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Sizes 1/2“ – 24“
Metallische Dichtsysteme Metallic aling systems
ARGUS
metallic aling systems
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Anforderungen an metallische Dichtsysteme Metallische Dichtsysteme sollten verschleißfest, korrosions-beständig, druckfest und für den Einsatz bei hohen und tiefen Temperaturen geeignet in. Darüber hinaus sollten gegenüber konventionellen Kugelhähnen keine nennenswert höheren Leckagen auftreten. Um geringe Schaltdrehmomente zu erreichen, ist dem Reibverhalten der Paaru
ng Kugel/Dichtung besondere Aufmerksamkeit zu widmen.
Eine nähere Betrachtung zeigt, dass es sich um hr kom-plexe und teilwei widersprüchliche Forderungen handelt.Dabei ist allen Anforderungen gemeinsam, dass der Grad ihrer Erfüllung nicht nur von der Geometrie der verwendeten Bauteile und ihren Werkstoffen abhängt, sondern in gleichem Maße von der Art des durchströmenden Mediums und somit von der Gesamtbelastung beeinflusst wird.
Die Elemente eines metallischen Dichtsystems können unter tribologischen Aspekten folgendermaßen eingestuft werden:
Requirements for metallic aling systems
Metallic aling systems must be resistant to wear, corrosion and pressure. They must be suitable for u under high and low temperatures. In addition, no higher leakages should occur in comparison with conventional ball valves. To achieve low torques, particular attention must be paid to the frictional behaviour between the ball and al.
If we take a clor look at the matter, we e that the demands are very complex and partly contra
dictory. At the same time, one thing all demands have in common is that the degree of their fulfilment depends not only on the geometry of the components and their materials, but equally depends on the nature of the medium flowing through them and thus on the total load.
With regard to tribological aspects, the elements of a metallic aling system can be categorid as follows:Physical Tribological
Ball
Ba element Seal ring
Mating element
Flow medium
Intermediate substance Ambient medium
If the flow medium is homogeneous, there is no need to
distinguish between the intermediate substance and ambient medium, but this distinction is absolutel
y necessary if, for example, gas flows contain solids. The system’s tribological behaviour is determined by the properties of its elements and their interaction. The interactions may lead to wear. Four main wear mechanisms are distinguished:• Adhesion
超越队口号• Tribo-oxidation • Abrasion
dns未响应• Surface disruption
While adhesion involves the occurrence of micro-welds bet-ween the ba and mating elements, tribo-oxidation is distin-guished by the fact that the ba element or mating element is activated by friction in such a manner that reactions occur with the intermediate substance or with the ambient medium,If micro-cutting is obrved between the ba and mating elements, we speak of abrasion. Micro-cutting can be caud by the roughness of the friction partners as well as abrasive particles contained in the intermediate substances.Surface destruction, however, occurs as a result of material fatigue due to the alternating mechanical stress in the contact area. The four mechanisms may occur simulta-neously and concurrently.
Considering the mating elements occurring in a valve, how-ever, mainly adhesion and abrasion can be expected, whereby the medium transported through the valve is crucial as to which mechanism p
revails. Pure gas and fluids of lower viscosity subjects metal als to the risk of adhesive wear.This applies particularly if high pressure additionally prevails,but also applies to vacuum conditions. If, on the other hand,the media involve gas or fluids or solid powders, it can be assumed that the predominant wear mechanism will be
abrasion.
konstruktiv tribologisch Kugel Grundkörper Dichtring
Gegenkörper Durchflussmedium
Zwischenstoff
Umgebungsmedium
Die Unterscheidung von Zwischenstoff und Umgebungsme-dium kann entfallen, wenn es sich um ein homogenes Durch-flussmedium handelt, ist aber z.B. bei feststoffbeladenen Gasströmen unerlässlich. Das tribologische Verhalten des Systems wird durch die Eigenschaften iner Elemente und ihrer Wechlwirkungen bestimmt. Die Wechlwirkungen können z.B. zum Verschleiß führen. Man unterscheidet vier hauptsächliche Verschleißmechanismen:• Adhäsion
• Tribooxidation • Abrasion
• Oberflächenzerrüttung
Während bei der Adhäsion Mikroverschweißungen zwischen Grund- und Gegenkörper auftreten, ist die Tribooxidation dadurch gekennzeichnet, dass Grund- oder Gegenkörper
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metallic aling systems durch die Reibung derart aktiviert werden, dass Reaktionen
mit dem Zwischenstoff bzw. dem Umgebungsmedium stattfin-
den. Wenn zwischen Grund- und Gegenkörper Mikrozerspa-
nung beobachtet wird, spricht man von Abrasion. Als Ursache
für die Mikrozerspanung kommen die Rauheit der Reibpartner
und abrasive Partikel aus dem Zwischenstoff in Frage.
