| 题名 | 金属硬密封球阀表面处理工艺对比及寿命测试 |
| 作者 | 李海涛 |
| 答辩日期 | 2016 |
| 导师 | 黄勇 ; 魏玉斌 |
| 关键词 | 球阀密封面强化 寿命测试 PVD 喷焊Ni60 喷涂WC 渗氮 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 球阀密封面磨损破坏是球阀的主要失效形式之一,采用表面处理提高球阀密封面表面硬度和耐磨性,既能降低成本又能获得良好的使用效果。目前温州阀门企业对球阀密封面耐磨性研究主要是针对试样进行的,忽略了实际工况的影响,同时也缺乏直接检测不同表面处理工艺强化效果的方法和设施。为此本论文对比研究了渗氮、喷涂WC、喷焊Ni60和喷焊Ni60+PVD四种工艺的物理性能,并设计了一种模拟球阀实际使用工况的寿命测试装置,在该装置上对不同工艺的强化效果进行了检测。由于自身工艺原因,渗氮强化层最薄,其它三种工艺都可以成型较厚的强化层。喷涂WC孔隙率最大,二次重熔使喷焊Ni60和喷焊Ni60+PVD工艺的孔隙率比喷涂WC减小一半。四种工艺在几何圆度误差上均能满足生产要求。四种工艺中喷焊Ni60表面硬度最低,渗氮和喷涂WC二者相近,均高于喷焊Ni60;喷焊Ni60+PVD复合工艺表面硬度最高,是单纯喷焊Ni60的2倍。喷涂WC抗热震性最差,喷焊Ni60次之,喷焊Ni60+PVD复合工艺明显优于单纯喷焊Ni60,但略低于渗氮工艺。渗氮工艺向不锈钢基体渗入了N元素,引起不锈钢贫铬,导致耐腐蚀性下降,而其它三种工艺没有这个问题,耐腐蚀性均优于渗氮工艺。综合以上结果认为:喷焊Ni60+PVD复合工艺综合物理性能最好。本论文设计了一种可以模拟球阀实际使用工况的寿命测试装置,该装置包括执行系统、气体增压系统、管路系统、阀门驱动装置、阀门压紧装置和电气控制系统6个部分,也可以根据企业自身条件对其进行简化,降低试验装置成本。利用所设计的球阀寿命测试装置对经过四种表面处理工艺强化后的球阀进行寿命测试。常温0.6MPa低压寿命试验中,喷焊Ni60球阀使用寿命最短,球阀密封面强化效果最差。常温5MPa高压寿命试验中,喷涂WC和喷焊Ni60+PVD复合工艺球阀使用寿命较长,喷涂WC球阀寿命略短,考虑其孔隙率大,抗热震性较差,而喷焊Ni60+PVD复合工艺则没有这样的缺点,认为复合工艺强化效果最好。对强化效果最好的喷焊Ni60+PVD复合工艺进行高温寿命试验,结果表明复合工艺在200℃和400℃高温下,操作扭矩无突变,高温试验前后进行静压试验,无泄漏,能有效提高球阀耐磨性,是一种行之有效的球阀密封面表面强化处理工艺。本论文对四种表面处理工艺物理性能的对比研究及所设计的球阀寿命测试装置,为阀门企业选择合适的球阀密封面强化工艺,延长球阀使用寿命,提供了重要参考依据。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 63 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/91814]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李海涛. 金属硬密封球阀表面处理工艺对比及寿命测试[D]. 2016. |
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