氧化鋯陶瓷球閥特點及性能

發布時間:2015-06-02      點擊:

氧化鋯陶瓷球閥特點及性能氧化鋯陶瓷球閥除具有金屬球閥的絕大多數優點外,更具有超強的耐腐蝕、耐高溫、耐磨損及耐沖蝕等顯著特點。廣泛應用于石化、冶金、造紙、電站、煉油等行業的各類酸堿鹽氣體、液體、高溫蒸汽和泥漿輸送系統中。是強腐蝕場合下鈦金屬閥、蒙乃爾閥的理想替代產品。氧化鋯陶瓷球閥具有成本低,運行經濟性高和壽命長(是鈦閥的2~4倍)的優點。其驅動方式有手動、氣動、氣動一彈簧復位、電動等。并可按用戶的要求設計各類特殊陶瓷閥門。抗沖蝕、耐磨損: 閥球、閥座及內襯均采用氧化鋯結構陶瓷材料,洛氏硬度高達HRA87以上,因而能承受高速流體及硬顆粒介質的沖蝕。具有優異的耐磨損性。抗腐能力強:經中科院金屬腐蝕與防護研究所檢驗,除玻璃溶液及氫氟酸外,氧化鋯陶瓷材料具有優異的耐蝕性。使用壽命長:通過機械部合肥通用所靜壓壽命試驗,開關一萬次仍不泄露。

應用范圍廣:適用于各種酸、堿、鹽類液體、氣體介質環境,硬密封閥尤其適用于帶顆粒、纖維狀介質環境。氧化鋯閥座: 閥球的結構簡單,其性能主要取決于氧化鋯材料本身,而對于閥座這類環狀零件,要充分利用氧化鋯陶瓷耐磨、耐沖刷和耐腐蝕的優點,同時又要避免其金屬韌性相對較差的弱點,在結構設計上采取了三方面的措施:

一是根據陶瓷材料抗壓強度高和抗拉韌性差的特點,在閥座外圓過盈配置特殊金屬圈,金屬圈的熱膨脹系數應與氧化鋯陶瓷接近,以使陶瓷外圓始終處于受壓狀態,閥球在頻繁沖擊閥座產生的向外拉的分力可正負抵消,防止閥座因受拉應力而破裂;

二是根據抽油泵原金屬閥座(特別是部分固定閥座)壁厚偏薄的情況,在不影響泵的質量前提下,加大閥座壁厚,如為勝島石油機械廠配套生產的83mm泵固定閥座,其標準尺寸壁厚原為11mm,改進后增加到15mm,大大增強了閥座的可靠性;

三是盡可能提高陶瓷的韌性,這也是氧化鋯陶瓷材料能否成功應用于抽油泵閥球、閥座的關鍵。一般陶瓷材料的實際斷裂強度比理論值低得多,其原因何在呢?1920年格里菲斯(Griffith)提出的脆性斷裂理論,即脆性材料的缺口強度理論認為,材料內部存在原始裂紋,裂紋的存在引起應力集中,裂紋尖端處的應力比平均應力高得多,當裂紋尖端處的應力達到理論強度值時,裂紋就迅速擴展而斷裂[2]。根據這種理論可知,制備致密無孔隙的材料,細化晶粒從而減小裂紋尺寸是提高陶瓷韌性的有效途徑之一。

為此,我司對產品制定了嚴格的生產流程標準,保障了產品出廠時,閥球表面和閥座密封面不允許有任何裂紋和氣孔存在。通過采取以上三種措施,避免了閥球和閥座在使用過程中出現質量故障,不僅增加了抽油泵的可靠性,而且延長了使用壽命。

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