Revestimento rígido de válvula de esfera em aplicações de serviço severas

Serviço severo geralmente se refere a aplicações que apresentam envolvimento de partículas pesadas, ciclos de{0}alta frequência, temperaturas extremas, corrosão, erosão ou qualquer combinação desses fatores. Válvulas de esfera com sede-de metal são necessárias para essas condições exigentes.

O sucesso de uma válvula de esfera com sede-de metal depende em grande parte da seleção de um revestimento rígido adequado e se esse revestimento é fabricado corretamente. Os revestimentos duros podem proteger peças vulneráveis ​​e melhorar o desempenho da válvula. Contudo, é muito mais difícil do que a maioria dos utilizadores finais de válvulas imaginaria obter um revestimento duro satisfatório. É por isso que ainda é comum ver vários problemas de revestimento em válvulas de esfera no-local, como escoriações, rachaduras e até mesmo delaminação.

Por que as válvulas de esfera exigem revestimentos?

As válvulas esfera de sede macia têm suas limitações quando se trata de altas temperaturas ou condições severas. Para suportar as cargas entre a esfera e as sedes, e para garantir uma vida útil longa e confiável, é necessário um revestimento adequado entre as áreas de contato móveis. Além disso, para suportar condições abrasivas, erosivas, de alta-pressão e alta-temperatura ou exposição a sólidos, a escolha certa e a qualidade do material de base e do revestimento afetarão o desempenho, como estanqueidade, resistência, torque e capacidade de reparo da válvula.

Problemas gerais em condições severas de serviço

As condições adversas em ambientes de serviço severos são um desafio para a vida útil e o desempenho de vedação da esfera e da sede da válvula. Somente com uma seleção de material adequada a perda prematura de desempenho da válvula pode ser evitada. Alta-pressão e altas-temperaturas, combinadas com sólidos, podem causar escoriações ou até mesmo lascamento e destruição do revestimento. Isso pode resultar em aumento de torque e em uma válvula-inoperante e/ou em uma alta taxa de vazamento. O mesmo se aplica à corrosão, erosão ou abrasão quando a resistência ao desgaste do revestimento não é adequada.

Soluções recomendadas

Os revestimentos HVOF e Spray & Fuse são dois revestimentos comumente usados ​​na indústria de válvulas. As vantagens e aplicações destes dois revestimentos (independentemente do material em pó) são mostradas na Tabela 1.

O que constitui um bom revestimento?

O processo de produção do revestimento pode ser comparado à criação de uma obra de arte, com todas as etapas, incluindo pré-tratamento, pulverização e pós{1}}tratamento, contribuindo para o resultado final. A imperfeição em até mesmo uma dessas etapas levará à falha do produto. Em muitos casos, os problemas são insidiosos, podendo ser apenas um ligeiro aumento no torque necessário para a operação da válvula.

A pulverização é o elo mais crítico do processo. Um processo de pulverização adequado deve ser o mais preciso e estável possível. A pulverização é um processo de adição de material que deve ser controlado cuidadosamente. Assim como a usinagem, equipamentos-de{4}}última-arte não são o único fator a ser considerado; acessórios adequados e anos de experiência também são cruciais. A estabilidade tem tudo a ver com gerenciamento de processos; uma vez alcançado um processo de pulverização perfeito (p-aquecimento, velocidade, distâncias, etc.), é essencial garantir que todas essas etapas sejam implementadas no futuro com o mínimo de intervenção. Para serem mais competitivos-em termos de custo, alguns fabricantes ainda usam pulverização manual; no entanto, esta abordagem não é recomendada porque não é precisa nem estável.

O tratamento térmico refere-se à etapa de fusão no processo de revestimento Spray & Fuse. Os usuários de válvulas aceitam cada vez mais o revestimento Spray & Fuse como um revestimento mais adequado para aplicações de serviço severas, como lavagem e choque térmico, do que os revestimentos HVOF. O processo de fusão da maioria dos revestimentos Spray & Fuse do mercado é obtido aquecendo manualmente a sede esférica com um queimador de oxiacetileno. Isto depende muito da experiência, por isso é difícil garantir a uniformidade da temperatura em todo o conjunto de esferas, o que pode levar a um revestimento com qualidade irregular. Para obter um revestimento confiável e de alto{4}}desempenho, recomenda-se usar um forno a vácuo de alta-precisão que garanta uma variação mínima de temperatura durante o processo de fusão.

A lapidação desempenha um papel importante na produção de revestimentos de alta-qualidade. Os processos de lapidação padrão garantem apenas circularidade suficiente em torno da área de vedação. Se estendermos a área de medição para toda a bola, ela já poderá exceder os requisitos de tolerância. É por isso que muitas válvulas de esfera com sede-de metal apresentam desempenho relativamente aceitável durante testes de fábrica; entretanto, vazamentos inaceitáveis ​​ocorrem devido a danos no revestimento causados ​​por apenas alguns ciclos de abertura-e-fechamento após a instalação da válvula. Portanto, além da capacidade de pulverização, é necessária uma capacidade de lapidação qualificada para garantir a circularidade ideal em toda a esfera. Além disso, um bom processo de lapidação também garantirá uma espessura uniforme do revestimento, de modo que uma dureza uniforme seja alcançada.

Teste e verificaçãoverificar se os revestimentos são produzidos com a qualidade desejada e também fornecer instruções de melhoria contínua. O método de inspeção de revestimento usado na indústria de válvulas geralmente inclui testes de dureza, porosidade e resistência de união em amostras. No entanto, tem limitações: os resultados dos testes só podem verificar se o revestimento satisfaz os critérios das normas internacionais, e um revestimento verificado numa amostra não garante o mesmo desempenho em condições reais de trabalho quando aplicado a um conjunto de esferas. Uma solução alternativa pode resolver este problema: testar o desempenho do revestimento em condições que simulem, mas mais rigorosas do que as condições reais de funcionamento da válvula, e utilizar inspeções de revestimento padrão como testes suplementares.

Resumo

Este artigo discutiu como o revestimento duro pode melhorar o desempenho das válvulas de esfera, os desafios que as aplicações de serviço severas representam para as válvulas de esfera e algumas soluções potenciais. Embora o revestimento duro possa ampliar o escopo de trabalho de uma válvula esférica e melhorar seu desempenho e vida útil em aplicações de serviço severas, isso depende estritamente da qualidade do revestimento. O revestimento de-qualidade inferior é um problema que pode criar rapidamente problemas com uma válvula esférica, resultando em desempenho inferior ao de uma válvula esférica-com sede macia. Portanto, atenção especial deve ser dada ao controle de qualidade do revestimento para evitar situações inesperadas.