Przykłady zastosowań

Przemysł armatur

Od profesjonalisty do profesjonalistów

Zgodnie z naszą myślą przewodnią „Chronimy wartości produktów i wydłużamy cykle produkcyjne w celu ochrony zasobów”. Skoncentrowaliśmy się na tych branżach przemysłu, w których dla zapewnienia niezawodności urządzeń i procesów szczególne znaczenie ma ochrona przed zużyciem i korozją.Właśnie w tym zakresie możemy wykazać się najwyższą jakością, gdyż w ekstremalnych warunkach zastosowania coraz większe znaczenie ma oszczędność zasobów. Od ponad 28 lat jesteśmy ściśle związani z przemysłem armatur.


Naszym zdaniem przyszłość należy do metalicznych systemów uszczelniających! Dlaczego? Z jednej strony wymagania wobec nowoczesnych zaworów kulowych w zakresie temperatury, ciśnienia, ścierania i prędkości przepływu stają się coraz wyższe. W tych zakresach systemy z uszczelnieniami miękkimi szybko osiągają granice swoich możliwości. Ze względu na te wady systemów z uszczelnieniami miękkimi pojawiają się nowe sposoby analizowania kosztów po stronie utrzymania w postaci oceny kosztów całkowitych. Takie podejście powoduje całościową analizę ekonomiczną systemów uszczelnień metalicznych. 


Z drugiej strony celowa standaryzacja systemów uszczelnień metalicznych można uzyskać tak wyraźną oszczędność kosztów, co powoduje silną penetrację granicznych obszarów zastosowania systemów z uszczelnieniami miękkimi przez systemy uszczelnień metalicznych. Te zmiany są wyraźnie widoczne na rynku. 

 

 

Zakresy zastosowania metalicznie uszczelniających zaworów kulowych 

  • Przemysł chemiczny
  • Przemysł wydobywczy ropy naftowej i gazu
  • Przemysł petrochemiczny
  • Przemysł spożywczy 
  • Przemysł farmaceutyczny 
  • Branża energetyczna 
  • Przemysł tworzyw sztucznych 
  • Przemysł produkcji cementu i wapna

 

Przykłady zastosowań 

1. Warunki ciśnieniowe

Sytuacja wyjściowa:
Ciśnienie > 600 bar

Wyzwania:

  • Odkształcenie kuli na skutek wysokiego ciśnienia
  • Regularne odpryskiwanie stosowanej do tej pory powłoki ze względu na agresywne media i twarde osady 
  • Wpływ na strukturę materiału podstawowego jest niedopuszczalny 
  • Wysoka różnica ciśnień

Zakres zastosowania:
Przemysł wydobywczy gazu

Rozwiązanie KVT:
Proces powlekania: Laser

Materiał powłoki: 

KVT 433®

Materiał podstawowy:
Stal chromowo-niklowa

Korzyści dla klienta:

  • Metoda napawania laserowego zapewnia wysoką odporność na odrywanie przy równoczesnej możliwości dokładnie dozowanego, tylko powierzchownego i niewielkiego obciążenia cieplnego materiału podstawowego. Materiał podstawowy zachowuje wszystkich parametry mechaniczne i jest modyfikowany tylko powierzchniowo w strefie napawania.
  • Jako materiał do powlekania stosujemy twardy stop niklu, wzmacniany cząsteczkami KVT 433. Ta powłoka na bazie niklu zapewnia wystarczającą ochronę przed ścieraniem i korozją. Składa się ona z maksymalnie 60% drobnoziarnistych węglików wolframu, zintegrowanych w miększej strukturze niklu. Przy ekstremalnym obciążeniu ciśnieniem następuje odkształcenie kuli, co jednak nie powoduje odpryskiwania powłoki. Jest to możliwe tylko dzięki elastyczności powłoki i jej doskonałej przyczepności, zapewnionej przez napawanie laserowe.
  • Jako materiał podstawowy wybrana została stal chromowo-niklowa. Jej spawanie jest możliwe tylko przy zwiększonym nakładzie pracy, jednak materiał ten doskonale sprawdza się w istniejących warunkach. 
  • Powierzchnia kuli jest dopasowana do wymagań uszczelnienia i dokładnie określona. Zbyt gładka powierzchnia wymagałaby wyższego momentu obrotowego.  
  • System uszczelnień, obejmujący kulę i pierścienie, doszlifowane do siebie, jest dodatkowo pokryty warstwą DLC w celu minimalizacji tarcia. 

