CN114717556B - 一种阀门及其强化方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于材料技术领域，公开了一种阀门及其强化方法和应用。该阀门的强化方法包括以下步骤：对阀门密封面的表面进行预处理；将合金贴合片复合到阀门密封面的表面，得到复合层；该合金贴合片包括以下重量份数的组分：8‑16份的铬、6‑10份的镍、18‑22份的钴、2‑5份的铁以及47‑56份的钨。通过本发明提供的阀门强化方法，将合金贴合片复合于阀门的密封面，使得合金贴合片与阀门密封面结合牢固，阀门密封面具有耐腐蚀、耐磨损的性能，实现了受损后阀门密封面的再利用，延长了阀门的使用寿命。该阀门强化方法还具有强化方法简单，易于产业化实现的特点。
Description
技术领域
本发明属于材料技术领域，涉及一种阀门及其强化方法和应用。
背景技术
电力系统、石油/化工输运系统、天然气输配系统等领域会使用到众多阀门，很多阀门需要在高温、高压、高腐蚀等恶劣环境下工作，其损耗严重，特别是阀门密封面直接承受工作环境侵蚀的位置，极易缺损，导致阀门密封失效，甚至引起安全事故。
高端阀门特别是进口阀门材料贵、造价高，整体更换新阀门成本付出较大。因此优异的阀门密封面修复强化技术意义重大，既能恢复提高阀门性能，又能降低维保成本，节约资源、能源，属于绿色环保再制造技术。
目前常采用的修复方案是堆焊技术，使用标准牌号的硬质耐蚀合金，硬度一般小于HRC48，采用僵化的固定工艺，常常难以和阀体基体材料性质匹配，导致结合不牢固，修复强化层常出现脱落起皮、裂纹、气孔、材料匹配不合理、基体材料性质改变、不耐磨等问题，导致修复效果很差，甚至导致工件损坏，更严重会导致出现严重安全事故。
因此，亟需提供一种可修复强化的阀门。
发明内容
本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种阀门及其强化方法和应用；该阀门的密封面与复合层的结合牢固，表面无裂纹和微孔，具有较好的耐磨性、耐腐蚀性。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种阀门的强化方法。
所述强化方法包括以下步骤：
(1)对阀门密封面的表面预处理；
(2)将合金贴合片复合到所述阀门密封面的表面，得到复合层。
根据本发明的一些实施例，所述合金贴合片由以下重量份数的组分组成：8-16份的铬、6-10份的镍、18-22份的钴、2-5份的铁以及47-56份的钨。
根据本发明的一些实施例，所述合金贴合片为由耐腐蚀、耐高温高压以及耐磨损的合金组成。
根据本发明的一些实施例，所述合金贴合片由以下重量份数的组分组成：10-15份的铬、5-9份的镍、19-21份的钴、4-5份的铁以及48-55份的钨。
根据本发明的一些实施例，所述预处理步骤中将所述阀门密封面中的部分或全部表面作为待强化区域，进行预处理，以使得所述部分或全部表面的性能得到强化。
根据本发明的一些实施例，所述合金贴合片具有与所述待强化区域匹配的尺寸。具体的，所述合金贴合片在复合至所述阀门密封面的表面后，能覆盖待强化区域的尺寸。
根据本发明的一些实施例，所述合金贴合片具有与所述待强化区域匹配的预期厚度。具体地，所述合金贴合片在复合至所述阀门密封面的表面后，能实现预设厚度。
根据本发明的一些实施例，所述合金贴合片的HRC硬度为49-55。具体地，该HRC厚度为依据阀门密封面底部的材料成分来调整的。根据本发明的一些实施例，依据阀门密封面底部的材料成分，确定阀门密封面底部的材料型号；查找所述材料型号对应的材料的预设HRC硬度值；将合金贴合片的HRC硬度范围中最接近所述预设HRC硬度值的HRC硬度值确定为合金贴合片的HRC硬度。
根据本发明的一些实施例，所述合金贴合片的材料信息包括硬度信息。
根据本发明的一些实施例，所述预处理步骤包括：：
(1)对所述阀门密封面的表面清洗，干燥；
(2)对所述阀门密封面的表面打磨，得到凹槽；
(3)清理所述凹槽表面的残渣。
根据本发明的一些实施例，在所述打磨步骤之前还包括：
(1)获取所述阀门密封面的探伤检测结果；
(2)依据所述阀门密封面的探伤检测结果，将所述阀门密封面表面的缺陷区域以及疲劳区域作为待打磨区域。
根据本发明的一些实施例，为避免阀门密封面表面本身存在缺陷和疲劳影响了阀门密封面的正常使用，在确定缺陷和疲劳时，依据阀门密封面的探伤检测结果，发现所述阀门密封面表面存在的缺陷区域以及疲劳区域所对应的范围和深度，并将所述发现的区域范围作为打磨步骤中打磨的范围。
根据本发明的一些实施例，所述复合的方式为加热熔融。
优选地，所述复合的方式为通过高频电磁感应或石墨加热器使合金贴合片加热熔融。
根据本发明的一些实施例，在复合步骤之后，还包括表面加工步骤，使所述阀门密封面的尺寸与预期加工尺寸匹配。
1)根据本发明的一些实施例，所述阀门的强化方法包括以下步骤：
2)将阀门密封面的部分表面作为待强化区域；
3)用无尘布蘸取酒精，对所述待强化区域的表面清洗；
4)用氮气吹干待强化区域表面；
5)对所述待强化区域的表面打磨，除去所述待强化区域表面存在的缺陷和疲劳区域，得到凹槽；所述缺陷和疲劳区域的范围及深度为预先通过探伤检测确定；
6)清理所述凹槽表面的残渣；