Oberflächenzerrüttung tritt demgegenüber als Folge wech-
lnder mechanischer Spannungen im Reibkontakt auf. Die
vier Verschleißmechanismen können gleichzeitig nebenein-
ander auftreten.
Aufgrund der in einem Kugelhahn gegebenen Verschleißpaa-
rung ist hauptsächlich mit Adhäsion und Abrasion zu rechnen,
wobei das durch die Armatur transportierte Medium den Aus-
发传单
schlag dafür gibt, welcher Mechanismus überwiegt. Durch rei-
ne Ga und niedrig visko Flüssigkeiten werden metallische
Dichtungen der Gefahr des adhäsiven Verschleißes ausge-
tzt. Dies gilt in besonderem Maße dann, wenn zusätzlich
hoher Druck herrscht, aber auch unter Vakuumbedingungen.
Handelt es sich bei den Medien dagegen um feststoffbeladene
Ga bzw. Flüssigkeiten oder Feststoffpulver, so muss davon
ausgegangen werden, dass Abrasion der dominante Ver-
schleißmechanismus in wird.
Die Abdichtungsfunktion metallischer Dichtungen kann aber
nicht nur durch Verschleiß, sondern auch durch Korrosion er-
heblich beeinträchtigt werden. Als Ursachen müsn elektro-
chemische Potentialdifferenzen zwischen den verwendeten
Werkstoffen und der direkte Angriff des Mediums auf den bzw.
die Werkstoffe angehen werden. Obwohl die Mechanismen
und Erscheinungsformen von Korrosion fast noch vielfältiger
als die des Verschleißes sind, können sie in zwei Gruppen
eingeteilt werden. Man unterscheidet solche Korrosionsarten,
bei denen ein gleichmäßiger flächiger Angriff erfolgt von
denjenigen, die lektive örtlich eng begrenzte Schädigungen
verursachen.
Für metallisch gedichtete Kugelhähne geht die größere Gefahr
von den lektiven Korrosionsarten aus. Hier sind Lochfraß,
Passungsrost, interkristalline Korrosion sowie die verschie-
denen Formen spannungsinduzierter Korrosion zu nennen.
Selbst von Medien, die nur geringe Anteile aggressiver Stoffe
enthalten, kann Korrosion dann verursacht werden, wenn durch Unterschreitung des Taupunktes die
aggressive Kom-ponente kondensiert und dabei stark aufkonzentriert wird. Mit dier Gefahr ist z. B. prinzipiell bei Abgasströmen aus Verbrennungsprozesn zu rechnen. Weiterhin ist zu berück-sichtigen, dass die Betriebstemperatur einen hr starken Einfluss auf den Ablauf und die Geschwindigkeit von Korro-sionsprozesn ausübt.
Da bei metallischen Dichtelementen nicht mit einem elasti-schen Anschmiegen der Dichtungen gerechnet werden darf, ist eine ausreichende Dichtheit nur bei äußerst präzir Bearbeitung der Kugel und ihrer Dichtringe zu erreichen.
Im Hinblick auf die Funktion metallischer Dichtungssysteme zeigt sich, dass die beanspruchungsgerechte Werkstoffaus-wahl von grundsätzlicher Bedeutung ist.With regard to metal-ated ball valves, the greater risk is pod by the lective corrosion types. Here we can mention pitting, fretting corrosion, intercrystaline corrosion and the various forms of stress-corrosion cracking. Even media con-taining only low quantities of aggressive substances are ca-pable of causing corrosion at temperatures below dew point as the aggressive component may conden a highly concen-trated form. This must be expected, for instance, with exhaust gas of combustion process. Attention must also be paid to the fact that the operating temperature exerts a very strong influence on the quence and speed of corrosion process. Since metal als don’t bed in
奶茶产品easily, elastic moulding of metal al elements under pressure cannot be expected.