2. Odporność na wysoką temperaturę i ciśnienie

Sytuacja wyjściowa:
Zakres temperatury do 400 °C

Ciśnienie do 420 bar

Zakres zastosowania:
Przemysł petrochemiczny

Wyzwania:

  • Odkształcenie kuli na skutek wysokiego ciśnienia
  • Regularne odpryskiwanie stosowanej do tej pory powłoki ze względu na agresywne media i twarde osady 
  • Wpływ na strukturę materiału podstawowego jest niedopuszczalny 
  • Wysoka różnica ciśnień


Rozwiązanie KVT:

Proces powlekania: Laser

Materiał powłoki: KVT 433®

Materiał podstawowy: Stal chromowo-niklowa

Korzyści dla klienta:

  • Metoda napawania laserowego zapewnia wysoką odporność na odrywanie przy równoczesnej możliwości dokładnie dozowanego, tylko powierzchownego i niewielkiego obciążenia cieplnego materiału podstawowego.
  • Jako materiał do powlekania stosujemy twardy stop niklu, wzmacniany cząsteczkami KVT 433. Ta powłoka na bazie niklu zapewnia wystarczającą ochronę przed ścieraniem i korozją. Składa się ona z maksymalnie 60% drobnoziarnistych węglików wolframu, zintegrowanych w miększej strukturze niklu. Przy ekstremalnym obciążeniu ciśnieniem następuje odkształcenie kuli, co jednak nie powoduje odpryskiwania powłoki. Jest to możliwe tylko dzięki elastyczności powłoki i jej doskonałej przyczepności, zapewnionej przez napawanie laserowe.
  • Jako materiał podstawowy wybrana została stal chromowo-niklowa. Jej spawanie jest możliwe tylko przy zwiększonym nakładzie pracy, jednak materiał ten doskonale sprawdza się w istniejących warunkach. 
  • Powierzchnia kuli jest dopasowana do wymagań uszczelnienia i dokładnie określona. Zbyt gładka powierzchnia wymagałaby wyższego momentu obrotowego.  
  • System uszczelnień, obejmujący kulę i pierścienie, doszlifowane do siebie, jest dodatkowo pokryty warstwą DLC w celu minimalizacji tarcia.  

3. Zmiany temperatury

Sytuacja wyjściowa:

Zmiany temperatury w zakresie od 150 do 400 °C

Ciśnienie robocze do 300 bar

Medium: Tlenek etylenu

Zbyt krótka żywotność armatury

Zakres zastosowania:
Przemysł chemiczny

Rozwiązanie KVT:

Proces powlekania: Proces Spray and Fused

Materiał powłoki: KVT 462®

Materiał podstawowy: 1.4980

Korzyści dla klienta:

  • Wysokie ciśnienie powoduje bardzo wysokie momenty obrotowe przy przełączaniu systemów, dlatego wał przełączający został skonstruowany i wyprodukowany jako całość.  
  • Szczególną uwagę poświęcono doborowi materiału. Kula została wykonana z materiału o wysokiej odporności na temperaturę, stosowanego w turbinach i elektrowniach.
  • Dobór powłoki jest ograniczony tylko możliwościami technicznymi. Oczekiwane zmiany temperatury uniemożliwiają zastosowanie powłok ceramicznych, odpornych chemicznie. Ponieważ pod wpływem temperatury następuje rozszerzanie materiału podstawowego, warstwa ceramiczna uległaby rozerwaniu.  
  • Jako powłoka metaliczna zastosowany został materiał KVT 462. Te stopione powłoki na bazie stellitu mają duży udział kobaltu.

