Упрочнение поверхности деталей запорной арматуры производят в целях улучшения их эксплуатационных свойств и продления ресурса. Из всех современных методов упрочнения наиболее эффективной является технология ионно-плазменное азотирование.

Технология ионного азотирования в импульсной плазме позволяет повысить прочность, износо- задиростойкость, а также улучшить антифрикционные, триботехнические и антикоррозионные свойства рабочей поверхности деталей и одновременно обеспечить существенное снижение затрат и времени упрочнения.

Предприятием ООО «Ионные технологии» проведены  комплекс исследований и разработана приоритетная технология ионного азотирования деталей запорной арматуры.

На рисунке 1 представлены детали «Седло» и «Цилиндрическая пробка» (ООО «Экомаш+Урал», г. Новоуральск), применяемые в оборудовании высокого давления (105 МПа) нефтегазовой отрасли.

«Седло» и «Цилиндрическая пробка» до упрочнения,  в плазме и после совмещенного режима азотирования и оксидирования
Рисунок 1. Вид упрочняемых деталей «Седло» и «Цилиндрическая пробка»

На ООО "Ионные Технологии" проводили работы по упрочнению поворотных затворов и седел для ООО "Экомаш+Урал" (Россия, Екатеринбург). Обрабатываемые детали были изготовлены из стали  38Х2МЮА / 1.8509.

В результате ионного азотирования на деталях, выполненных из стали  38Х2МЮА / 1.8509 сформировался диффузионный поверхностный слой, твердость которого в 2-3 раза выше твердости основы. Обработанная поверхность  обладает высокими антифрикционными свойствами и высокой износостойкостью. 

Таблица 1. Характеристики азотированного слоя на стали 38Х2МЮА
 38Х2МЮА
Поверхностная твердость HV 5, кгс/мм21120 - 1200
Поверхностная микротвердость HV 0.1, кгс/мм21145 - 1200
Глубина слоя по микроструктуре hm, мм0,27 - 0,28
Глубина слоя по микротвердости hс, мм0,3
Толщина нитридной зоны, мкм10-12
Хрупкость по шкале ВИАМI балл,  не хрупкий

 

фотография микрструктуры азотированного слоя на стали 38Х2МЮА
Рисунок 2. Микроструктура азотированного слоя на стали 38Х2МЮА

 

График распределения микротвердости по глубине азотированного слоя на стали 38Х2МЮА
Рисунок 3. График распределения микротвердости по глубине азотированного слоя на стали 38Х2МЮА

Затвор поворотный и седло из стали 38Х2МЮА (1.8509) с ионным азотированием поверхности обеспечивают наилучшую герметичность в уплотнении металл по металлу. Комплект из затвора и двух сёдел используется в качестве запорного устройства в составе задвижки 3Ш-80Х105/АЗП для комплекта устьевого оборудования на давление 105 МПа.

Твёрдость поверхности HV с нагрузкой 5 кг: 1120-1200. Твёрдость кристаллов кварца недостаточна для разрушения азотированного слоя, таким образом, песок, попадающий в уплотнение седло-затвор, перемалывается в пыль и не оставляет следов на упрочнённой поверхности.

Опытная партия затворов в количестве 24 комплекта прошла комплексные испытания в течение 2015 года, по итогам которых принято решение о дальнейшем использовании технологии упрочнения для данной продукции. Производитель оборудования - промышленная группа "Экомаш+Урал" (Россия, Екатеринбург).

Технология ионного азотирование является бездеформационной обработкой, исключающей вредные и затратные операции гальваники, трудоёмкие шлифовочные и доводочные операции.

На сегодняшний день ионно-вакуумное азотирование является передовой технологией поверхностного упрочнения деталей, превышающей по своим техническим характеристикам другие типы покрытий, в том числе, хромирование.

Многолетний опыт, компетенции и приоритетные конструкторско-технологические решения позволили нам занять лидирующие позиции в разработке многих проектов «под ключ» в России и за рубежом.

Почитать подробнее о наших возможностях

 
Упрочнение поверхности деталей запорной арматуры производят в целях улучшения их эксплуатационных свойств и продления ресурса. Из всех современных методов упрочнения поверхности сталей наиболее эффективной является технология ионно плазменное азотирование. На ООО "Ионные Технологии" проводили работы по упрочнению деталей запорной арматуры для OOO "Экомаш+Урал" (Россия, Екатеринбург).