材料指南
myMetco网上商店
下载中心
石油和天然气行业在海底和地面应用的关键应用中使用阀门。通常，阀门被设计用于在极其恶劣的环境中运行，具有气密性、金属对金属密封，必须保持非常高的压力。阀门故障可能会对工人和环境造成灾难性的伤害，并导致生产损失和潜在的昂贵维修和清理操作。作为其工程设计的一部分，英国BEL阀门公司经常使用热喷涂碳化钨涂层来确保适当的密封。
在石油和天然气生产中，操作环境变得越来越具有挑战性。因此，BEL阀门采用最佳实践解决方案，并按照非常严格的标准设计阀门，使阀门安全、可靠、适用。他们的设计旨在为客户当前和未来的水上和海底应用提供解决方案。
为了履行对客户的承诺，BEL Valves回顾并测试了可以改进其产品和生产过程可靠性的技术。虽然该公司长期以来一直在其阀门上使用燃油超音速火焰工艺制备碳化钨涂层，他们测试了欧瑞康美科的WokaStar-610喷枪，并将涂层结果与BEL Valves目前使用的TAFA JP5220喷枪进行了比较。BEL Valves用4英寸和6英寸枪管测试了每支枪。表1总结了喷涂参数。
下载
| 测试 | 喷枪 | 枪管长度 (in) | 氧气流量 (scfh) | 氮气流量* | 煤油流量 (gal/hr) | 压缩空气压力 (psi) | 氧气压力 (psi) | 煤油压力 (psi) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1A | WokaStar-610 | 4 | 2000 | 22 | 6 | 103 | 160 | 150 |
| 1B | JP-5220 | 4 | 2000 | 22 | 6 | 103 | 142 | 112 |
| 2A | WokaStar-610 | 6 | 2000 | 22 | 6 | 104 | 162 | 150 |
| 2B | JP-5220 | 6 | 2000 | 22 | 6 | 103 | 143 | 113 |
| * 载气 | ||||||||
表1。BEL Valves用WokaStar-610和TAFA 5220两种喷枪的喷涂参数比较。所有喷涂在Inconel 718试样上的涂层（固溶退火/沉淀硬化）。使用的材料是WOKA 3652（欧瑞康美科10钴4铬碳化钨粉末）。
WokaStar-610更加出色
BEL Valves的实验室对所制备的涂层进行了测试和分析。表2比较了每道喷涂的涂层硬度和孔隙率值。涂层硬度（越高越好）对于确保阀门密封和阀门驱动的适当金属间接触非常重要。孔隙率（越低越好）对于确保涂层气密性很重要。在每种情况下，用WokaStar-610喷涂的涂层都表现出更好的效果。
使用6英寸的枪管，WokaStar-610产生了比JP-5220更好的涂层。
涂层微观结构同样重要。涂层孔隙率不仅应尽可能低，而且应分布均匀，没有任何过大的、相互连接的孔隙。如图1所示，WokaStar-610涂层表现良好。此外，在不希望的亚稳相中，涂层微观结构也应尽可能低（图2）。对于WokaStar-610和JP-5220喷枪，使用6英寸枪管（第二次测试）制备的涂层优于使用4英寸枪管（第一次测试）制备的涂层。
BEL Valves实验室还分析了涂层中额外的亚稳态碳化钨相。不希望的相使涂层脆化，这可能会导致涂层在使用过程中开裂。在此，WokaStar-610也产生了有利的结果。
| 测试 | 喷枪 | 显微硬度 (HV0.3) | 孔隙率 (vol. %) |
|---|---|---|---|
| 1A | WokaStar-610 | 1075.1 | 0.41 |
| 1B | JP-5220 | 1041.9 | 0.68 |
| 2A | WokaStar-610 | 1224.9 | 0.47 |
| 2B | JP-5220 | 988.2 | 0.66 |
表2. 显微硬度和孔隙率结果
图1.涂层孔隙率以绿色突出显示。与TAFA JP-5220喷枪相比，WokaStar-610喷枪的孔隙率一直较低。
图2. 蚀刻涂层显微照片，以显示细节和亚稳态相。与TAFA JP-5220喷枪相比，WokaStar-610喷枪的孔隙率一直较低。
BEL Valves的结论
总体而言，在可比的喷涂参数下，使用欧瑞康Metco WokaStar-610喷枪制备的涂层在微观结构、孔隙率和硬度方面比使用TAFA JP-5220喷枪喷涂的性能更好。
使用6英寸的枪管，WokaStar-610产生了比JP-5220更好的涂层。作为比较，所产生的涂层与使用BEL Valves标准值1和JP-5220时产生的涂层相似，这表明降低的氧气和燃料流量可以用于WokaStar-610喷枪。使用较低的流速也减少了额外亚稳相的存在。
使用WokaStar-610的好处包括减少耗材的使用，由于喷涂参数较低，喷枪部件的寿命可能会延长，同时仍能获得相当质量的涂层。作为这些有前景的测试结果的直接结果，BEL Valves打算继续评估WokaStar-610喷枪对其加工要求的适用性，目前正在讨论进一步的试验。
1 如表1所示，用于本试验的氧气、煤油和氮气载气的喷涂参数流量低于BEL Valves通常使用的标准涂层参数。BEL阀门使用的实际生产参数仍未披露。