4. Całkowita gazoszczelność przy wysokiej częstości przełączania

Sytuacja wyjściowa:

Temperatura: 200 °C

Warunki ciśnieniowe: 10–80 bar

Medium: Rozpuszczalniki 

Ponad 80 000 cykli przełączania przy całkowitej gazoszczelności

Zakres zastosowania:

Przemysł chemiczny

Rozwiązanie KVT:

Proces powlekania: Proces Spray and Fused

Materiał powłoki: Kombinacja powłok KVT 404® i KVT 405®

Materiał podstawowy: Stal nierdzewna Duplex

Korzyści dla klienta:

  • Kula ma masywną konstrukcję z czopami, aby zapewnić odporność na panujące wysokie siły.   
  • Jako materiał podstawowy wybrana została stal nierdzewna Duplex, zapewniająca wymaganą wytrzymałość.
  • Aby zapewnić bardzo długą żywotność zastosowano kombinację powłok KVT 404 i KVT 405. Oba twarde stopy niklu są dopasowane do siebie i pozwalają na powlekanie współpracujących powierzchni. Ich metalurgiczna struktura chroni je przed penetracją, a wysoka zawartość niklu zapewnia ochronę przed korozją. 

5. Medium ścierne

Sytuacja wyjściowa:

  • Ze względu na wysoką prędkość przepływu medium jest bardzo ścierne.
  • Na skutek zawartych w medium składników często dochodzi do blokowania zaworu kulowego.
  • Konieczne jest znaczne wydłużenie trwałości.


Rozwiązanie KVT:

Proces powlekania: HVOF

Materiał powłoki: KVT 231® i KVT 433®

Materiał podstawowy: 1.4571

Korzyści dla klienta:

  • Jako materiał podstawowy wybrana została stal austenityczna 1.4571 o dobrej odporności chemicznej.
  • Ze względów kosztowych na kulę naniesiona jest powłoka z węglika chromu KVT 231®. Ma ona bardzo dużą twardość, wynoszącą 900–1100 HV 0,3, i zapewnia wystarczającą ochronę przed ścieraniem i wpływami chemicznymi.
  • Pierścień uszczelniający ma powłokę KVT 433®, nanoszoną metodą „Spray and Fused”. Dzięki dużej zawartości węglika wolframu ta powłoka zapewnia wystarczającą twardość i wymaganą odporność krawędzi. Wtapiana powłoka jest co prawda nieco droższa, lecz zapewnia połączenia metalurgiczne i grubość warstwy równą 0,5 mm. Ponieważ powlekana powierzchnia pierścienia uszczelniającego jest stosunkowo niewielka, ta inwestycja szybko się zwraca dzięki wydłużonej żywotności.

6. System powłok

Sytuacja wyjściowa:

  • Przy budowie rurociągów i instalacji do transportu i uzdatniania gazu ziemnego konieczne jest stosowanie dużej liczby zaworów kulowych. Znajdujące się w strumieniu gazu armatury są narażone na wysokie ścieranie i korozję chemiczną.  
  • Klient wymaga materiału 1.0566 TSTE i powłoki z „Tungsten Carbide” (węglika wolframu).
  • Dodatkowo do wymaganej warstwy elementy mają otrzymać zabezpieczenie przed korozją chemiczną.

