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阀门密封面磨损的修复

1.机械加工修复 密封面经常产生的是擦伤、碰伤、压痕、冲蚀、腐蚀等磨损缺陷。当缺陷深度超过0.3毫米时,通常用磨削或车削工艺进行修复。密封面机械加工较难的是球形密封面和楔式密封面。球形的修复可在车床上进...

1.机械加工修复
密封面经常产生的是擦伤、碰伤、压痕、冲蚀、腐蚀等磨损缺陷。当缺陷深度超过0.3毫米时,通常用磨削或车削工艺进行修复。密封面机械加工较难的是球形密封面和楔式密封面。球形的修复可在车床上进行,可借鉴本章节“机械研磨”中球形研磨机结构,用磨削或旋风铣削加工。楔式闸阀密封面的加工,可用有相应角度的夹具在车床上进行。
用机械加工修复密封面之前应注意如下事项:
(1) 按图纸或产品的结构要求,应明确密封面零件的形状位置公差、精度要求和尺寸要求。
(2) 对密封面零件的结构尺寸进行准确的实测,应有一定的加工余量,不能因修复加工后使密封面的零件尺寸改变过大而影响密封面零件的使用。
(3) 修复前必须严格校正密封面,以保证原密封件的形位公差、精度和尺寸要求。如:楔式闸阀及其启闭件的楔角公差;球阀的球型面公差及不圆度要求;弹簧安全阀阀瓣的结构及尺寸公差;调节阀的流线形节流面尺寸公差等。
图7-66为楔式闸阀阀体密封面车加工夹具,它是由车床法兰、斜度法兰、旋转法兰、偏心定位套、螺栓、T形螺栓等零件组成。车床法兰与车床主轴连接;斜度法兰一般为1∶20的斜度,它的斜度与密封面的斜度一样,但斜向相反,以保证密封面旋转时与车削平面在同一平面上;偏心定位套嵌在阀体通道内起定位作用;T形螺栓套在T形槽内,用来夹装阀体上的法兰。图(a)是加工阀体阀座A密封面的形式,斜度法兰厚壁向下,闸阀阀体中法兰朝上;图(b)是加工阀体阀座B密封面的形式,斜度法兰厚壁端仍旧向下,闸阀阀体中法兰朝下。上面介绍的阀体密封面车加工夹具,为常用夹具。使用该类夹具,需注意闸阀阀体中法兰的偏重问题,要解决好配重,经保证旋转加工过程的平稳。

 

楔式闸板有双闸板和单闸板,在加工单闸板时注意两密封面之间的尺寸,若加工尺寸过多,闸板厚底尺寸减薄,在装配时闸板在阀座位置上偏低(俗称“掉线”)而影响其质量,因此,要特别注意单闸板的加工尺寸与角度。
双闸板由两块闸板组成,中间有“万向顶”结构,闸板厚试用尺寸可以调整(在“万向顶”的平面端加垫片),双闸板的加工要求比单闸板的要求低。
图7-67为楔式单闸板密封面加工夹具。法兰连接在车床的主轴上,斜度法兰的斜度一般为1∶10,它是根据密封面的斜度面确定的。

 

螺栓、螺母有4套,用以调节闸板位置并作为固定闸板用。为保证闸板与夹具的斜度法兰贴紧和防止闸板飞出,必须用车床的尾座顶住闸板。加工楔式闸板时,要特别注意尽量减少车削量和本文前面提到的注意要求。
楔式闸板还可以在平面磨上进行修复,如图7-68所示,在修磨前一定要注意校正角度,磨削余量较小时,可用千分表找正,使被磨面与平面平行。
采用磨削进行修复密封面,一定要注意磨削量,以防止磨削热使密封面硬度降低或产生热裂纹,磨削中要采用冷却液。
2.粘接铆合修复
在修理密封面中,经常会遇到密封面上有较深的凹坑和堆焊气孔。这些缺陷如果用研磨和其它方法难以修复时,可采用粘接铆合修复工艺,这种方法适于铜基合金,巴氏合金等材质较软的密封面的修复。
修复方法如图7-69,图(a)为密封面的缺陷,根据缺陷的最大直径选用钻头并把缺陷钻削掉,孔深应大
于2mm。选用与密封面材相同或相似的销钉,销钉的硬度等于或约小于密封面硬度,销钉的直径等于钻头的直径,销钉的长度应大于孔深。钻孔完毕后,应将孔中的切屑和毛刺清除干净,使用丙酮对销钉和孔进行除油处理,在孔内灌满胶粘剂。胶粘剂应根据阀门的介质、温度、材料进行选用。孔内灌满胶粘剂的目地,是为了避免销钉插入孔内时,防止混入空气而影响粘接强度。当销钉插入孔中后,再用小手锤的球面端轻轻地敲击销钉头部中心部位,使销钉胀接在孔中。然后用小锉修平销钉并研磨修整。在敲击和锉修过程中,要采用一些相应措施以避免伤害密封面的完好部位。

