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Rivestimenti metallici: In generale, la scelta dei materiali costituenti la 3 Fig. 3
Micrografia di riporto
valvola deve essere tale da garantire una
su AISI 316
esempio per una valvola a sfera adeguata resistenza alle sollecitazioni in
esercizio, causate ad esempio da pressione
interna del fluido, pressione esterna ambientale
(per es. subacquea), vibrazioni e carichi indotti
Introduzione dalla tubazione, alte o basse temperature del
Esistono campi applicativi nei quali componenti tecnologie finalizzate ad incrementare le fluido e ambientali, shock termici indotti dal
in acciaio inossidabile che, se da un punto di caratteristiche di durezza superficiale e quindi la servizio, manovre mediante operatori elettrici o
vista della resistenza alla corrosione, forniscono resistenza ai fenomeni abrasivi degli inox, ne idraulici.
prestazioni adeguate, non riescono tuttavia a esistono varie: PVD, CVD, DLC, ecc., con Acciai inossidabili, quali inox austenitici (EN
garantire performance sufficienti in termini di principio “fisico-chimico”, accanto ai rivestimenti 1.4301/AISI 304 – EN 1.4401/AISI 316) o duplex 4 Fig. 4
resistenza alla abrasione e all'usura. metallici quali ad esempio riporti “classici” (EN 1.4462/type 2205) e superduplex (EN Fase di proiezione
termica (processo
1 (stellitatura, cromatura, ecc.) e di più recente 1.4410/type 2507) sono tra i materiali più HVOF) con dettaglio
del processo
introduzione sul mercato, di cui nel seguito se
comunemente utilizzati per la realizzazione di
ne descrive una particolare applicazione. valvole a sfera per il settore oil&gas.
Rivestimento metal-to-metal su valvole a Resistenza all'abrasione e caratteristiche
sfera inox per il settore oil & gas di tenuta
La valvola è un organo meccanico che Se il fluido contiene particelle abrasive, la
provvede alla chiusura, all'apertura e alla superficie interna della valvola deve garantire
regolazione del passaggio di un fluido una adeguata resistenza all'erosione, causata In particolare, nel processo HVOF, un
attraverso una tubazione. L'organo di chiusura, dal passaggio del fluido attraverso di essa. Le combustibile liquido e ossigeno ad alta
comunemente chiamato otturatore, deve superfici di tenuta delle valvole sono pressione vengono iniettati in una camera di
realizzare una tenuta conforme alle richieste del particolarmente soggette all'usura, specie se combustione, mentre il materiale da depositare
cliente, eventualmente anche tenuta perfetta. manovrate frequentemente o in servizi ad alta in forma di polvere viene trasportato da un gas
2 temperatura (fenomeno accentuato nel caso in inerte nella sezione di uscita della stessa camera
cui il fluido contenga particelle abrasive). di combustione.
Qualora le condizioni di servizio richiedano una
tenuta di alta affidabilità nel tempo con 5
particelle solide abrasive in sospensione nel
fluido di passaggio ed alte temperature di
esercizio, viene di solito utilizzata una tenuta
“metallica” tra seggio e sfera.
Per ottenere una adeguata tenuta metallica,
presentiamo qui un esempio di rivestimento in
materiale cer-met (ceramico-metallico), a base
Fig. 2 Questo accade soprattutto nel trasporto di La valvola, in condizione aperta, deve offrire la di carburi di tungsteno, depositato con
Schema del processo
“thermal spray” fluidi che scorrono con elevate turbolenze minima resistenza al passaggio del fluido processo supersonico di proiezione termica
oppure che contengono in sospensione minimizzando l'attrito delle superfici interne ed (processo HVOF, “High Velocity Oxy Fuel”) sulle
particelle abrasive (per es. sabbia silicea). In evitando di causare turbolenze del fluido: tutto superfici di contatto.
queste situazioni microambientali si possono ciò che offre resistenza al passaggio del fluido
inoltre creare (in presenza di agenti aggressivi), provoca una perdita di carico (caduta di Il processo di rivestimento
le premesse per conseguenti fenomeni pressione localizzata), da limitare. Il processo HVOF è una tipologia di Dalla combustione si generano temperature Fig. 5
corrosivi dovuti al fatto che “localmente” Focalizziamo l'attenzione su un tipo di valvola procedimento di proiezione termica (“thermal elevate (circa 3000 °C) e gas con velocità Fase di rettifica dopo
riporto
l'acciaio inox viene privato dello strato passivo particolarmente importante per l'industria spray”) che garantisce ottime prestazioni in supersonica (circa 1500 m/s) che trasmettono
naturale (erosion-corrosion e corrosione per manifatturiera nazionale: la valvola a sfera. termini di caratteristiche meccaniche del energia termica e cinetica alle particelle della
abrasione). Questo può succedere nelle Questa tipologia di valvola è costituita da una rivestimento prodotto. polvere.
tubazioni in prossimità di raccordi, curve o sfera, nella quale viene ricavato un passaggio In generale, in ogni processo “thermal spray”, il Il rivestimento finale ha uno spessore di circa
organi di intercettazione, come le valvole. cilindrico, alloggiata in un corpo (Fig. 1). In materiale che dovrà produrre il rivestimento 0,2-0,5 mm e viene prodotto mediante più strati
Proprio questi ultimi componenti prendiamo in questo, anch'esso di forma cilindrica, è viene proiettato, mediante un flusso di gas sovrapposti (ognuno con spessore di circa 10-
considerazione e presentiamo una tecnologia realizzato un foro per il passaggio dello stelo e pressurizzato, allo stato liquido/semiliquido 30 µm), ottenuti con più passate della torcia
atta a preservare la superficie dell'acciaio la rotazione della sfera di 90° permette le sulla superficie del componente da rivestire HVOF sul componente da rivestire.
inossidabile dagli inconvenienti succitati. Di manovre di chiusura e di apertura. (vedi schema di Fig. 2). Misure di temperatura e velocità del particolato

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