An acceptable tightness can be attained only if the ball and
its al rings are machined extremely precily.
In order to meet the requirements for metallic als top
priority must be assigned to the lection of materials.
Bild 1 Argus Kugelhahn mit metallischem Dichtsystem nach 70.000 Schaltungen
Figure 1 Argus ball valve with metallic aling system after 70.000 turns
The aling function of metallic als can, however, not only be impaired by wear, but can also be substantially influenced detrimentally by corrosion. Electrochemical potential differ-ences between the materials ud and direct aggression of the medium on the material can be looked upon as being the caus for this. Although the mechanisms and apparent phe-nomena of corrosion are almost more multifarious than in the ca of wear, they can be subdivided into two groups, namely: a distinction is made between tho types of corrosion which uniformly degrade a surface and tho types which cau lective attack to a material.
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农村故事
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Das ARGUS-Werkstoff-Konzept
Den aufgestellten Anforderungen an metallische Dichtsysteme kann durch moderne Beschichtungstechnologie optimal ent-sprochen werden. Bei der Auswahl dafür geeigneter Werk-stoffe und Verfahren sind nicht nur die bereits genannten
Anforderungen zu erfüllen, sondern es dürfen darüber hinaus weder der Schicht-werkstoff noch das Beschichtungsverfah-ren den Grundwerk-stoff bzw. das Werk-stück schädigen.Die drei Werkstoffe,aus denen eine metal-lische Dichtung
aufgebaut wird. über-nehmen dabei genau abgegrenzte Funktio-nen, für die sie gezielt ausgewählt werden.
Die Elemente des Dichtsystems, also Kugel und Ringkolben,werden aus dem Grundwerkstoff gefer-tigt. Das dafür ver-wendete Material muss bei möglichst guter Bearbeitbarkeit bereits der korrosiven Belastung sowie den auftretenden Temperaturen gewachn in. Da der Grundwerkstoff anschließend beschichtet werden soll, muss er bereits gezielt auf das anzuwendende Herstell-verfahren ausgewählt werden.Die eigentliche Hartschicht hat dagegen die Hauptlast der aus den Betriebsbedingungen resultierenden Beanspruchung zu tragen. Demnach sind nur hochverschleißfeste Materialien geeignet, von denen im Interes eines dauerhaften Schutzes eine hervorragende Haftung auf dem Grundwerkstoff zu
fordern ist. Die Verschleißbeständigkeit dier Schicht darf
weder durch die Betriebstemperatur noch durch die korrosive Beanspruchung in Frage gestellt werde. Die Dicke dier
Schicht ist in Abhängigkeit vom verwendeten Material und den Betriebsbedingungen so zu wählen, dass ein Durchdrücken und Einbrechen in den relativ weichen Grundstoff mit Sicher-heit vermieden wird.
山东社保代缴Auf die Hartschicht soll zusätzlich eine Reibschicht aufge-tragen werden, deren Hauptaufgabe in der Reduzierung der Reibungsverluste und dem Schutz vor Adhäsion zu hen ist.
Die enorme Vielfalt vorkommender Einsatzfälle ermöglicht keine Universalbeschichtung.Trotzdem gibt es Standardausfüh -rungen,mit denen ein Großteil der Betriebsfälle abgedeckt wird.The ARGUS material concept恐怖小故事
The demands placed on metallic aling systems can be fulfilled optimally by means of modern coating technology. When choosing suitable materials and process, not only the requirements already mentioned above have to be fulfilled but, in addition, neither the coating material nor the coating
process must damage the
ba material or the workpiece.
At the same time, the three materials com-prising a metal-lic al perform exactly delineat-ed functions for which they have been lected.