 

3.焊补修复
当密封面出现较大的缺陷时,可采用焊补的方法进行修复。常用的焊补方法有手工电弧焊,氩弧焊、氧乙炔气焊等。上述焊补及焊接方法将在本文下节“密封面的堆焊”中介绍,在此仅对密封面补焊前的注意事项要求如下:
(1) 使用的焊条、焊丝及焊补填充材料应与密封面材料相同或相近似。
(2) 对密封面材料和堆焊材料的焊接工艺性能及焊接操作要详细了解,以便制定合理的焊补工艺。
(3) 担任焊补操作的焊工应进行相应的焊接培训并应熟练地掌握有关焊接材料的焊接性能及其焊补操作工艺方法。
(4) 对密封面的缺陷应进行清除,特别是对裂纹类的缺陷,必须将裂纹清除干净,并制成焊接坡口,如图7-70(b)所示。目前,国产的一种硬质合金旋铣工具,由每分钟万转左右的电钻和一套各种角度和形状的硬质合金旋铣刀组成,特别适于密封面缺陷的清除,焊补坡口的加工和焊补后的修复。

 

(5) 当焊补工艺需要预热或焊后保温时,应对焊补部位以外的其它精密尺寸部位进行保护,可用防氧化剂涂敷被保护部位。碳钢材料在500℃以下,加热过程在6h以内可不用保护。
图6-71为密封面焊补的一种辅助方法。由于缺陷在密封面的边缘,为防止焊补过程中的焊层流淌,用档板与缺陷形成焊补坡口,档板通过螺栓上的螺母调节顶紧在密封面焊补部位,这样,形成一个焊接辅助坡口。焊补后的密封面可在车床上加工。如果密封面有一定的硬度(HRC>35),而且焊补部位是一个凸台时,在车削中容易形成冲击,反而会使得焊补部位脆裂,这时,可以使用磨削或旋铣工具先进行加工修复,然后再车加工。

 

4.镀层修复
密封面的镀层修复主要是利用电镀工艺,通过对密封面的镀铬,镀镍或镀磷等材料,恢复磨损尺寸,提高表面质量和耐蚀性能。密封面电镀工艺适于圆柱体密封面和球体密封面上,不适于强制密封形式的阀门,也不适于540℃以上的高温工况条件。
采用镀层修复办法时,要用研磨或磨削方法将缺陷消除,严格按电镀工艺技术规范进行护屏和绝缘处理,锐边锐角要倒圆。绝缘材料可用硝化纤维素清漆、丙烯塑胶管等。孔眼可用铅堵死。为保证镀层与密封面良好的结合强度,在镀前用丙酮等有机溶剂将密封面进行仔细地清洗,然后进行弱酸蚀,最后进行电镀。镀铬层厚度超过0.1mm时,要对镀层工件进行热处理,在180~250℃的矿物油或空气中进行,时间为2~3h,以提高镀层韧性和结合程度。镀铬层热处理后,应对镀铬层进行抛光,使其达到原有加工精度。
电刷镀是一种不用镀槽的接触电镀方法,它具有设备简单、使用方便,操作容易,节约用电用料,质量好,污染小等特点,适于密封面和阀门其它零件的镀层修复。
电刷镀原理见第六章阀件的修理第五章阀杆的电镀修复。
密封面的凹坑等表浅缺陷的刷镀工艺是:用平面冲或旋铣工具,将凹坑底部冲平或锪平,用清洗剂清洗油污,用镁钙粉擦拭或酸洗,再用自来水冲洗后即可刷镀,刷镀应按刷镀操作工艺进行。刷镀的材料应与密封面材料相同或相近,铜密封面用铜镀,不锈钢密封面用镀铬,合金钢密封面用磷镍镀。可根据密封面凹坑等缺陷的大小来适当地选择刷镀笔。当镀层超过正常密封面时,停止刷镀。然后用玻璃布擦拭,自来水冲洗,压缩空气吹干,最后用油石修整后可转入整体研磨。