Zakres zastosowania:
Przemysł gazowniczy, budowa rurociągów, płuczki gazu i uzdatnianie gazu

Rozwiązanie KVT:

Proces powlekania: HVOF 

Materiał powłoki: KVT 175® i nikiel chemiczny (NiP)

Materiał podstawowy: 1.0566

Korzyści dla klienta:

  • Dzięki wykorzystaniu niewielkiej energii cieplnej przy dużej energii kinetycznej, naddźwiękowe natryskiwanie płomieniowe (HVOF) zapewnia odpowiedni stosunek pomiędzy przyczepnością powłoki i niskim obciążeniem materiału powierzchni i może być stosowane na wszystkich typowych materiałach. 
  • Jako materiał powłoki wymagany jest KVT 175®, powłoka z węglika wolframu o zawartości tego związku równej 86%. Powłoka ma bardzo dużą odporność na ścieranie, twardość do 1400 HV 0,3, grubość warstwy 0,15–0,2 mm i porowatość poniżej 0,5%. Równocześnie powłoka jest odporna na kwasy i ługi oraz gazy powodujące korozję.
  • Przed nakładaniem powłoki KVT 175® przygotowane elementy z czarnej stali są powlekane galwanicznie niklem chemicznym, co doskonale chroni je przed korozją chemiczną. Na galwanicznej powłoce ochronnej nanoszona jest warstwa twarda. Znacznie obniża to koszty materiałowe systemów uszczelnień. 
  • Ten system, składający się z kombinacji warstw, stanowi przystępną i równocześnie jedną z najwydajniejszych możliwości produkcji pełnowartościowych systemów uszczelnień kulowych na bazie uszczelniania metalicznego.  

7. Platerowanie

Sytuacja wyjściowa:

  • Przemysł chemiczny wymaga armatur z materiału o nazwie Inconel.
  • Przy wielkości średnicy nominalnej 200 lub przy wykonaniu całej obudowy z Inconelu armatury byłyby bardzo drogie.
  • Medium zawiera naturalne osady. Na skutek wysokiej prędkości przepływu mają one bardzo ścierne działanie. Ponadto medium zawiera agresywne chemicznie składniki, które niszczą także typowe stale nierdzewne.
  • Podzespoły mają wysokie znaczenie dla bezpieczeństwa, a ich całkowita awaria jest niedopuszczalna.


Rozwiązanie KVT:
Proces powlekania: Laser, Spray and Fused

Materiał powłoki: KVT 401® / 404® / KVT 433®

Materiał podstawowy: 1.4462

  • Obudowa jest powlekana metodą laserową od wewnątrz na wszystkich powierzchniach, mających kontakt z medium. Obszary osadzenia uszczelnień i pierścieni uszczelniających są toczone z zachowaniem tolerancji w zakresie tylko kilku setnych milimetra. Kule i pierścienie uszczelniające są powlekane płomieniowo kombinacją KVT 404 i KVT 433 z wtapianiem warstwy.

Korzyści dla klienta:

  • Powłoka Inconel (KVT 401) na obudowie pozwala na rezygnację ze stosowania drogiego materiału litego. Dzięki temu koszt produkcji takiej obudowy spada o ponad 50%. Materiał jest obciążany termicznie tylko na powierzchni i zachowuje pełną wytrzymałość mechaniczną.  
  • Przez zastosowanie procesu laserowego powstaje trwałe połączenie metalurgiczne pomiędzy materiałem powierzchni a powłoką ochronną. Wyklucza to niebezpieczeństwo korozji podpowierzchniowej oraz powodowane przez nią ryzyko odpryskiwania powłoki.
  • Kombinacja powłoki ze stopu twardego KVT 404 / 433 od ponad trzydziestu lat sprawdza się w tysiącach zastosowań w różnych mediach i zapewnia najdłuższe okresy żywotności, znane w branży. Ze względu na wysoką zawartość niklu te powłoki zapewniają bardzo dobrą ochronę przed korozją chemiczną. Proces „Spray and Fused” zapewnia praktycznie wolną od porów powłokę i dzięki związaniu metalurgicznemu wyklucza penetrację powłoki.   

KORZYŚCI DLA KLIENTA

Co nas wyróżnia

Wszędzie, gdzie występują intensywne ścieranie, wysokie temperatury, wysokie ciśnienia, wysoka liczba cykli i duże prędkości przepływu …

WIĘCEJ