Primerjalna analiza: Prednosti in slabosti nadzvočnega plamenskega brizganja in plazemskega brizganja v prevlekah, odpornih proti obrabi krogle ventila

Uvod: desetletje definiranja odpornosti proti obrabi skozi simfonijo toplotne energije in kinetične energije

Na izrezani površini krogle ventila v obliki črke V je prevleka z debelino le 200 mikrometrov zadolžena za vzdržljivost neprekinjene erozije več let ali celo več kot desetletje. Učinkovitost tega "mikro oklepa" je neposredno odvisna od načina njegovega ustvarjanja - med postopkom pršenja ima vsak delec prahu določeno temperaturo, hitrost in stanje. Med številnimi tehnikami površinskega inženiringa,nadzvočno plamensko pršenje (HVOF)inatmosfersko plazemsko pršenje (APS)sta kot dva različna "mojstra mikro kovanja", ki oblikujeta svet premazov z bistveno različnimi fizikalnimi principi.

Napačna izbira ne pomeni samo, da lahko prevleka prezgodaj odpove, ampak lahko povzroči tudi luščenje prevleke pod visokimi temperaturnimi in tlačnimi razlikami, kar povzroči katastrofalno sekundarno obrabo. Tongball verjame, da razumevanje temeljnih razlik v bistvu teh dveh temeljnih tehnologij ni specializirana tema za procesne inženirje, temveč ključna osnova znanja za vsakega-odločevalca, ki si prizadeva za dolgoročno-zanesljivo delovanje ventilov,znanstvenih odločitev.

Tehnična analiza: Kinetična prevlada v primerjavi s toplotno premočjo - Fizično bistvo in zemljevidi zmogljivosti dveh procesov

Temeljna razlika med HVOF in APS je v načinu prenosa energije na delce prahu in posledično stanje delcev, ki neposredno določa končno strukturo premaza.

1. Nadzvočno plamensko brizganje (HVOF): "hladno zgoščen" proces, ki ga poganja kinetična energija

Načelo delovanja:Gorivo (kerozin, vodik itd.) močno zgoreva v zgorevalni komori, pri čemer nastaja visoko{1}}tlačni plin, ki se pospeši donadzvočna hitrost (običajno > 1500 m/s)skozi cevno šobo. Prah se vbrizga v ta -hitri plinski tok, pri čemer se pospeši in segreje v pol-staljeno ali plastično stanje, pri čemer izjemno visoka kinetična energija vpliva na podlago.

Glavne značilnosti: "Visoka hitrost, relativno nizka temperatura". Temperatura delcev je običajno le malo nad tališčem, vendar je hitrost izjemno visoka.

Prednosti delovanja premaza:

Ultra{0}}gosta in visoka trdnost lepljenja:Intenzivna plastična deformacija, ki jo povzroči udar-hitrosti delcev, je kot "kovanje", stiskanje delcev skupaj,pri čemer je poroznost prevleke manjša od 1 %in trdnost lepljenja običajno presega 70 MPa.

Ultra{0}}visoka trdota in odpornost proti obrabi:Zaradi nizkega vnosa toplote se med postopkom leta izognemo razgradnji in oksidaciji trdih faz, kot je volframov karbid, kar omogoča največjo ohranitev prvotne trdote prahu. Trdota prevleke WC-Cozlahka doseže nad HV1200.

Nizka oksidacija in nizek stres:Nižja temperatura delcev zmanjša oksidacijo, oblikovana prevleka pa je predvsem pod tlačno obremenitvijo, kar je ugodno za pripravo debelih prevlek.

Omejitve:Omejena sposobnost taljenja za keramične materiale z visokim tališčem (kot so aluminijev oksid, cirkonij); površina premaza je razmeroma groba in običajno zahteva naknadno brušenje in poliranje.

2. Atmosfersko plazemsko razprševanje (APS): proces "odlaganja s taljenjem", ki ga poganja toplotna energija

Načelo delovanja:V brizgalni pištoli električni oblok ionizira delovni plin (kot je argon, dušik, vodik), da nastaneplazemski curek več kot 10.000 stopinj.Prah se pošlje v sredino curka in se v trenutku segreje do popolnoma staljenega stanja, nato pa se razprši z visoko hitrostjo (približno 200-400 m/s) proti substratu, se splošči in hitro strdi, da nastane premaz.

Glavne značilnosti: "Visoka temperatura, relativno nizka hitrost".Ima zmožnost super visoke temperature, da stopi skoraj vse materiale.

Prednosti delovanja premaza:

Vsestranskost materiala:Lahko se razprši na skoraj vsekovine, zlitine, keramika in kompozitni materiali,še posebej dober pri pripravi oksidnih keramičnih prevlek (kot so Al2O3, Cr2O3, YSZ).

Odlična kemična stabilnost in odpornost proti koroziji:Pripravljen keramični premaz ima enotno strukturo in izjemno močno kemično inertnost, zaradi česar je idealna izbira za boj proti kemični koroziji, visoko-temperaturni oksidaciji in zahtevam glede izolacije.

Nadzor strukture premaza:S prilagoditvijo parametrov je mogoče doseči določeno območje poroznosti, ki se lahko uporabi za pripravo toplotno zaščitnih premazov ali obrabno{0}}odpornih premazov, ki zahtevajo shranjevanje v porah.

