RU2530975C1 - Покрытие для нанесения на приводные элементы запорной и регулирующей арматуры - Google Patents
Покрытие для нанесения на приводные элементы запорной и регулирующей арматуры Download PDFInfo
- Publication number
- RU2530975C1 RU2530975C1 RU2013122506/02A RU2013122506A RU2530975C1 RU 2530975 C1 RU2530975 C1 RU 2530975C1 RU 2013122506/02 A RU2013122506/02 A RU 2013122506/02A RU 2013122506 A RU2013122506 A RU 2013122506A RU 2530975 C1 RU2530975 C1 RU 2530975C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- max
- nickel
- sublayer
- control valves
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 23
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 6
- 239000011195 cermet Substances 0.000 claims description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- XUKUURHRXDUEBC-KAYWLYCHSA-N Atorvastatin Chemical compound C=1C=CC=CC=1C1=C(C=2C=CC(F)=CC=2)N(CC[C@@H](O)C[C@@H](O)CC(O)=O)C(C(C)C)=C1C(=O)NC1=CC=CC=C1 XUKUURHRXDUEBC-KAYWLYCHSA-N 0.000 claims 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 abstract description 13
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 abstract description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010285 flame spraying Methods 0.000 description 2
- -1 oxycarbides Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 208000025865 Ulcer Diseases 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000011224 oxide ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910052574 oxide ceramic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007745 plasma electrolytic oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000009528 severe injury Effects 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
Изобретение относится к машиностроению, в частности к покрытиям для восстановления и упрочнения запорной и регулирующей арматуры. Покрытие для нанесения на приводные элементы запорной и регулирующей арматуры представляет собой двухслойную систему, состоящую из подслоя и основного слоя. Подслой представляет собой высоколегированную сталь, содержащую по массе: не более 18% хрома, не более 14% никеля, не более 3% молибдена, не более 0,1% углерода. Основной слой представляет собой материал, содержащий металлокерамическую фазу в матрице из сплава на основе никеля, содержащий по массе: не более 28% железа, не более 52% хрома в соединениях, никеля не более 15%, кремния 1,0…1,3%, бора 1,0…1,3%, углерода не более 0,8%. Повышается коррозионная стойкость покрытия, а также обеспечивается возможность противостоять образованию задиров на поверхностях, контактирующих с сальниковым уплотнением, что позволяет увеличить ресурс работы детали с покрытием. 1 пр.
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности к покрытиям для восстановления и упрочнения запорной и регулирующей арматуры.
Запорная и регулирующая арматура электростанций и другого оборудования топливно-энергетического комплекса эксплуатируется в условиях воздействия широкого спектра повреждающих факторов: эрозии при каплеударном воздействии, кавитации, абразивной эрозии, коррозии, включая и коррозионное растрескивание под напряжением, высоких контактных давлений в узлах трения, которые вызывают утечки рабочей среды, преждевременную, частичную или полную потерю герметичности, заклинивание и отказы при регулировке, являющиеся причинами возникновения серьезных аварий.
Анализ отказов энергоблоков NЭ=300…800 МВт показывает, что причины большого количества вынужденных аварийных остановов энергооборудования, связанные с выходом из строя арматуры можно разделить на следующие группы:
- пропуск среды через сальниковые уплотнения ~40%остановов;
- разрушение запорных узлов (шпинделей, обойм, тарелок) ~30%;
- остальное ~30%.
В процессе эксплуатации электрических станций детали запорной арматуры больше всего подвергаются опасности при остановке и пуске установок. При этом детали запорной арматуры, зачастую, используются для дросселирования, что приводит к резкому повышению износа регулирующих органов запорной арматуры. Очень опасным является вскипание потока рабочей среды и образование парожидкостной смеси, при этом объем рабочей среды резко возрастает. Это создает подпор и противодавление за арматурой, что приводит к развитию эрозионных процессов и тяжелым повреждениям арматуры, хотя первоначальные расчеты такой возможности не показывали.
Среди наиболее распространенных видов покрытий можно выделить следующие: покрытия на основе Co, Fe; покрытия, включающие карбиды, нитриды, бориды, силициды, оксикарбиды, оксинитриды металлов, керамические, металлокерамические покрытия; покрытия из Al. Также есть сведения о нанесении на детали запорной арматуры аморфных покрытий.
