2026-02-06
Компоненты валов подвергаются длительному воздействию высокого трения, больших нагрузок и коррозионных сред, что приводит к ускоренному износу и частым поломкам. Плазменная наплавка PTA восстанавливает размеры путем нанесения высокоэффективных слоев сплава на поверхности валов, значительно повышая износостойкость, коррозионную стойкость и усталостную прочность, что существенно продлевает срок службы компонентов валов. В данной статье всесторонне анализируются проблемы износа, с которыми сталкиваются компоненты валов, а также преимущества технологии плазменной наплавки PTA, которая в настоящее время является наиболее известным решением для улучшения поверхности и привлекает внимание промышленности.
В любом механическом устройстве компоненты вала являются незаменимыми основными элементами. Они выполняют следующие функции:
• Передача мощности
• Поддержка вращающихся компонентов
• Выдерживание ударов и нагрузок
• Обеспечение точности и стабильности оборудования
От основных валов строительной техники и горнодобывающего оборудования до валов ветряных турбин, валов металлургических валков, валов редукторов, валов насосов и приводных валов — практически все промышленное оборудование зависит от стабильной работы валовых компонентов.
Однако эти критически важные детали постоянно подвергаются «перегрузкам», при этом им уделяется недостаточное внимание.
Подобно железнодорожным рельсам, несущим вес всего поезда, компоненты валов выдерживают постоянное давление со стороны оборудования, где даже малейшее повреждение может привести к остановке всей системы.
При длительной эксплуатации детали вала обычно подвергаются следующим повреждениям:
Трение и износ – наиболее распространенные «недуги» поверхностей втулок
Длительное трение между валами и подшипниками приводит к уменьшению диаметра втулки и ухудшению шероховатости поверхности, что в конечном итоге приводит к:
• ухудшению соосности;
• вибрации во время работы;
• повышению уровня шума;
• снижению механической эффективности.
Усталостное отслоение, вызванное ударными нагрузками.
Высокоскоростное вращение или циклические удары могут вызывать следующие явления на поверхности валов:
• Точечное коррозионное разрушение
• Пятнистое коррозионное разрушение
• Микротрещины
• Локальное отслоение
Усталостное отслоение часто является основной причиной выхода из строя компонентов валов.
Коррозия делает поверхности валов хрупкими
Химическая обработка, влажная и горячая среда, а также кислотные или щелочные условия вызывают сильную коррозию поверхностей валов, что приводит к:
• Локальной точечной коррозии
• Охрупчиванию поверхности
• Ускоренному износу
Царапины и зазубрины, вызванные неправильной установкой
Даже незначительные царапины на конце вала могут создавать концентрацию напряжений, ускоряя риск разрушения.
Недостаточная точность посадки, вызывающая цепную реакцию
Износ подшипниковых седел увеличивает зазор, что приводит к:
• Сокращению срока службы подшипников
• Неравномерному распределению нагрузки
• Снижению общей эффективности машины
При высоких нагрузках, высоких температурах и высоком трении компоненты валов являются одними из наиболее подверженных повреждениям, но в то же время и наиболее дорогостоящими.
Следовательно, улучшение поверхностных свойств валов становится все более актуальной задачей в различных отраслях промышленности.
Плазменное наплавление порошком с помощью плазменной дуги (PTA) — это передовая технология, специально разработанная для упрочнения металлических поверхностей.
Он плавит порошок сплава с помощью высокоэнергетической плазменной дуги и прочно наносит его на поверхность вала, образуя функциональный слой, который действует как «металлическая броня» для валовых заготовок.
• Высокая твердость
• Высокая износостойкость
• Высокая коррозионная стойкость
• Высокая прочность сцепления
Увеличение срока службы в 3–10 раз: твердость значительно превосходит твердость базового материала
Плазменная наплавка PTA позволяет выбирать различные материалы в зависимости от области применения:
• Износостойкий слой на основе железа (экономичный вариант)
• Коррозионно-стойкий слой на основе никеля (для химической промышленности)
• Высокотемпературный слой на основе кобальта (специализированный для высокотемпературных валов)
• Композитный слой из карбида вольфрама (экстремальная износостойкость)
Твердость наплавленного слоя может достигать 55–65 по шкале HRC, что значительно превышает твердость стандартных материалов валов и существенно задерживает начало износа.
