[发明专利]气阀闸板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及天然气设备技术领域，特别涉及一种气阀闸板及其制造方法。

背景技术

天然气输送管道的阀门一般称作气阀，如图1所示，气阀中的闸板101在使用过程中，闸板101面向管道的两个工作面需要承受阀门开合时的磨损以及天然气中各种腐蚀性气体的腐蚀等破坏行为，其质量不仅对环境、人员安全有重要影响，而且对生产效率、经济效益有重要影响。闸板101作为天然气阀门中的重要部件，需要良好的抗腐蚀性能，尤其是抗硫化氢性能要求很高。

目前，国内的气阀闸板产品通常采用42铬钼钢（42CrMo）制造，或者在普通金属表面堆焊一层镍基合金。

但是42CrMo和镍基合金的耐磨、抗腐蚀性能较差：无论是42CrMo还是Ni基合金，当气体中硫化氢等腐蚀性气体达到一定量时，薄弱部分开始腐蚀，脆性变大，腐蚀到一定程度后，容易在开关过程中因破碎或者失去密封性而报废，使用寿命较短。

另外，在气阀频繁开关的过程中，现有产品表面抗磨损性能也较差，其与对偶件的摩擦系数较高，导致阀门开关困难，尤其是开始腐蚀以后开关很困难，操作不易。

再有，当气阀闸板报废后，尤其是整体采用42CrMo材料制造的气阀闸板，当闸板表面腐蚀后，如果闸板报废，则剩余材料均被浪费，使得现有的气阀闸板成本很高。

发明内容

本发明提供了一种气阀闸板及其制造方法，能够使气阀闸板拥有更好的耐磨和耐腐蚀性能。

为达上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种气阀闸板，包括闸板基体，所述闸板基体上覆盖有金属陶瓷层；

所述金属陶瓷层以质量百分比记，包括：

铬15~20%、硅5~10%、铁30~35%、碳5~10%、镍40~44%。

优选地，所述金属陶瓷层以质量百分比记，包括：

铬16%、硅6%、铁30%、碳8%、镍40%。

优选地，所述闸板基体材料为45号钢。

优选地，所述金属陶瓷层厚度为1~1.5毫米。

优选地，所述金属陶瓷层覆盖在所述闸板基体的两个工作面上。

一种气阀闸板的制造方法，该方法包括：

在闸板基体上涂覆金属陶瓷材料粉末；

其中，所述金属陶瓷材料粉末以质量百分比记，包括：

铬15~20%、硅5~10%、铁30~35%、碳5~10%、镍40~44%；

将所述金属陶瓷材料粉末结合形成金属陶瓷层覆盖在所述闸板基体上。

优选地，所述金属陶瓷层以质量百分比记，包括：

铬16%、硅6%、铁30%、碳8%、镍40%。

优选地，所述将所述金属陶瓷材料粉末结合形成金属陶瓷层覆盖在所述闸板基体上，包括：

通过激光融覆将所述金属陶瓷材料粉末结合形成金属陶瓷层覆盖在所述闸板基体上。

优选地，所述激光融覆包括：

所述激光的波长为1000~1060nm；能量密度为60~80J/mm2，在所述金属陶瓷材料粉末上辐照的时间为4~6分钟。

优选地，所述金属陶瓷材料粉末的粒度为150~300目。

由上述技术方案可见，本发明的这种气阀闸板及其制造方法，在闸板基体上覆盖耐磨性能和耐腐蚀性能较高的金属陶瓷层；其中，所述金属陶瓷层以质量百分比记，包括：铬15~20%、硅5~10%、铁30~35%、碳5~10%、镍40~44%，该金属陶瓷层具有硬度高，耐磨性、耐腐蚀性能优异等特点，经测定该金属陶瓷层的洛氏硬度标准C（HRC）达到67~70，而42CrMo一般在HRC50以下，镍基耐磨合金如Ni-Cr合金、Ni-Cr-Mo合金、Ni-Cr-Fe合金、Ni-Cu合金、Ni-P和Ni-Cr-P合金、Ni-Cr-Mo-Fe合金等，一般在HRC60以下，而硬度提高即带来了耐磨性能的提升，而对于腐蚀性气体，如硫化氢的耐受性能，也较42CrMo和镍基合金更好。经过使用验证，本发明的气阀闸板的使用寿命是现有一般产品的5倍以上。

另外，由于具有金属陶瓷层作为耐磨耐腐蚀层，闸板基体无需使用耐磨耐腐蚀的材料，可以使用较为廉价的45号钢制造，相比全部由42CrMo制造的气阀闸板，成本大大降低。

由于只在闸板基体的两个工作面覆盖金属陶瓷层，当工作面磨损后，可以在闸板基体的工作面再次覆盖一层金属陶瓷材料，就可以继续使用，大大节约了原材料成本。