Покрытие для нанесения на приводные элементы запорной и регулирующей арматуры


 


Владельцы патента RU 2530975:

Общество с ограниченной ответственностью "Технологические системы защитных покрытий" (RU)
Фонд поддержки научной, научно-технической и инновационной деятельности "Энергия без границ" (Фонд "Энергия без границ") (RU)

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.

 

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.

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%.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам получения теплозащитных износостойких покрытий на деталях из чугуна или стали. Проводят абразивно-струйную обработку карбидом кремния с размером частиц 1,5 мм, осуществляют плазменное напыление подслоя состава Co-Cr-Al-Y и последующее напыление керметной композиции из порошковой смеси, содержащей компоненты, при следующем соотношении, вес.%: нихром 10-20, диоксид циркония, стабилизированный оксидом иттрия, 30-20, никельалюминий 30-40, никельтитан 20-10, карбид хрома 5, карбид вольфрама 5.

Изобретение может быть использовано в медицине при производстве препаратов для послеоперационной поддерживающей терапии. Проводят термическое разложение метана в герметичной камере на подложках из кремния или никеля при давлении 10-30 Торр и температуре 1050-1150 °С.

Изобретение относится к области машиностроения и металлургии, в частности к вакуумной установке для получения наноструктурированных покрытий из материала с эффектом памяти формы на поверхности детали.

Изобретение относится к области нанесения покрытий, а именно к электровзрывному напылению композиционных покрытий системы Al-TiB2 на алюминиевые поверхности. Технический результат - повышение износостойкости и микротвердости покрытия, увеличение его адгезии к основе.

Изобретение относится к области восстановления деталей и ремонта агрегатов машин и может быть использовано на ремонтно-технических предприятиях при восстановлении интегральных рулевых механизмов с гидроусилителем руля.

Изобретение относится к области машиностроения и металлургии, а именно к вакуумным устройствам для получения покрытий из материалов с эффектом памяти формы на цилиндрической поверхности деталей.
Изобретение относится к твердосмазочным антифрикционным покрытиям на основе неорганического связующего, которое может быть использовано в машиностроении для нанесения на детали узлов трения, работающих в воздушной среде, в условиях высоких нагрузок и температур.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам ремонта ступеней центробежных насосов. .
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к методам нанесения теплозащитных покрытий на лопатки энергетических и транспортных турбин, в частности газовых турбин авиадвигателей.

Изобретение относится к области производства безшовных стальных труб, а именно к прошивной и прокатной оправке, предназначенной для повторного использования в прошивном прокатном стане, а также к способу и технологической линии для ее восстановления.

Изобретение относится к способам маркировки инструмента. Способ включает этапы обеспечения инструмента, выполнения термической обработки инструмента, обеспечения грунтового слоя инструмента, выполнения печатания на инструменте и нанесения электролитического покрытия на инструмент.
Изобретение относится к способу нанесения покрытия на ствол стрелкового оружия. Способ нанесения покрытия включает предварительную обработку поверхности ствола сначала травлением, а затем дробеструйной обработкой.

Изобретение относится к области обработки поверхностей стальных деталей и может быть использовано в машиностроении и других отраслях промышленности. Способ включает оксидирование деталей в безыскровом режиме в кислом растворе, дальнейшую выдержку в кипящем водном растворе едкого натра 0,2-0,4 г/л в течение 40-50 минут и последующий нагрев, при этом проводят химическую подготовку поверхностей деталей, затем флюсование в расплавах хлоридов щелочных и щелочноземельных металлов при температуре 700-800°С, далее жидкостное алитирование в расплаве электротехнического алюминия при температуре 730-760°C в течение 5-6 минут с последующим быстрым охлаждением до температуры 300-400°C, затем в течение 15-25 минут детали оксидируют в кислом растворе, при этом при приготовлении раствора в качестве растворителя используют деионизированную воду, а дальнейший нагрев выполняют в три приема, сначала изделия нагревают до температуры 260-270°C и выдерживают в течение 3-5 минут, затем нагревают до температуры 460-470°C и выдерживают в течение 3-5 минут, далее нагревают до температуры 620-640°C и выдерживают в течение 3-5 минут.

Изобретение относится к способу изготовления термического барьера, содержащего, по меньшей мере, подслой и керамический слой, покрывающие металлическую подложку из жаропрочного сплава.

Изобретение относится к области электрофизической и электрохимической обработки, в частности к электроэрозионному легированию, и может быть использовано для ремонта деталей машин.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения хорошей формуемости листа при прессовании в производственных условиях получают холоднокатаный стальной лист, содержащий, мас.%: С 0,005 или менее, Si 0,1 или менее, Мn 0,5 или менее, Р 0,03 или менее, S 0,02 или менее, N 0,005 или менее, Аl 0,1 или менее, Ti от 0,020 до 0,1 (включая 0,020 и 0,l), Fe и случайные примеси - остальное, в котором размер частиц TiN не превышает 0,5 микрон, размер частиц сульфида Ti и/или карбосульфида Ti не превышает 0,5 микрон, диаметр частиц феррита не превышает 30 микрон, отношение интенсивностей рентгеновских дифракционных линий (111)//ND в произвольно ориентированном образце составляет по меньшей мере 3 и отношение интенсивностей рентгеновских дифракционных линий (100)//ND в произвольно ориентированном образце не превышает 1.

Изобретение относится к скользящему элементу, в частности поршневому кольцу с покрытием по меньшей мере на одной поверхности скольжения, которое в направлении изнутри наружу содержит адгезионный слой (10), металлосодержащий, предпочтительно содержащий вольфрам, DLC-слой (12) и не содержащий металла DLC-слой (14).
Изобретение относится к скользящему элементу, в частности поршневому кольцу, имеющему покрытие по меньшей мере на одной поверхности скольжения, и к способу получения скользящего элемента.

Изобретение относится к керамическому термобарьерному покрытию, которое имеет наноструктурный и микроструктурный слой. Керамическое термобарьерное покрытие на подложке из жаропрочного сплава на основе никеля или кобальта, или железа содержит необязательно металлическое связующее покрытие (7) и два наслоенных керамических слоя (16) с внутренним керамическим (10) и внешним керамическим (13) слоем.

Изобретение относится к нанесению изоляционных покрытий на металлические проволоки и может быть использовано, в частности, для покрытия проволок, предназначенных для изготовления сетчатых и других изделий.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к чистовой упрочняющей безабразивной обработке поверхностей деталей из конструкционных сталей. На поверхности дорожки качения подшипника размещают порошок графита или дисульфида молибдена и через слой порошка к поверхности вращающейся детали прижимают индентор, совершающий ультразвуковые механические колебания.
Наверх