Металлургическая сцепка, исключающая риск расслоения
В отличие от напыления или гальваники, плазменное наплавление PTA образует настоящую металлургическую связь с металлом подложки, обеспечивая:
• Высокую прочность
• Высокую адгезию
• Устойчивость к сильным ударам
• Отсутствие отслаивания и растрескивания
Оно исключительно хорошо подходит для областей, подверженных сильным ударам, таких как большие шпиндели, длинные валы и валы давления.
Низкая деформация, особенно подходит для длинных валов и прецизионных компонентов валов
Благодаря концентрированному тепловому воздействию при сварке PTA и точному формированию сварочного шва обрабатываемые детали сохраняют:
• Высокую прямолинейность
• Низкую деформацию
• Высокую точность размеров
• Это делает данный метод идеальным для изготовления подшипниковых седел и направляющих, к которым предъявляются высокие требования по точности.
Локальное усиление + восстановление до первоначальных размеров = экономичность и эффективность
Плазменная наплавка PTA не только восстанавливает изношенные участки, но и обеспечивает целенаправленное усиление там, где это необходимо:
• Поверхности шейки вала
• Опорные поверхности подшипников
• Уплотнительные поверхности
• Поверхности ступеней
• Контактные участки
• Износостойкие участки
• Участки шпоночных пазов
Предприятия могут проводить целенаправленное усиление в критических местах, тем самым существенно продлевая срок службы всего вала.
1.Оценка степени износа.
Оценка глубины износа вала и геометрических отклонений.
2.Удаление старых слоев и подготовка поверхности.
Включает удаление ржавчины, обезжиривание, шлифование и очистку.
3.Нанесение порошковой плакировки из сплава PTA.
Плакировочный слой плотный, однородный и прочно сцепляется с поверхностью.
4.Обработка для восстановления размеров
Токарная обработка, шлифование и полировка обеспечивают точность в соответствии с проектными спецификациями.
5.Испытания на твердость, металлографические испытания и испытания на прочность сцепления
Убедитесь, что отремонтированный компонент вала может стабильно работать в исходных условиях.
Весь процесс является экологически безопасным с высокой степенью использования материалов, что является примером экологически чистого восстановления.
Ролики металлургического оборудования: срок службы износостойкого слоя увеличен более чем в пять раз.
Значительно повышенная износостойкость сокращает время простоя.
Шпиндели инженерной техники: значительно повышена ударопрочность.
Повышена долговечность в условиях тяжелых эксплуатационных нагрузок.
Вал химического насоса: значительная коррозионная стойкость.
Плакированные слои на основе никеля устойчивы к кислотной и щелочной коррозии.
Шпиндели ветряных турбин и валы морских платформ: превосходная атмосферостойкость.
Увеличенный срок службы в условиях высокой влажности.
• Стоимость ремонта составляет всего 30–50 % от стоимости замены новых компонентов.
• Срок службы увеличивается в геометрической прогрессии.
• Минимизируется время простоя оборудования.
• Повышается общая эффективность работы оборудования.
• Сокращается количество выбрасываемых компонентов валов, что соответствует политике экологически чистого производства.
Плазменная наплавка PTA — это не просто метод ремонта, она играет ключевую роль в повышении надежности промышленного оборудования.
Как основные компоненты промышленного оборудования, стабильность компонентов валов напрямую влияет на надежность всей системы.
Технология плазменной термической наплавки PTA, благодаря своей высокой твердости, исключительной износостойкости, превосходной прочности сцепления и экологичности, становится предпочтительным решением для ремонта и укрепления компонентов валов в различных отраслях промышленности.
С развитием производства плазменная наплавка PTA будет играть все более важную роль в восстановлении и упрочнении поверхности компонентов валов, обеспечивая более надежное оборудование и увеличение срока его службы.