7)制作与所述待强化区域匹配的合金贴合片；
8)将合金贴合片通过高频电磁感应加热熔融方式与所述待强化区域贴合，得到复合层；
9)对所述复合层表面加工，使所述密封面恢复到所要求的加工要求。
本发明的第二方面提供上述的强化方法在制造阀门中的应用。
本发明的第三方面提供上述的强化方法在修复阀门中的应用。
本发明的第四方面提供一种阀门，包括阀门密封面，所述阀门密封面由上述的强化方法制得，所述阀门密封面为金属材质。
因此，本发明的有益效果包括：
1.本发明阀门通过一系列的强化步骤，对阀门的密封面复合自制的合金贴合片，使得阀门的密封面表面无裂纹和微孔缺陷，具有较好的耐腐蚀和耐磨性能；可延长了阀门的使用寿命，避免因阀门密封面破损更换整个阀门，实现了阀门主体的再利用；
2.本发明阀门的强化工艺简单，易于产业化生产。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例1
一种阀门为应用于电厂的高压主气阀，该阀门的密封面出现损耗，导致密封失效。该阀门的强化方法包括以下步骤：
(1)将阀门的密封面表面作为待强化区域；
(2)用无尘布蘸取酒精，对待强化区域的表面清洗；
(3)通过探伤检测所述待强化区域，确定该待强化区域的缺陷和疲劳区域对应的范围和深度；
(4)用氮气吹干待强化区域表面；
(5)对待强化区域的表面打磨，除去待强化区域表面存在的缺陷和疲劳区域，得到凹槽；清理凹槽表面的残渣；
(6)制作与待强化区域匹配的合金贴合片；
具体地，合金贴合片由以下重量份数的组分组成：10份的铬、8份的镍、20份的钴、4份的铁以及52份的钨；该合金贴合片的HRC硬度为50；该硬度为依据密封面的基底成分所确定的；
(7)将合金贴合片通过高频电磁感应加热熔融方式与待强化区域贴合，得到复合层；
(8)对复合层表面加工，使密封面恢复初始阀门密封面的加工及尺寸要求。
实施例2
一种阀门的为待交付电厂使用的高压主气阀；该阀门的密封面为未经使用的密封面；该阀门的强化方法包括以下步骤：
(1)将阀门的密封面表面作为待强化区域；
(2)用无尘布蘸取酒精，对待强化区域的表面清洗；
(3)用氮气吹干待强化区域表面；对待强化区域的表面打磨，得到1mm的凹槽；
(4)清理凹槽表面的残渣；
(5)制作与待强化区域匹配的合金贴合片；具体地，合金贴合片由以下重量份数的组分组成：15份的铬、9份的镍、19份的钴、5份的铁以及52份的钨；该合金贴合片的硬度为50；该硬度为依据密封面的基底成分所确定的；
(6)将合金贴合片通过高频电磁感应加热熔融方式与待强化区域贴合，得到复合层；
(7)对复合层表面加工，使密封面恢复到所要求的加工要求。
性能测试
1.对实施例1-2强化后阀门密封面进行着色探伤检测；
经测试，该阀门密封面无裂纹、无微孔缺陷；
2.对实施例1-2强化后阀门密封面进行腐蚀测试，分别置于0.1mol/L的氢氧化钠溶液、0.1mol/L的盐酸溶液以及100℃的水蒸气中保留30天之后取出检测；经测试，该阀门密封面完好，无腐蚀现象；
3.对实施例1-2强化后阀门密封面进行摩擦试验，在100Kg的压力下，来回摩擦1000次之后，该阀门密封面的修复区域未出现破损。
4.将实施例1-2强化后的阀门交付于电厂使用，在运行两年后，阀门的密封面均未出现磨损，表明了对阀门的强化处理有利于提高阀门的使用寿命。
最后应说明的是，以上实施例方式仅用以说明本申请的技术方案并非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种阀门的强化方法，其特征在于，包括以下步骤：
对阀门密封面的表面进行预处理；
将合金贴合片复合到所述阀门密封面的表面，得到复合层；
所述合金贴合片由以下重量份数的组分组成：8-16份的铬、6-10份的镍、18-22份的钴、2-5份的铁以及47-56份的钨；
所述预处理步骤包括：
对所述阀门密封面的表面清洗，干燥；
对阀门密封面的表面打磨，得到凹槽；
清理所述凹槽表面的残渣；
所述复合的方式为通过高频电磁感应或石墨加热器使合金贴合片加热熔融；
所述合金贴合片的HRC硬度为49-55；
以及，在所述打磨步骤之前还包括：
获取所述阀门密封面的表面探伤检测结果；
依据所述阀门密封面的表面探伤检测结果，将所述阀门密封面表面的缺陷区域以及疲劳层区域作为待打磨区域。
2.根据权利要求1所述的强化方法，其特征在于，还包括以下步骤：
获取所述阀门密封面的基底成分；
依据阀门密封面的基底成分，调整所述合金贴合片的材料信息；
依据所述合金贴合片的材料信息，制备所述合金贴合片。
3.根据权利要求2所述的强化方法，其特征在于，所述合金贴合片的材料信息包括硬度信息。
4.权利要求1-3中任一项所述的强化方法在制造阀门中的应用。
5.权利要求1-3中任一项所述的强化方法在修复阀门中的应用。
6.一种阀门，其特征在于，包括阀门密封面，所述阀门密封面由权利要求1-3中任一项所述的强化方法制得。
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| CN114717556A (zh) | 2022-07-08 |
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