Из уровня техники известно техническое решение, в котором описано покрытие для нанесения на приводные элементы запорной и регулирующей арматуры (RU, патент РФ №2199613 C2, C25D 11/06, опубликовано 27.02.2003). Согласно данному решению на детали запорной арматуры способами напыления наносится алюминиевое покрытие, которое в дальнейшем упрочняется методом микродугового оксидирования, в результате чего формируется слой оксидной керамики, обладающий высокой износостойкостью и коррозионной стойкостью. Недостатками данного способа является высокая пористость функционального слоя покрытия (до 8%), что снижает уровень его коррозионной стойкости, а также ограничения по работе в условиях высоких контактных давления, что обусловлено невысокой твердостью алюминиевого подслоя.
Задачей, на которую направлено настоящее изобретение, является получение покрытия, которое лишено указанных недостатков, обладает необходимой износостойкостью, коррозионной стойкостью и возможностью длительной работы в условиях высоких контактных давлений и склонности к скалыванию.
Техническим результатом изобретения является увеличение возможности работы покрытия в условиях высоких контактных давлений и склонности к скалыванию за счет увеличения пластичности, повышение коррозионной стойкости покрытия, снижение финансовых издержек по нанесению покрытия за счет применения подслоя на основе железа.
Технический результат достигается тем, что покрытие для нанесения на приводные элементы запорной и регулирующей арматуры представляет собой двухслойную систему, состоящую из подслоя и основного слоя, причем подслой представляет собой высоколегированную сталь, содержащую по массе: не более 18% хрома, не более 14% никеля, не более 3% молибдена, не более 0,1% углерода, а основной слой представляет собой материал, содержащий металлокерамическую фазу в матрице из сплава на основе никеля, содержащий по массе: не более 28% железа, не более 52% хрома в различных соединениях, никеля не более 15%, кремния 1,0…1,3%, бора 1,0…1,3%, углерода не более 0,8%.
Подслой предназначен для восстановления геометрии заготовок до номинальных размеров при нанесении покрытия при ремонте-восстановлении, а также для увеличения пластичности и коррозионной стойкости двухслойного покрытия. Химический состав материала обеспечивает высокий уровень коррозионной стойкости за счет содержания в материале хрома до 18% и никеля до 14%. Высокая пластичность материала обусловлена тем, что в составе имеется до 65% железа, при этом концентрация углерода не превышает 0,1%, в результате чего в материале практически отсутствуют фазы, повышающие твердость и снижающие пластичность.
Основной слой подвергается непосредственному воздействию разрушающих факторов в процессе работы покрытия, поэтому он должен обладать комплексом свойств, обеспечивающим высокий ресурс работы в условиях коррозионно-активных сред, повышенных температур, абразивного изнашивания. Ввиду того, что покрытие может работать в условиях высоких контактных давлений и склонности к образованию задиров, материал покрытия должен иметь необходимую твердость и обладать пластичностью для уменьшения вероятности скалывания покрытия. Для этого в составе имеется около 28% железа. Более высокое содержание железа может негативно сказаться на уровне коррозионной стойкости материала. Металлокерамическая фаза, такая как карбиды хрома в коррозионно-стойкой матрице, обеспечивает необходимый уровень твердости и износостойкости покрытия.
Пример. Производились работы по ремонту-восстановлению приводных элементов запорной арматуры (штока, шпинделя). Изношенное покрытие, имеющее очаги язвенной коррозии и задиры, удалялось путем его механической обработки. Для восстановления геометрии детали использовался подслой заявленного состава толщиной 800…1000 мкм, наносимый методом газопламенного напыления. Основной слой толщиной 350…450 мкм заявленного состава наносился методом высокоскоростного газопламенного напыления.
Полученное покрытие имеет высокий уровень коррозионной стойкости, способность противостоять образованию задиров на поверхностях, контактирующих с сальниковым уплотнением, что позволяет значительно увеличить ресурс работы детали с покрытием.
