浸滲技術在鑄鐵件閥門上的應用

2013-07-08 王暢麗水職業技術學院環境工程分院

1、概述

　　雙偏心蝶閥廣泛的應用于自來水、電力循環水、石油、化工等領域，常見公稱通徑DN100mm～DN2000mm，公稱壓力0.6MPa～1.6MPa，作為調節和截流設備使用。常見材質為高強度灰鐵、球墨鑄鐵。其結構特征為在閥桿軸心既偏離蝶板中心、也偏離本體中心。雙偏心的效果使閥門被開啟后蝶板能迅速脫離閥座、大幅度地消除了蝶板與閥座的不必要的過度擠壓、刮擦現象、減輕了開啟阻距、降低了磨損、提高了閥座壽命。實際加工使用過程中，由于其鑄件常常存在組織疏松、氣孔等缺陷，造成閥門壓力試驗時微滲或滲漏。若不進行挽救，報廢損失較大。

　　針對這類閥門鑄件缺陷，可靠的修復方法之一就是浸滲，它是一種微孔(細縫)滲透密封工藝。將密封介質(通常是低粘度液體)通過自然滲透(即微孔自吸)、抽真空和加壓等方法滲入微孔(細縫)中，將縫隙填充滿，然后通過自然(室溫)、冷卻或加熱等方法將縫隙里的密封介質固化，達到密封縫隙的作用。

　　浸滲的目的是防止或修復微孔造成的滲漏。浸滲后不會改變閥門零部件的外形尺寸和材料的性質，且耐酸耐堿性提高。同時浸滲技術解決了滲漏之后，不需要額外增加鑄件壁厚來防漏，可降低產品重量，節省材料。產品浸滲后經檢驗符合JB/T 9092-1999閥門的檢驗與試驗規范要求。

2、浸滲劑的選用

　　2.、浸滲劑種類

　　2.1.1、無機浸滲劑

　　無機浸滲劑主要成分為無機硅酸鈉，添加多種無機金屬鹽、穩定劑、表面活性劑、填料等組成，呈膠體狀或懸濁液狀。該類浸滲劑貯存穩定、保質期長、使用方便，浸滲后的產品耐酸、耐堿，耐溫500℃，適宜于0.15mm～0.5mm之間的微孔，及長期連續在250℃～300℃的耐熱的零部件。

　　2.1.2 有機浸滲劑

　　常用的為甲基丙烯酸單體熱水固化型有機浸滲劑，目前廣泛使用的為第二代或第三代有機浸滲劑如Impretech YJ-85C，使用時不需要催化劑、洗滌劑、固化劑，在浸滲密封孔隙的較大范圍內效果良好。固化后是一種熱固型塑料，在溫度升高時不會熔化、液化而從工件中流出。浸滲速度快、效率高，浸滲劑固化反應不收縮，固化堅韌、耐老化、耐酸堿，性質穩定、無污染。貯存時注意防止高溫環境使浸滲劑失效。其使用溫度在-50℃～200℃范圍內，適宜于密封不大于0.3mm的細微孔。

2.2、選用要點

　　有機浸滲劑比無機浸滲劑效率高，浸滲更可靠，有機浸滲劑100%固化，同時殘留在螺絲孔內的浸滲液在冷水中晃動幾下即可清除；而無機浸滲劑中含有較多水分，固化后體積收縮30%左右，故常需要2次浸滲。有機浸滲的初期投入和運行成本比無機浸滲高很多，有機浸滲劑市價在15萬元/t～20萬元/t。無機浸滲劑市價僅4000元/t～7000元/t。同時有機浸滲劑貯存要求較高，需要在8℃～28℃的陰涼干燥處貯存，否則浸滲劑會固化失效，我國南方夏季溫度普遍高于30℃。另外有機浸滲劑對眼睛有刺激作用，一旦觸及眼睛應立即用水清洗并作醫療處理。

　　出于多方面考慮，選用無機浸滲劑作為雙偏心蝶閥鑄件浸滲劑。

3、雙偏心蝶閥鑄鐵件浸滲工藝

　　工藝流程見圖1。

圖1 雙偏心蝶閥鑄鐵件浸滲工藝流程圖

3.1、前處理

　　清洗，由于浸滲劑是循環使用，為保證不污染浸滲劑，首先清除零件表面的油污。一般采用水劑清洗劑、堿液，對于油污嚴重的宜多次清洗，然后用清水沖洗干凈。

　　烘干，雙偏心蝶閥閥門使用水壓打壓檢漏，打壓后的滲漏閥門鑄件其疏松處與氣孔內都有水分的存在，直接浸滲時其會阻礙浸滲中浸滲劑進入孔隙，造成浸滲不良，使用烘箱120℃下烘干20min。

3.2、浸滲

　　將閥門鑄件裝罐，罐內抽真空，真空度-0.9kPa，保持15min，打開浸滲劑注入閥門，浸滲劑在真空負壓下吸入罐中，此時要注意控制罐內液面高度，一般完全沒過閥門鑄件，如雙偏心蝶閥鑄件滲漏只出現在閥門底部，浸滲液只需沒過滲漏部位即可，但不能超過罐內額定高度，避免浸滲劑進入真空泵或壓力表中。罐內加壓，壓力控制在0.4MPa，保持壓力20min，迫使浸滲液充分進入孔隙內部(見圖2)。