Omejitve:Premaz lahko vsebujeveč oksidnih vključkov in mikroskopskih por(običajno nad 2-5%); trdnost lepljenja je na splošno nižja od HVOF; izjemno visok vnos toplote ima lahko toplotni vpliv na podlago krogle ventila in povzroči večjo notranjo napetost v prevleki.

3. Matrika odločitve o izbiri: "Najboljše ujemanje" glede na pogoje delovanja

Na podlagi dolgoletnih izkušenj pri prilagajanju delovnim pogojem je TongBall združil to matriko odločanja z dejanskimi podatki o primerih, da bi oblikoval standardiziran sistem izbirnega usmerjanja, ki omogoča hitro in natančno ujemanje postopkov.

Preverjanje primera: Drugačenmetode pršenja povzročijo zelo različne storitvene zmogljivosti v enakem delovnem stanju

Regulacijski ventil za transport premogovega prahu v veliki termoelektrarni mora krogla ventila delovati v visoko-hitrostnem toku plina iz premogovega prahu, ki vsebuje silikatne delce visoke-trdote. Prvotni načrt je bil uporabaplazemsko napršen premaz iz kromovega oksida, ampakpremaz je zaradi močne obrabe v povprečju vsakih6 mesecev.

Tehnična diagnoza in preverjanje primerjave shem:

Analiza napak:Pregled tehnične ekipe TongBall je pokazal, da je bila površina premaza prekrita sčiste rezalne brazde,in nekateri deli prevleke so se v lističih odluščili od vmesnika. Analiza je pokazala, da je glavni vzrok okvare nezadostna trdotaprevleko iz kromovega oksida APS in nezadostno trdnostjo vezi s podlago,se ne more upreti mikroskopskemu rezanju trdih delcev.

Primerjalni test sheme:

TongBall je izdelal tri vzorce krogle ventila: vzorec A je nadaljeval prvotno shemo kromovega oksida APS; Uporabljen vzorec BHVOF volframov karbidpremazovanje; VzorecC uporabljenPrevleka iz kromovega karbida HVOF.

100-urni pospešeni primerjalni test je bila izvedena na TongBall-ovem stroju za testiranje erozije v simuliranih pogojih delovanja.

Rezultati podatkov:

Vzorec A (APS): Thepremaz je močno shujšal, s stopnjo obrabe15 mg/kg.

Vzorec B (HVOF-WC): Theučinkovitost je bila najboljša, s stopnjo obrabe samo1,2 mg/kg, thepovršina premaza je bila gladka in le rahlo polirana.

SdovoljC (HVOF-Cr3C2):Stopnja obrabe je2,5 mg/kg, kar je celo boljše kot pri vzorcu A.

Uporaba na terenu in dolgoročne-koristi:Potem ko je elektrarna popolnoma sprejetaHVOF ventilske kroglice s prevleko iz volframovega karbida, ki jih priporoča TongBall, je bila njegova življenjska doba podaljšana na več kot 36 mesecev. Za en sam ventil je letni prihranek pri stroških vzdrževanja in izgubah zaradi izpadov dosegel več sto tisoč juanov. Ta primerjalni primer je postal izbirni standard za postopek škropljenja te skupine moči zar ventili z visoko obrabljivostjo za suhe praškaste medije.

Izboljšanje vrednosti: Poleg razprave o procesih se osredotočite na bistveno ujemanje "načinov napak"

Ko izbirate postopek škropljenja, je ujetost v preprosto razpravo o "tehnični superiornosti"-enostranska. Prava modrost se skriva v:

Od "prodaje premazov" do "prodaje rešitev": Vrednost Tongball je v tem, da temelji napoglobljen vpogled v vašo specifično fiziko napak,priporočanje ali prilagajanje kombinacije »material-process«, ki se najbolj ujema, namesto zagotavljanja standardnega menija postopka.

Optimizacija skupnih stroškov življenjskega cikla:Razlika v začetnih stroških postopka je ob večkratni ali več{0}}kratni razliki v življenjski dobi nepomembna. Pravilna izbira neposredno vodi dostrukturno zmanjšanje celovitih stroškov, kot je kot tveganje rezervnih delov, delovne sile in izpadov.

Vnaprejšnje preprečevanje tveganj:Izbira procesa-na podlagi znanstvene analize lahko odpravi morebitna občasna tveganja napak na samem začetku dobavne verige.
TongBall se je vedno držal prepričanja, da izbira postopkov nanašanja premazov ni nikoli tehnično tekmovanje, temveč natančno usklajevanje z bistvom delovnih pogojev in vzorcev napak. To je glavni predpogoj za doseganje zanesljivega dolgoročnega-delovanja ventilov.

Poziv k dejanju: Naj se naslednji izbor premaza začne z znanstveno diagnozo

Ali ste nezadovoljni z življenjsko dobo premaza vaših obstoječih ventilov? Vas izbira možnosti premazovanja pri načrtovanju novega projekta zmede?

Dovolite Tongballu, da postane vaš "splošni zdravnik" za tehnologijo premazov.

Navedite parametre sestave medija, oblike obrabe in delovnih pogojev terTongBallbo zagotovil:

Primerjalno poročilo o postopku nanašanja premazov in izbiri materiala na podlagi analize napak

Primerjava ključnih podatkov o zmogljivosti procesnih vzorcev HVOF in APS (vključno z trdnostjo, trdoto, poroznostjo itd.)

Prilagojena načrtna shema kompozitnega premaznega sistema za vaše pogoje delovanja

Sodelujmo in z znanstvenim izborom postopkov postavimo najbolj trdne in trajne temelje za obrabo vaših ventilov.