Page 71 - 理化检验-物理分册2023年第六期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202306015

球阀火焰喷涂涂层脱落原因

于艳敏 , 车鹏程 2 , 3 , 刘 青 4

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( 1. 哈尔滨松林电站设备有限公司, 哈尔滨 150046 ; 2. 哈尔滨能创数字科技有限公司, 哈尔滨 150028 ;

3. 哈尔滨工业大学 材料科学与工程学院, 哈尔滨 150000 ; 4. 哈尔滨锅炉厂有限责任公司, 哈尔滨 150000 )
摘 要: 某球阀与阀杆铰接旋转运动处发生明显变形, 导致该处表面的火焰喷涂涂层发生大面
积脱落。采用宏观观察、 化学成分分析、 扫描电镜及能谱分析等方法对涂层脱落的原因进行分析,
结果表明: 阀杆通过铰接带动球阀旋转, 球阀在旋转过程中进行高频次、 周期性的运动, 交变应力导
致球阀基体发生蠕变变形, 变形后的基体使脆性的火焰喷涂涂层碎裂及大面积脱落。
关键词: 球阀; 阀杆; 扭转力; 疲劳应力; 火焰喷涂

中图分类号: TB31 ; TG115.2 文献标志码: B 文章编号: 1001-4012 ( 2023 ) 06-0055-04

Causesofballvalveflames p ra y in g coatin g fallin g off

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YUYanmin , CHEPen g chen g 2 , 3 , LIUQ in g 4

( 1.HarbinSon g linPowerStationE q ui p mentCo. , Ltd. , Harbin150046 , China ;

2.HarbinEner gy InnovationDi g italTechnolo gyCo. , Ltd. , Harbin150028 , China ;

3.Academ y ofMaterialsScienceandEn g ineerin g , HarbinInstituteofTechnolo gy , Harbin150000 , China ;

4.HarbinBoilerCom p an yLimited , Harbin150000 , China )

Abstract : Anobviousdeformationoccurredatthehin g edrotationmovementofaballvalveandvalvestem ,

resultin g inalar g eareaofflames p ra y in g coatin g fallin goffonthesurface.Thereasonsforthecoatin g fallin goff

wereanal y zedb ymeansofmacrosco p icobservation , chemicalcom p ositionanal y sis , scannin gelectronmicrosco py

andener gy s p ectrumanal y sis.Theresultsshowthatthevalvestemdrivedtheballvalvetorotateb y hin g e , andthe

ballvalve p erformedhi g h-fre q uenc yandp eriodicmotiondurin grotation.Thealternatin gstresscausedthecree p

deformationoftheballvalvesubstrate , andthedeformedsubstratecausedthebrittleflames p ra y in gcoatin gto

breakandfalloffinalar g earea.

Ke y words : ballvalve ; valvestem ; torsionalforce ; fati g uestress ; flames p ra y in g

电力行业用球形阀门对管道内介质的流量控 钢。球阀直径为43mm , 圆形孔直径为22mm , 矩

制、 开启和闭合起到至关重要的作用, 可以实现介质 形铰接处尺寸为25mm×17mm ( 长度×宽度), 火
的流通和截止 [ 1 ] 。在机构运动过程中, 球阀和阀座 焰喷涂涂层材料为 NiCr-Cr 3 C 2 。
长期密封旋转, 导致二者间存在长时、 高频的滑动摩 笔者采用一系列理化检验方法对涂层脱落的原
擦作用, 并发生减薄、 磨损、 变形等现象, 严重影响球 因进行分析, 以防止该类事故再次发生。
阀对介质的调节控制 [ 2 ] 。球阀外表面和阀座内表面 1 理化检验
的硬质涂层表面改性至关重要, 火焰喷涂方式是通
过机械结合作用, 最大限度地提升表面的硬度和耐 1.1 宏观观察
磨性 [ 3 ] 。某火电厂球阀与阀杆旋转铰接处发生变形 阀杆通过矩形铰接与球阀形成联动, 带动球阀
在环形阀垫上旋转 [ 4 ] 。高频率、 长时间的铰接和旋
和涂层脱落, 该球阀基体材料为12Cr1MoV 低合金
转导致阀杆和球阀接触处均发生较明显的变形, 阀
杆矩形端头发生严重磨损, 球阀矩形凹槽内部产生
收稿日期: 2022-07-09
作者简介: 于艳敏( 1970- ), 男, 本科, 主要从事产品制造工作 严重挤压凹坑。同时, 铰接处覆盖于球阀表层的硬
质涂层发生碎裂和脱落现象。涂层脱落的球阀、 阀
通信作者: 车鹏程, c p c1990c p c@163.com
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