A aling
system’s ele-ments, i. e. the
ball and ball ats are
manufactured from the ba
material. While ensuring the
best possible
machining properties, the material ud for this purpo must already be able to stand up to the corrosive stress and the occurring temperatures. Since the ba material is subquently to be
coated, it must already be lected specifically with the appli-cable manufacturing process in mind.The actual hard coating, however, must bear the main load of the stress resulting from operating conditions. Accordingly,only highly wear-resistant materials are suitable and, in the
interests of durable protection, outstanding adhesion on the ba material must be demanded of the materials. This coatings’ resistance to wear must be placed in doubt neither
by the operating temperature nor by corrosive stress. Its thickness must be lected depending on the material ud and the operating conditions applying in order to reliably avoid piercing and breaking into the relatively soft ba material.
A further low friction coating is applied to the hard coating.
The main task of the low friction coating is to reduce friction
loss and to provide protection against adhesion.The enormous diversity of application conditions prevents
us from using a universal coating. Standard versions never-theless exist, thus covering a large number of operational environments.
Bild 2 ARGUS 3-Schichten-Modell Figure 2ARGUS 3-materials model Grundwerkstoff Ba material
Reibschicht Low friction coating Hartschicht Hard coating
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ARGUS-Nikadur
ARGUS-Nikadur ist eine speziell gehärtete Dispersions-schicht, die im Vergleich zu galvanisch aufgebrachten Schich-ten besondere Konturtreue aufweist.
ARGUS Nikadur
ARGUS Nikadur is a specially dispersion hardened coating. In comparison with coatings applied by electroplating, Nikadur can be deposited with a more even and uniform coating
thickness. Figure 3 elucidates this with reference to an exam-ple. In its deposited state, the coating h
as a hardness of
around 550 HV and is radiologically amorphous. The coating’s hardness can, however, be incread enormously by heat
treatment. Refer to Figur 4 for the attainable values.
Bild 3 Beschichtetes Gewinde Figure 3 Coated thread
Bild 4 Härte der Nikadurschicht in Abhängigkeit von der Temperatur
Figure 4 Temperature-dependence of Nikadur coating hardness
Bild 5 zeigt einen Querschnitt durch eine Nikadurschicht, der unter einem Rasterelektronenmikroskop aufgenommen wurde.Figure 5 shows a cross ction of a Nikadur coating viewed under an electron scanning microscope.
Bild 3 verdeutlicht dies an einem Beispiel. Im Abscheidungs-zustand besitzt die Schicht eine Härte von etwa 550 HV und ist röntgenamorph. Durch eine Wärmebehandlung kann die Schichthärte jedoch enorm gesteigert werden. Die erreich-baren Werte können Bild 4 entnommen werden.
Nikadur should be precipitation hardened and contain a high volume content of hard phas. The best possible corrosion protection is achieved by corresponding alloy compositions and bath control leading to intrinsic compressive stress in the coating. The very good corrosion resistance can esntially be ascribed to the fact that the coatings are not crystalline, but radiologically amorphous. Generally, emphasis must be placed on the fact that chemically deposited Nikadur coatings are clearly more resistant than electroplated coatings.
Nikadur is particularly suitable for protection against wear thanks to its distinctly low tendency towards adhesion to most mating materials. Its upper operating temperature is 350 °C (662 °F) for predominantly mechanically wearing stress and approx. 220 °C (428 °F) under additionally corrosive stress.
Im Hinblick auf den Verschleißschutz ist eine möglichst hohe Einbaurate von Hartstoffen und eine Aushärtung der Schicht bei höheren Temperaturen erforderlich. Bestmöglicher Korro-sionsschutz wird durch entsprechende Legierungsgehalte und eine Badführung erreicht, die zu Druckeigenspannungen in der Schicht führen. Die hr gute Korrosionsbeständigkeit ist im Wentlichen darauf zurückzuführen, dass die Schichten nicht kristallin sondern röntgenamorph sind. Allgemein ist hervorzuheben, dass chemisch abgeschiedene Nikadurschich-ten im Vergleich zu galvanischen Überzügen deutlich bestän-diger sind.
Als Verschleißschutz eignet sich Nikadur besonders wegen iner ausgeprägt geringen Neigung zur Adhäsion gegenüber den meisten Gegenwerkstoffen. Die obere Einsatztemperatur ist mit 350 °C (662 °F) für vorwiegend mechanisch verschlei-ßende Beanspruchung und mit etwa 220 °C (428 °F) bei zu-sätzlicher korrosiver Belastung anzutzen.诗歌英文
