CN201672085U - 一种球阀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种球阀，其包括阀体和阀圈，所述阀体和阀圈之间采用机械密封，所述阀体和阀圈的密封部位表面具有TiN涂层，所述阀体和阀圈的密封部位椭圆度小于1微米，所述阀体和阀圈的密封部位表面硬度为HV2000-2300，所述TiN涂层的厚度为3-5微米。本实用新型的球阀，其阀体和阀圈密封部位具有致密的高硬度的TiN涂层，彻底解决了装配拉伤现象，简化了工艺流程，提高了产品质量。
Description
技术领域
本实用新型涉及物理气相沉积领域，特别是涉及一种天然气开采用球阀。
背景技术
目前天然气开采使用的阀门，由于天然气中含有硬的颗粒，而阀体与阀圈是采用机械硬密封的，在装配及使用开关过程中特别容易拉伤，导致密封失效。而含有H2S气体的天然气腐蚀性很强，也导致阀体腐蚀引起失效。为了防止颗粒拉伤及抗腐蚀，一般对阀体与阀圈的密封部位采用氮化、表面电镀、硬金属喷涂等表面处理工艺，起到表面硬化及防腐作用。
采用氮化技术进行表面处理后，经处理的表面硬度在HV700左右，硬度较低，抗腐蚀性能一般。采用表面电镀技术进行表面处理后，电镀层的硬度也比较低，一般在HV700-1000左右，且组织结构不致密，镀层结合力差，容易造成剥落。采用硬金属喷涂工艺进行表面处理后，每个面喷涂的厚度不均，超出要求的公差范围，硬度一般在HV1000-1200之间，喷涂后容易破坏密封面，研磨破坏的密封面使得生产成本增加。使用以上三种工艺，在加工装配过程中，阀体或阀圈很容易拉伤，造成废品，而阀体与阀圈制造周期长，成本高，造成很大的浪费。
实用新型内容
(一)要解决的技术问题
本实用新型要解决的技术问题是提高现有阀门中阀体与阀圈密封部位的抗拉伤及腐蚀性能。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，提供一种依照本实用新型实施方式的球阀，其包括阀体和阀圈，所述阀体和阀圈之间采用机械密封，所述阀体和阀圈的密封部位表面具有TiN涂层。
优选地，所述阀体和阀圈的密封部位椭圆度小于1微米。
优选地，所述阀体和阀圈的密封部位表面硬度为HV2000-2300。
优选地，所述TiN涂层的厚度为3-5微米。
(三)有益效果
本实用新型的球阀阀体和阀圈密封部位表面通过采用PVD涂层工艺进行了处理，该密封部位表面具有一层致密的高硬度的TiN涂层，彻底解决了装配拉伤现象，提高了产品质量。
附图说明
图1是依照本实用新型实施方式的球阀结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
如图1所示，本实用新型实施例提供了一种球阀，其包括阀体1和阀圈2，所述阀体1和阀圈2之间采用机械密封，所述阀体和阀圈的密封部位3、4表面具有TiN涂层。所述阀体1和阀圈2的密封部位3、4的椭圆度小于1微米。所述阀体1和阀圈2的密封部位3、4表面硬度为HV2000-2300。所述TiN涂层的厚度为3-5微米。
上述球阀由普通球阀经过物理气相沉积法(PVD)进行表面处理所得，所述方法主要包括如下步骤：检验、清洗、喷砂处理、装夹、涂层、后处理、检验、装配。
首先检验球阀的阀体1和阀圈2的密封部位尺寸是否在公差之内。如果阀圈2椭圆度合格，阀体1密封性合格，且表面无缺陷，则进行下一步清洗。
使用超声自动波清洗线，每个清洗槽的溶液按要求配比，使用指定溶液，清洗后表面无任何异物及锈斑。
清洗后对阀体1和阀圈2的密封部位进行均匀喷砂处理，压力1.5Bar，砂粒粒度为500#，喷枪距离工件20cm。
对待处理球阀装夹，使得所述球阀的阀体1单维旋转且阀圈2的密封面朝外以保证每个面涂层均匀。
采用物理气相沉积法中的电弧离子镀方法进行涂层，所述电弧离子镀方法具体为：真空状态下，把Ti材料的靶材局部区域高温挥发，形成Ti原子；Ti原子在电弧的作用下，形成带正电的Ti离子；Ti离子高速轰击带负电的工件表面，在900V的基础电压下轰击2min，然后在1100V的基础电压下轰击2min，最后在1200V的基础电压下轰击2min；通入氮气，在密封面形成TiN涂层。涂层温度控制在450±5度，以防止工件变形，压力控制在2E10-2毫巴，氮气流量为100毫升每分钟；基础电压为70伏，电弧电流为60伏；涂层时间为200分钟。