Claims (1)
- Покрытие для нанесения на приводные элементы запорной и регулирующей арматуры, отличающееся тем, что покрытие представляет собой двухслойную систему, состоящую из подслоя и основного слоя, причем подслой представляет собой высоколегированную сталь, содержащую по массе: не более 18% хрома, не более 14% никеля, не более 3% молибдена, не более 0,1% углерода, а основной слой представляет собой материал, содержащий металлокерамическую фазу в матрице из сплава на основе никеля, содержащий по массе: не более 28% железа, не более 52% хрома в соединениях, никеля не более 15%, кремния 1,0…1,3%, бора 1,0…1,3%, углерода не более 0,8%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013122506/02A RU2530975C1 (ru) | 2013-05-16 | 2013-05-16 | Покрытие для нанесения на приводные элементы запорной и регулирующей арматуры |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013122506/02A RU2530975C1 (ru) | 2013-05-16 | 2013-05-16 | Покрытие для нанесения на приводные элементы запорной и регулирующей арматуры |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2530975C1 true RU2530975C1 (ru) | 2014-10-20 |
Family
ID=53381850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013122506/02A RU2530975C1 (ru) | 2013-05-16 | 2013-05-16 | Покрытие для нанесения на приводные элементы запорной и регулирующей арматуры |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2530975C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4217612A1 (de) * | 1992-05-27 | 1993-12-02 | Linde Ag | Oberflächenschutzschicht sowie Verfahren zur Herstellung derselben |
| RU2023740C1 (ru) * | 1989-07-03 | 1994-11-30 | Гриц Евгений Филиппович | Способ нанесения покрытий |
| RU2199613C2 (ru) * | 2001-05-22 | 2003-02-27 | Агабабян Размик Енокович | Способ формирования защитного покрытия на деталях запорной арматуры (варианты) |
| US20080072790A1 (en) * | 2006-09-22 | 2008-03-27 | Inframat Corporation | Methods of making finely structured thermally sprayed coatings |
| RU2476299C1 (ru) * | 2011-12-01 | 2013-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" | Способ ремонта гидроцилиндров |
-
2013
- 2013-05-16 RU RU2013122506/02A patent/RU2530975C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2023740C1 (ru) * | 1989-07-03 | 1994-11-30 | Гриц Евгений Филиппович | Способ нанесения покрытий |
| DE4217612A1 (de) * | 1992-05-27 | 1993-12-02 | Linde Ag | Oberflächenschutzschicht sowie Verfahren zur Herstellung derselben |
| RU2199613C2 (ru) * | 2001-05-22 | 2003-02-27 | Агабабян Размик Енокович | Способ формирования защитного покрытия на деталях запорной арматуры (варианты) |
| US20080072790A1 (en) * | 2006-09-22 | 2008-03-27 | Inframat Corporation | Methods of making finely structured thermally sprayed coatings |
| RU2476299C1 (ru) * | 2011-12-01 | 2013-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" | Способ ремонта гидроцилиндров |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Getsov | Materials and Strength of Gas Turbine Parts: Volume 2: Corrosion, High-Temperature Coatings, Non-Classical Strength Calculations, and Methods of Ensuring the Reliability of Gas Turbine Unit | |
| Qiu et al. | Research on cavitation erosion and wear resistance performance of coatings | |
| JP2008304059A (ja) | シールリング | |
| Escobar et al. | Failure analysis of submersible pump system collapse caused by assembly bolt crack propagation by stress corrosion cracking | |
| de Assis Severiano et al. | Corrosion damages of flow regulation valves for water injection in oil fields | |
| Teles et al. | Effect of HVOF spray coating on the tribological surface of onshore gate valves | |
| RU2530975C1 (ru) | Покрытие для нанесения на приводные элементы запорной и регулирующей арматуры | |
| AU2012278413B2 (en) | Gate valve | |
| Eremin et al. | The properties of chromium steel overlaying used as a hardening coating for stop valve sealing surface | |
| RU139791U1 (ru) | Шпиндель запорной и регулирующей энергетической арматуры | |
| RU2543117C2 (ru) | Способ получения защитного упрочняющего покрытия на деталях запорной арматуры | |
| Ghasemi et al. | Erosion-corrosion behavior of 316-SS in seawater simulated environment at various impingement angles | |
| CN202165628U (zh) | 高压高温耐磨闸阀、球阀 | |
| CN104565823A (zh) | 防开裂的盐化工设备管道 | |
| CN218236224U (zh) | 一种改良的波纹管阀 | |
| WO2017142431A1 (ru) | Способ защиты технологического оборудования нефтехимического производства | |
| Giourntas et al. | Effect of corrosion on abrasive wear in a range of materials | |
| Garifullina et al. | Investigation of the structure and mechanical properties of tubing after operation | |
| RU2543643C1 (ru) | Многослойное, износостойкое покрытие | |
| RU2631563C2 (ru) | Аморфный сплав на основе кобальта | |
| CN107269837A (zh) | 一种废气处理零泄漏rto工程提升阀 | |
| Balyts' Kyi et al. | Degradation of the cast elements of steam turbines of thermal power plants made of 20KhMFL steel in the course of long-term operation | |
| RU184991U1 (ru) | Шаровой кран | |
| CN111850529B (zh) | 一种发电机组高温蒸汽阀门螺栓抗氧化涂层及其制备方法 | |
| Radkevych et al. | Corrosion-mechanical behavior of the protective coatings of check valves of the oil-and-gas field equipment |