超高壓閥門的主要失效原因爲:氣蝕和沖(chōng)蝕磨損,而影響氣蝕和沖(chōng)蝕的因素很多,主要有材料的力學性能、流體力學因素和環境影響。要提高閥門抗氣蝕和沖(chōng)蝕磨損的能力,可以採(cǎi)用許多方法。
一、材料選(xuǎn)擇(zé)
◆爲瞭(le)提高超高壓閥門抗沖(chōng)蝕磨損的能力,通常選擇抗蝕材料:
1、硬度高的材料
2、有耐酸蝕(shí)保護(hù)膜的材料
3、屈服點(diǎn)高、穩(wěn)定性好的材料
4、疲勞(láo)強(qiáng)度高的材料。
◆要提高材料的各種性能,一是採(cǎi)用合金化,二是採(cǎi)用适當的熱處理。合金化法是通過改變(biàn)鋼的化學成分,研制各種特殊性能的新材料。熱處理法是不改變(biàn)鋼的化學成分,而是對鋼在固态下施以不同的加熱、保溫和冷卻,以改變(biàn)鋼的組織結構,提高材料的性能.
二、熱(rè)處(chù)理與表面硬化處(chù)理
1、真空熱(rè)處(chù)理
在加熱中不産(chǎn)生氧化、脫碳及其他腐蝕,而且具有淨化表面脫油除脂的作用。在真空中能将材料在冶煉過程中吸收的氫、氮和氧等氣體脫出,提高材料的質量和性能。如:将W18Cr4V制作的超高壓針閥進行真空熱處理後,有效地增加瞭(le)針閥的沖擊任性,同時提高瞭(le)力學性能和使用壽命。
2、表面強(qiáng)化處(chù)理
如表面淬火(火焰加熱、高中頻加熱表面淬火、接觸(chù)電(diàn)加熱表面淬火、電(diàn)解液加熱表面淬火、激光電(diàn)子束加熱表面淬火等)、滲碳、氮化、氰化、滲硼、滲金屬(TD法)、激光強化、化學氣相沉積(CVD法)、物理氣相沉積(PVD法)、等離子體化學氣相沉積(PCVD法)、等離子噴塗等。
三、採(cǎi)用新工程材料
選擇超高壓閥門過流部件材質時,應考慮流速(高使用壓力)的不同,失重也不同。在較高壓下(400MPa以上),選用硬度高和紅硬性好的材料,如工具鋼或硬質合金。在較低壓力下(100~400MPa),要求材料既具有良好的塑性和韌性,又要有較高的硬度。在國外,用於承受氣蝕的部件材料、閥瓣和閥座等多用馬氏體不鏽鋼和工具鋼,閥座基體則用鉻鋁鋼和不鏽鋼。随著(zhe)工業用陶瓷技術的開發成功,也出現瞭(le)陶瓷材料閥門。陶瓷材料在低沖角下具有高的抗沖蝕性能,但由於閥針錐度減少,其端部強度也随之減少,閥針與閥座的支反力也減少,影響密封的可靠性。因此,在選用陶瓷材料制作閥針時,不僅要考慮其錐度的大小,同時也要考慮其強度。