석유, 가스, 화학 및 기타 산업에서 핵심 제어 요소인 밸브는 다양한 고온, 고압 및 부식성 환경에서 널리 사용됩니다. 밸브의 수명을 연장하고 내마모성과 내부식성을 향상시키기 위해서는 밸브 본체, 밸브 시트, 스풀의 클래딩 기술이 특히 중요합니다. 본 논문에서는 밸브 본체, 밸브 시트, 스풀의 클래딩에 대한 가이드를 자세히 소개하며, 재료 선택, 클래딩 공정, 장비 및 도구, 공정 매개변수, 품질 관리 및 적용 사례를 다룹니다.
클래딩 기술 개요
클래딩 기술용융된 재료를 기판 표면에 증착하여 특정 성질의 보호층을 형성하는 표면 공학 기술입니다. 이 기술은 밸브 부품의 내마모성, 내부식성 및 고온 내성을 향상시키는 데 널리 사용되어 장비의 수명을 크게 연장하고 유지보수 비용을 절감합니다.
클래딩의 기본 원리
1. 재료 준비: 적절한 클래딩 재료를 선택하고 기질을 깨끗이 하여 접착력이 잘 유지되도록 합니다.
2. 용융 공정: 분무, 용접 또는 레이저를 사용하여 클래딩 재료를 용융하여 기판 표면에 증착하는 공정입니다.
3. 응고 및 경화: 클래딩 재료는 빠르게 응고되어 기질에 단단히 결합된 고밀도 보호층을 형성합니다.
4. 후처리: 클래딩층의 표면 품질을 개선하기 위해 필요에 따라 연삭, 연마 및 기타 후처리 공정을 수행합니다.
재료 선택
다양한 밸브 구성품은 재료에 대한 성능 요건이 다르며, 성공적인 클래딩의 핵심은 합리적인 재료 선택입니다.
• 밸브 본체 소재
밸브 본체는 일반적으로 복잡한 작업 조건에서 발생하는 기계적 응력과 화학적 침식을 견뎌낼 수 있도록 고강도, 내식성 합금 소재로 만들어집니다.
일반적으로 사용되는 재료:
- 스테인리스강: 304, 316, 인바 등 내식성이 우수합니다.
- 니켈 기반 합금: 인코넬 계열 등 고온, 고압 환경에 적합합니다.
- 주철: 일반적인 작업 조건에 적합하며 경제적이고 실용적입니다.
• 밸브 시트 소재
밸브 시트는 높은 내마모성과 양호한 밀봉 성능을 가져야 하며, 종종 융합 코팅을 위해 시멘트 카바이드나 고경도 재료를 사용합니다.
일반적으로 사용되는 재료:
- 텅스텐 카바이드: 텅스텐강(WC-Co)과 같이 매우 높은 경도와 내마모성을 가지고 있습니다.
- 니켈 기반 합금: 우수한 내식성과 내마모성을 제공합니다.
- 세라믹 소재: 극한의 내마모성과 고온 환경에 적합합니다.
• 스풀 소재
밸브 스풀은 잦은 개폐 시에도 안정적인 성능을 유지하려면 높은 내마모성과 우수한 기계적 특성이 필요합니다.
일반적으로 사용되는 재료:
- 코발트계 합금: 스텔라이트 계열 등 내마모성과 내부식성이 우수합니다.
- 초경 강화 합금: 경도와 내마모성이 향상되었습니다.
- 니켈 기반 고온 합금: 고온 작업 조건에 적합합니다.
클래딩 공정
올바른 클래딩 공정을 선택하는 것은 클래딩의 품질과 성능을 보장하는 데 중요한 단계입니다.
플라즈마 클래딩
플라즈마 클래딩은 산업 장비의 표면 처리, 특히 높은 내마모성과 내부식성이 요구되는 곳에 널리 사용되는 첨단 표면 강화 기술입니다. 플라즈마 클래딩의 주요 특징은 다음과 같습니다.
• 높은 에너지 밀도
• 정밀한 제어
• 낮은 희석률
• 우수한 접합 강도
• 다양한 소재 적용 가능
• 낮은 열 영향 영역
• 높은 생산성
• 환경 친화성
• 우수한 내마모성 및 내식성
• 다층 클래딩 기능
• 광범위한 적용 범위
• 복잡한 모양도 클래딩이 가능합니다.
프로세스 매개변수 및 제어
클래딩 공정 매개변수를 정밀하게 제어하는 것은 클래딩의 품질과 성능을 보장하는 데 중요한 작업입니다.
주요 매개변수
• 클래딩 속도: 클래딩 층의 두께와 균일성에 영향을 미칩니다.
• 클래딩 거리: 클래딩 재료의 분사 속도와 증착 품질을 결정합니다.
• 클래딩 각도: 클래딩 층의 피복 및 접합 강도에 영향을 미칩니다.
• 클래딩 온도: 클래딩 재료의 용융 상태와 접합 효과를 제어합니다.
• 재료 공급 속도: 클래딩 층의 구성 및 두께가 요구 사항을 충족하는지 확인합니다.
매개변수 제어 방법
• 공정 모니터링: 분무 공정 중 온도, 압력, 속도를 실시간으로 모니터링하여 공정 안정성을 보장합니다.
• 자동화 제어: CNC 시스템과 센서를 도입하여 공정 매개변수의 자동 조정 및 최적화를 실현합니다.
• 공정 최적화: 다양한 소재와 작업물의 특성에 따라 공정 매개변수를 조정하여 최상의 클래딩 효과를 얻습니다.
게시 시간: 2024년 9월 24일