ציפוי קשיח של שסתום כדורי ביישומי שירות חמורים

שירות חמור מתייחס בדרך כלל ליישומים הכוללים מעורבות חלקיקים כבדה,-מחזוריות בתדירות גבוהה, טמפרטורות קיצוניות, קורוזיה, שחיקה או כל שילוב של גורמים אלה. שסתומי כדור-מתכתיים נדרשים לתנאים תובעניים אלה.

הצלחתו של שסתום כדורי-מתכתי תלויה במידה רבה בבחירת ציפוי קשיח מתאים והאם ציפוי זה מיוצר בצורה נכונה. ציפויים קשיחים יכולים להגן על חלקים פגיעים ולשפר את ביצועי השסתום. עם זאת, זה הרבה יותר קשה ממה שרוב משתמשי הקצה של השסתומים יכולים לדמיין להשיג ציפוי קשיח מספק. זו הסיבה שעדיין נפוץ לראות מגוון של בעיות ציפוי בשסתומי כדור- באתר, כגון התפרקות, סדקים ואפילו דלמינציה.

מדוע שסתומים כדוריים דורשים ציפוי?

לשסתומי כדור בישיבה רכה יש מגבלות כשמדובר בטמפרטורות גבוהות או תנאים קשים. כדי להתמודד עם העומסים בין הכדור למושבים, ולהבטיח אורך חיים אמין וארוך, נדרש ציפוי מתאים בין אזורי המגע הנעים. בנוסף, כדי לעמוד בתנאי שוחקים, שוחקים, בלחץ- גבוה ו-גבוהים או חשיפה למוצקים, הבחירה והאיכות הנכונות של חומר הבסיס והציפוי ישפיעו על הביצועים כגון אטימות, סיבולת, מומנט ויכולת תיקון של השסתום.

בעיות כלליות בתנאי שירות קשים

התנאים הקשים בסביבות שירות קשות מהווים אתגר לכל החיים וביצועי האיטום של כדור השסתום והמושב. רק עם בחירת חומר מתאימה ניתן למנוע אובדן ביצועים מוקדם של השסתום. לחץ- גבוה וטמפרטורות- גבוהות, בשילוב עם מוצקים, עלולים להוביל לחריכה או אפילו לשיתוק ולהרס של הציפוי. הדבר עלול לגרום לעלייה במומנט ולשסתום שאינו פועל- ו/או לשיעור דליפה גבוה. כך גם לגבי קורוזיה, שחיקה או שחיקה כאשר עמידות הציפוי לבלאי אינה מספקת.

פתרונות מומלצים

HVOF וציפויים Spray & Fuse הם שני ציפויים נפוצים בתעשיית השסתומים. היתרונות והיישומים של שני ציפויים אלה (ללא קשר לחומר האבקה) מוצגים בטבלה 1.

מה הופך ציפוי טוב?

ניתן להשוות את תהליך ייצור הציפוי ליצירת יצירת אמנות, כאשר כל השלבים, כולל -טיפול מקדים, ריסוס וטיפול לאחר-, תורמים לתוצאה הסופית. חוסר שלמות אפילו באחד מהשלבים הללו יוביל למוצר כושל. במקרים רבים, הבעיות הן ערמומיות, ייתכן שזו רק עלייה קלה במומנט הנדרש לפעולת השסתום.

ריסוס הוא החוליה הקריטית ביותר בתהליך. תהליך ריסוס נכון יהיה מדויק ויציב ככל האפשר. ריסוס הוא תהליך של הוספת חומרים שיש לשלוט בזהירות. בדיוק כמו עיבוד שבבי, ציוד-מתקדם--הוא לא הגורם היחיד שיש לקחת בחשבון; מתקנים מתאימים ושנים של ניסיון הם גם חיוניים. יציבות היא כולה ניהול תהליכים; לאחר שהושג תהליך ריסוס מושלם (-חום מקדים, מהירות, מרחקים וכו'), חיוני להבטיח שכל השלבים הללו מיושמים בעתיד במינימום התערבות. כדי להיות תחרותיים יותר{10}, חלק מהיצרנים עדיין משתמשים בריסוס ידני; עם זאת, גישה זו אינה מומלצת מכיוון שהיא אינה מדויקת ואינה יציבה.