后处理：进行均匀喷砂处理，喷砂压力1.5Bar，砂粒粒度为500#，喷枪距离工件20cm。
检验样品结合力，按照欧洲标准VDI-Standard 3198标准执行，检查涂层，涂层厚度为3.5μm，检测不同密封部位的涂层厚度，最大厚度为3.8μm，最小厚度为3.4μm。厚度均匀性比较好。检查结合力为一级。阀圈密封部位的椭圆度小于1μm。
外观检查：密封面无涂层剥落现象。
装配阀门后开关5次试验，无表面拉伤现象，密封性测试合格。
下表为不同的表面处理工艺性能对比：
| 工艺 | 椭圆度 | 表面硬度 | 拉伤废 品率 | 密封 性 | 生产成本 | 工艺优缺点 |
| 氮化 | ＜2μm | HV 700 | 30％ | 差 | 费用低，产生废 品多，质量不受 控。 | 由于废品原 因，需要备 料。 |
| 表面 镀铬 | ＜3μm | HV700- 1000 | 25％ | 差 | 费用低，产生的 废品多，质量不 受控。 | 需要备料，对 环境有污染。 |
| 硬金 属喷 涂 | ＜6μm | HV1000- 1200 | 10％ | 较好 | 喷涂价格在所 有工艺中最贵。 | 喷涂不均，密 封面需重新 抛光对磨，热 喷涂使得阀 圈变形较大。 生产周期长， 工艺复杂。 |
| PVD 处理 | ＜1μm | HV2000- 2300 | 0％ | 好 | PVD价格较 贵，但比喷涂便 宜。 | 变形量小，涂 层耐磨，涂层 可直接装配。 |
由以上实施例可以看出，本实用新型实施例中的球阀，阀圈的椭圆度小于1μm，满足阀圈椭圆度要求(小于2μm)；密封部位硬度在HV2000-2300之间，远大于采用氮化、表面镀铬、硬金属喷涂等表面处理方法所得的表面硬度；处理后的拉伤废品率为0，变形量小，涂层耐磨而且可以直接装配。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种球阀，包括阀体和阀圈，所述阀体和阀圈之间采用机械密封，其特征在于，所述阀体和阀圈的密封部位表面具有TiN涂层。
2.如权利要求1所述的球阀，其特征在于，所述阀体和阀圈的密封部位椭圆度小于1微米。
3.如权利要求2所述的球阀，其特征在于，所述阀体和阀圈的密封部位表面硬度为HV2000-2300。
4.如权利要求1-3任一项所述的球阀，其特征在于，所述TiN涂层的厚度为3-5微米。
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| CN2010201732926U CN201672085U (zh) | 2010-04-27 | 2010-04-27 | 一种球阀 |
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| CN (1) | CN201672085U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103591328A (zh) * | 2013-11-20 | 2014-02-19 | 无锡智能自控工程股份有限公司 | 钛合金零泄漏金属密封快切球阀 |
| CN107756602A (zh) * | 2017-10-18 | 2018-03-06 | 浙江搏正铜业有限公司 | 一种高温无泄漏球阀的生产工艺 |
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2010
- 2010-04-27 CN CN2010201732926U patent/CN201672085U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN103591328B (zh) * | 2013-11-20 | 2016-02-10 | 无锡智能自控工程股份有限公司 | 钛合金零泄漏金属密封快切球阀 |
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