陶瓷複合閥門及製作工藝的製作方法
2023-06-14 14:05:06
專利名稱：陶瓷複合閥門及製作工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種閥門的製作方法，尤其涉及一種陶瓷複合閥門及製作工藝。
背景技術：
目前，在全世界範圍內，油田閥門和電廠閥門的腐蝕是一個世界性課題， 一旦閥門被腐蝕穿後，不僅會給一個國家造成很大的經濟損失，也會產生很大的社會影響。因此，長期以來，國內外很多研究者們，針對油田閥門的工作特性，從多條途徑探討解決的方案。如果有朝一 日，解決了這個問題，則所產生的社會效益和經濟效益是無可估量的。
現在技術中針對提高閥門耐腐蝕方面有如下技術手段 1、常用的解決方案就是採用高鎳高鉻的合金鋼，這些材料在一定的程度上，可延緩閥門的腐蝕進程，但是無法從根本上來解決這一問題。而且這些材料製成合金鋼成本很高，在一定程度上也制約著它們的推廣。 2、採用新材料從腐蝕機理出發，設法尋找耐腐蝕的金屬元素或非金屬元素，目前主要的方向是朝低碳高鉻高鎳方向發展，這一方面的研究工作難度較大，離實際應用還有較大的距離。 3、對基體材料表面進行塗層採用一定的方法如雷射、電弧、等離子等將耐腐蝕的材料塗敷於金屬表面，形成一層耐腐蝕層。但這種方法的存在著幾個問題，第一個問題就是的要求比較高，噴塗設備的價格也比較貴，噴塗的成本較高， 一般的製造廠家難以承受；第二個問題就是噴塗層的緻密性問題，如噴塗工藝選擇得不合適，則所得到的塗層組織就比較疏鬆，高壓的腐蝕氣體很容易通過塗層侵入到閥門的基體，沒有達到防腐蝕的目的；第三個問題就是塗層與基體之間的結合力問題，塗層與基體的結合力不僅與各自的材質有著很大的關係，而且與噴塗工藝也有著很大的關係，如塗層與基體之間不能做到冶金結合的話，則在高壓氣體和泥沙的衝擊下，很容易會將塗層衝掉。 採用緩蝕劑；使用這種方法所面臨的另一個問題就是它的硬度問題，因為，高分子防腐蝕層其硬度較低，在高壓泥沙的衝刷下，其有效壽命就成了一個很大的問題。
發明內容
要解決的技術問題 本發明提供了一種陶瓷複合閥門及製作工藝，解決了上述的針對高壓閥門耐腐蝕
性差或耐腐蝕性相對較高但價格昂貴等問題。 本發明採用以下技術方案解決技術問題 陶瓷複合閥門，包括閥門本體和陶瓷閥芯，所述的陶瓷閥芯布置在閥門本體的內壁上。 本發明所述的陶瓷複合閥門，還包括膠接層，所述的膠接層設置閥門本體與陶瓷閥芯之間。 本發明所述的陶瓷複合閥門，所述的膠接層是磷酸無機膠。
本發明述的陶瓷複合閥門，所述的閥門本體為碳素結構鋼閥門。 本發明所述的陶瓷複合閥門的製作工藝，步驟如下 1)、選定閥門，測定閥門本體內部結構形狀及尺寸； 2)、根據步驟1中測定後的內部結構及尺寸，確定相應的陶瓷閥芯與閥門本體的 公差； 3)、分析閥門本體的金屬材料的相關指標，確定製作陶瓷閥芯的陶製材質； 4)、根據步驟1中測定的閥門本體的內部結構及尺寸，製作相應的陶瓷閥芯的坯
料模具； 5)、將選定的製作陶瓷閥芯的材料填充在坯料模具中並擠壓形成相應的形狀； 6)、根據步驟5中所述的陶瓷坯料模具燒製成型陶瓷閥芯； 7)、閥門本體的內壁進行磨削加工； 8)、將製作完成的陶瓷閥芯擠壓在閥門本體內，即完成本陶瓷複合閥門的製作。 9)、將組裝後的閥門本體按照閥門的最終要求進行組合加工，即完成本陶瓷複合
閥門的製作。
有益效果 (1)從根本上解決了油田閥門和電廠閥門的腐蝕問題；
(2)陶瓷複合閥門的使用壽命要遠高於普通閥門； (3)由於這種陶瓷閥門的鋼質基體採用普通的碳素結構鋼，無需採用昂貴的高合 金鋼，因此，這種陶瓷閥門的綜合成本只是略高於目前現有的閥門； (4)這種閥門有別於目前市場上流行的陶瓷閥門，目前市場上流行的閥門主要有
兩種，一種為全陶瓷閥門，另一種為採用一定工藝製成的燒結閥門。前者無法承受油田和電
廠的高壓；後者由於燒結的高溫而造成的變形，很難製成閥門的複雜結構，只能用於像陶瓷
鋼管這類結構比較簡單的場合。而本文所述的陶瓷複合閥門則完全在常溫下完成。
(5)由於採用了特殊的陶瓷成型工藝，這種陶瓷閥門的生產效率較高，完全可以進
行批量生產，成本降低。
