el proceso de revestimiento al vacío para revestir el revestimiento de aleación de autoflujo a base de níquel en la superficie del núcleo de bola, lo que mejora en gran medida la resistencia al desgaste y la resistencia a la corrosión del núcleo de bola y reduce los costes de producción. En el proceso de producción del válvula de bola, el proceso de procesamiento del núcleo de bola es complicado, y los requisitos del proceso son extremadamente altos, y se presentan regulaciones estrictas sobre el espesor, dureza, porosidad y rugosidad de la superficie del recubrimiento para garantizar la calidad del recubrimiento del núcleo de bola. El proceso de preparación del recubrimiento y el proceso de molienda son los dos eslabones más propensos a problemas del núcleo de bola cuando se procesa. Para resolver el problema de la distribución de dureza no uniforme que ocurre con frecuencia en el núcleo en este proceso, se tomaron como objeto de investigación 8 núcleos de bola en el mismo lote y se rastrean, registran y resumen los procesos, mejorando la tasa de salida del núcleo de bola calificado.

2. Los procesos de prueba
El proceso de prueba de seguimiento de calidad en el núcleo de la bola incluye pretratamiento de núcleos, pulverización de llama, revestimiento al vacío, marcado del núcleo, inspección de núcleos, molienda e inspección de calidad de núcleos.

2.1 El pretratamiento del núcleo
El núcleo está hecho de acero inoxidable 316. Para mejorar la eficiencia de deposición y la fuerza de unión del polvo durante la pulverización con llama del núcleo, el núcleo se trata previamente con chorro de arena para eliminar el aceite y los óxidos de la superficie del núcleo y aumentar la rugosidad de la superficie. La presión de voladura es de 0,8 MPa; el caudal de aire es de 5 m3 / h y se utilizan granos de arena de corindón marrón (0,1 a 2 mm).

2.2 Pulverización de llama y revestimiento al vacío
El polvo de recubrimiento es un polvo especial Ni60A para revestimiento al vacío producido por Alloy Powder Factory de la Universidad Tecnológica de Lanzhou. El tamaño de partícula del polvo es de aproximadamente 100 micras. La composición específica se muestra en la Tabla 1. Después del chorro de arena, use una pistola rociadora de llama de oxiacetileno para rociar con llama. El recubrimiento de pulverización con llama tiene una alta porosidad; la unión con del sustrato es una unión mecánica y la resistencia de unión es baja. No puede cumplir con los requisitos de la válvula en un entorno de corrosión a alta presión. El tratamiento de refusión al vacío se lleva a cabo en el recubrimiento y la ruta de proceso del tratamiento de refusión al vacío se muestra en la Figura 1.


Figura 1 El tratamiento de refundición al vacío

En el proceso de refundición, cuando la temperatura del horno alcanza el punto de fusión, los elementos se difunden completamente, y la fase precipitada tiene reglas obvias, que pueden reducir en gran medida la porosidad del recubrimiento. Cuando el recubrimiento se funde, los elementos difunden con la superficie del sustrato, y el método de unión entre el recubrimiento y el sustrato cambia de unión mecánica a unión metalúrgica, lo que mejora en gran medida la fuerza de unión entre el sustrato y el recubrimiento. Durante el revestimiento al vacío, la abertura del corredor del núcleo esférico se coloca paralela al horno, y después de que la temperatura del horno se eleva hasta el punto de fusión del polvo, se formará un punto de flujo en la parte inferior del núcleo esférico debido a la influencia del recubrimiento. Como se muestra en la Figura 2, este punto es relativamente sobresaliente y tendrá una cierta influencia en el proceso de molienda.


Figura 2 El diagrama esquemático del punto de flujo del núcleo de la bola

2.3 Detección de núcleos de bolas
La esfericidad, la desviación máxima y el diámetro después del revestimiento se probaron con un detector de tres coordenadas, y los resultados de la prueba se muestran en la Tabla 2. De acuerdo con el diámetro del núcleo, los 8 núcleos de bola se dividieron en 3 grupos para el análisis.

2.4 Marcando el núcleo de la bola
Antes de que el núcleo de la bola esté molido, marque el punto de posicionamiento del núcleo de la bola, como se muestra en la Figura 3. Defina que hay tres círculos en el núcleo cerca de la parte superior de la abertura del corredor, el medio de la abertura del corredor y la parte inferior de la abertura del corredor, que se registran como el círculo izquierdo, el círculo medio y el círculo derecho. Los puntos de marcado en el círculo izquierdo son 1, 4, 7 y 10; los puntos de marcado en el círculo medio son 2, 5, 8 y 11; los puntos de marcado en el círculo derecho son 3, 6, 9 y 12. Marque 1, 2, 3 en la superficie inferior cerca del horno, 4, 5, 6 en la superficie simétrica, 7, 8, 9 y 10, 11, 12 en los lados izquierdo y derecho. Entre ellos, 2 es la posición del punto de flujo del núcleo de la bola, y estos 12 puntos pueden reflejar toda la situación de molienda de la superficie del núcleo de la bola. Siga los 8 núcleos de bola y registre el molido en cada punto de anclaje. La dirección correspondiente debe marcarse en la boca del corredor para averiguar la posición aproximada de cada punto de posicionamiento después del molido.

 
Figura 3 Marcando el punto de posicionamiento del núcleo

2.5 Moliendo
Al moler, el núcleo de la bola se alinea primero, y la alineación axial y la alineación del cabezal de corte se realizan en función de la superficie del núcleo de la bola. Al moler, intente asegurarse de que todos los puntos de posicionamiento del círculo izquierdo y del círculo derecho estén enganchados por el cuchillo, como se muestra en la Figura 4. El tiempo de molienda involucrado en este artículo es el tiempo total desde el inicio de la molienda de los puntos de posicionamiento hasta la molienda de todos los puntos de posicionamiento. La tabla 3 muestra los datos de procesamiento de molienda de los 8 núcleos de bola rastreados. Entre ellos, el punto de flujo de los núcleos de bola 2 #, 3 # y 7 # es relativamente grande, lo que puede afectar el proceso de molienda total. Por lo tanto, después de 20 minutos y 40 minutos de molienda, los cabezales de corte de los núcleos de bolas 2 # y 7 # se ajustaron de derecha a izquierda y de izquierda a derecha en 60 y 50 micras, mientras que el proceso de molienda de los núcleos de bolas 3 # no se ajusta.

 
Figura 4 El diagrama esquemático de la alineación de molienda

2,6 Probando la dureza del núcleo
Utilice un probador de dureza Rockwell portátil para probar la dureza del núcleo de la bola. De acuerdo con el método de marcado de la Figura 3, la prueba de dureza se llevó a cabo cerca de cada punto de posicionamiento en la superficie del núcleo de la bola, y los resultados de la prueba se muestran en la Tabla 4.