טיפול בחום מתייחס לשלב ההיתוך בתהליך ציפוי Spray & Fuse. משתמשי שסתומים מקבלים יותר ויותר ציפוי Spray & Fuse כציפוי מתאים יותר ליישומי שירות חמורים, כגון שטיפה והלם תרמי, מאשר ציפוי HVOF. תהליך ההיתוך של רוב ציפוי ה-Spray & Fuse בשוק מושג על ידי חימום ידני של מושב הכדור עם מבער אוקסיאצטילן. הדבר תלוי מאוד בניסיון, ולכן קשה להבטיח אחידות טמפרטורה בכל מערך הכדור, מה שעלול להוביל לציפוי באיכות לא אחידה. כדי להשיג ציפוי אמין ובעל ביצועים גבוהים, מומלץ להשתמש בתנור ואקום דיוק- גבוה אשר מבטיח שינוי טמפרטורה מינימלי במהלך תהליך ההיתוך.

לחיקה תפקיד חשוב בהפקת-ציפויים באיכות גבוהה. תהליכי חיכוך סטנדרטיים רק מבטיחים עגול מספיק סביב אזור האיטום. אם נרחיב את אזור המדידה לכל הכדור, ייתכן שהוא כבר חורג מדרישות הסובלנות. זו הסיבה שסתמי כדור רבים-מתכתיים מציגים ביצועים מקובלים יחסית במהלך בדיקות המפעל; עם זאת, דליפה בלתי מקובלת מתרחשת עקב נזק לציפוי שנגרם רק על ידי כמה מחזורי פתיחה-ו-סגירה לאחר התקנת השסתום. לכן, בנוסף ליכולת הריסוס, נדרשת יכולת לחיצה מיומנת על מנת להבטיח את העגלגלות האידיאלית על כל הכדור. יתר על כן, תהליך חיכוך טוב יבטיח גם עובי ציפוי אחיד כך שתושג קשיות אחידה.

בדיקה ואימותיש לבדוק שהציפויים מיוצרים באיכות הרצויה, וכן לספק הוראות שיפור מתמיד. שיטת בדיקת הציפוי המשמשת בתעשיית השסתומים כוללת בדרך כלל מבחני קשיות, נקבוביות וחוזק קשר על דגימות. עם זאת, יש לו מגבלות: תוצאות הבדיקה יכולות רק לוודא שהציפוי עומד בקריטריונים בסטנדרטים בינלאומיים, וציפוי מאומת על דגימה אינו מבטיח את אותם ביצועים בתנאי עבודה אמיתיים כאשר מיושמים על סט כדור. פתרון חלופי יכול לפתור זאת: בדוק את ביצועי הציפוי בתנאים המדמים, אך מחמירים יותר, את תנאי העבודה האמיתיים של השסתומים, והשתמש בבדיקות ציפוי סטנדרטיות כבדיקות משלימות.

תַקצִיר

מאמר זה דן כיצד ציפוי קשיח יכול לשפר את הביצועים של שסתומים כדוריים, האתגרים שיישומי שירות חמורים מציבים עבור שסתומים כדוריים, וכמה פתרונות פוטנציאליים. למרות שציפוי קשיח יכול להרחיב את היקף העבודה של שסתום כדורי ולשפר את הביצועים ואת תוחלת החיים שלו ביישומי שירות חמורים, הדבר תלוי אך ורק באיכות הציפוי. ציפוי -איכותי הוא בעיה שעלולה ליצור במהירות בעיות עם שסתום כדורי, וכתוצאה מכך ביצועים גרועים יותר מאשר שסתום כדורי רך-. לכן, יש לתת תשומת לב מיוחדת לבקרת האיכות של הציפוי כדי למנוע מצבים בלתי צפויים.