圖1為本發明結構示意圖； 圖2為本發明上陶芯示意圖； 圖3為本發明下陶芯示意圖； 圖4為本發明工藝流程圖； 圖中1是閥門本體、2是陶瓷閥芯、3是膠接層。
具體實施例方式
下面結合附圖進一步詳細說明本發明； 陶瓷複合閥門，包括閥門本體1、陶瓷閥芯2，所述的閥門本體1的內壁布置陶瓷層 2。膠接層3填塗在閥門本體1與陶瓷閥芯2之間，膠接層3是磷酸無機膠。閥門本體1為 碳素結構鋼閥門。 製作該陶瓷複合閥門的工藝步驟如下
4
1)、選定碳素結構鋼閥門工作氣壓為700大氣壓、最低工作溫度-50°〇、最高工作 溫度14(TC，測定該閥門本體1內部結構形狀及尺寸； 2)、步驟1中測定後的內部結構及尺寸確定相應的陶瓷閥芯2、陶瓷閥芯2分為上 下兩個陶瓷閥心，以閥門本體1的閥板軸心為分界線；並確定與閥門本體1的配合公差；
3)、分析閥門本體1的金屬材料的相關指標，在綜多的陶瓷種類中(如氧化鋁陶 瓷、碳化矽陶瓷、氧化鋯陶瓷等等)，確定製作陶瓷閥芯2的陶製材質；所選用的陶瓷應該與 該閥門本體1的熱力學性能指標相近似，如熱膨脹係數等。 4)、根據步驟3確定陶瓷材質後，再根據步驟1中測定好的閥門本體l的內部結構 及尺寸製作相應的陶瓷閥芯2的模具，陶瓷閥芯2的最薄壁約為8毫米；
5)、擠壓陶瓷閥芯2，將選定好的製作陶瓷閥芯2的材料填充在模具中並擠壓形成 相應的形狀； 6)、步驟5中所述燒製成型陶瓷閥芯2的，採用微波燒制的方法，進行焙燒，燒制溫 度為1145t:，將燒製成型的上下陶瓷閥芯2進行外表面磨削； 7)、閥門本體1的內壁進行磨削加工，保證與上下陶瓷閥芯2的內壁設計尺寸一
致，在閥門本體1內壁上塗制一層磷酸無機膠 8)、將製作完成上下的陶瓷閥芯2擠壓在閥門本體1內， 9)、加溫固化後在磨削加工陶瓷閥芯2的內壁，即完成本陶瓷複合閥門的製作。
權利要求
陶瓷複合閥門，其特徵在於包括閥門本體(1)和陶瓷閥芯(2)，所述的陶瓷閥芯(2)布置在閥門本體(1)的內壁上。
2. 根據權利要求1所述的陶瓷複合閥門，其特徵在於還包括膠接層(3)，所述的膠接層(3)設置閥門本體(1)與陶瓷閥芯(2)之間。
3. 根據權利要求2所述的陶瓷複合閥門，其特徵在於所述的膠接層(3)是磷酸無機膠。
4. 根據權利要求1或2或3所述的陶瓷複合閥門，其特徵在於所述的閥門本體(1)為碳素結構鋼閥門。
5. 權利要求1所述的陶瓷複合閥門的製作工藝，其特徵在於步驟如下1) 、選定閥門，測定閥門本體(1)內部結構形狀及尺寸；2) 、根據步驟1中測定後的內部結構及尺寸，確定相應的陶瓷閥芯(2)與閥門本體(1)的公差；3) 、分析閥門本體(1)的金屬材料的相關指標，確定製作陶瓷閥芯(2)的陶製材質；4) 、根據步驟1中測定的閥門本體(1)的內部結構及尺寸，製作相應的陶瓷閥芯(2)的坯料模具；5) 、將選定的製作陶瓷閥芯(2)的材料填充在坯料模具中並擠壓形成相應的形狀；6) 、根據步驟5中所述的陶瓷坯料模具燒製成型陶瓷閥芯(2);7) 、閥門本體(1)以及陶瓷閥芯(2)各自按照設計尺寸的要求分別進行機械加工；8) 、將製作完成的陶瓷閥芯(2)擠壓在閥門本體(1)內；9) 、將組裝後的閥門本體(1)按照閥門的最終要求進行組合加工，即完成本陶瓷複合閥門的製作。
全文摘要
本發明涉及一種閥門的製作方法，尤其涉及一種陶瓷複合閥門及製作工藝。包括閥門本體和陶瓷閥芯，所述的陶瓷閥芯布置在閥門本體的內壁上；選定閥門，測定閥門本體內部結構形狀及尺寸；確定相應的陶瓷閥芯與閥門本體的公差，分析閥門本體的金屬材料的相關指標，製作相應的陶瓷閥芯的坯料模具，填充在坯料模具中並擠壓形成相應的形狀；陶瓷坯料模具燒製成型陶瓷閥芯，即完成本陶瓷複合閥門的製作。本發明從根本上解決了油田閥門和電廠閥門的腐蝕問題，陶瓷複合閥門的使用壽命要遠高於普通閥門，閥門無需採用昂貴的高合金鋼，由於採用了特殊的陶瓷成型工藝，陶瓷閥門的生產效率較高，完全可以進行批量生產，成本降低。
文檔編號F16K27/04GK101761659SQ20101010832
公開日2010年6月30日 申請日期2010年2月8日 優先權日2010年2月8日
發明者張偉, 袁安富 申請人:南京信息工程大學