Исследование: Почему клапаны нуждаются в термической обработке?

Термообработка клапанов - это процесс, при котором материалы клапанов нагреваются, выдерживаются при определенной температуре, а затем охлаждаются для улучшения их механических свойств, коррозионной стойкости, износостойкости и усталостной стойкости. Термическая обработка может увеличить срок службы, надежность и эффективность клапана, особенно в условиях высоких температур, высокого давления или высокой степени коррозии.

Ниже приведены основные функции термической обработки клапана:

1. Повышение твердости

Термическая обработка (например, закалка и отпуск) может значительно повысить твердость клапана. Это повышение твердости повышает износостойкость клапана, позволяя ему лучше выдерживать частые открывания и закрывания, а также трение, тем самым продлевая срок его службы.

2. Повышение прочности

Термическая обработка может изменить кристаллическую структуру материала клапана. Как правило, благодаря таким процессам, как закалка и отпуск, клапан сохраняет достаточную прочность при высоком давлении или высокой температуре, предотвращая деформацию или поломку во время эксплуатации.

3. Повышайте коррозионную стойкость

Некоторые клапаны, например клапаны из нержавеющей стали, могут быть подвергнуты термообработке для повышения их коррозионной стойкости. Во время термообработки на поверхности клапана образуется защитный оксидный слой, который помогает ему противостоять коррозии от воздействия различных химических сред. Это особенно важно в таких отраслях, как нефтяная, химическая и морская промышленность.

4. Повысьте прочность и усталостную стойкость

Термообработка повышает прочность клапана, предотвращая хрупкое разрушение или усталостные трещины в условиях высокого давления, колебаний температуры и частых циклов. Это особенно важно для критически важных клапанов, таких как предохранительные и регулирующие клапаны, поскольку высокая прочность может предотвратить внезапные отказы.

5. Устраните внутренние напряжения

Во время таких процессов, как литье и ковка, в материале клапана могут возникать внутренние напряжения. Термообработка помогает устранить эти внутренние напряжения, предотвращая деформацию, растрескивание или поломку клапана во время эксплуатации.

6. Улучшите стабильность размеров

Термическая обработка может улучшить стабильность размеров клапана, предотвращая изменение размеров при длительном использовании и обеспечивая точное выполнение клапаном своей функции управления.

7. Контролируйте фазовое преобразование

Для клапанов, изготовленных из специальных материалов, термическая обработка позволяет изменить внутреннюю микроструктуру (например, преобразовать аустенит в мартенсит) в соответствии с конкретными эксплуатационными требованиями, оптимизируя общие свойства клапана.

8. Повысить стойкость к окислению.

В условиях высоких температур клапаны подвержены окислению. Термическая обработка может повысить устойчивость клапана к окислению, что увеличивает срок его службы в условиях высоких температур и высокого содержания кислорода.

Распространенные методы термической обработки клапанов включают:

• Закалка: нагрев клапана до определенной температуры и последующее быстрое охлаждение, что повышает твердость и прочность.
• Отпуск: нагрев закаленного клапана до более низкой температуры и последующее медленное охлаждение для повышения ударной вязкости и уменьшения хрупкости.
• Отжиг: нагрев арматуры с последующим медленным охлаждением для придания зернам кристаллов большей крупности, улучшения пластичности и обрабатываемости.
• Нормализация: нагрев до определенной температуры и охлаждение на воздухе для улучшения механических свойств и однородности материала.

Таким образом, функция термообработки клапана заключается в обеспечении надежной работы клапана в сложных и требовательных условиях. При этом достигается требуемая прочность, твердость, износостойкость и коррозионная стойкость, что повышает его надежность и срок службы в различных промышленных условиях.