석유, 가스, 화학 및 기타 산업에서 밸브는 핵심 제어 요소로서 다양한 고온, 고압 및 부식성 환경에서 널리 사용됩니다. 밸브의 수명을 연장하고 내마모성과 내식성을 향상시키기 위해서는 밸브 본체, 밸브 시트 및 스풀의 클래딩 기술이 특히 중요합니다. 본 논문에서는 재료 선택, 클래딩 공정, 장비 및 도구, 공정 매개변수, 품질 관리 및 적용 사례를 다루며 밸브 본체, 시트 및 스풀의 클래딩에 대한 가이드를 자세히 소개합니다.
클래딩 기술 개요

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클래딩 기술용융된 물질을 기판 표면에 증착시켜 특정 성질의 보호층을 형성하는 표면공학 기술입니다. 이 기술은 밸브 부품의 내마모성, 내식성 및 고온 저항성을 향상시켜 장비의 수명을 크게 연장하고 유지 관리 비용을 줄이는 데 널리 사용됩니다.
클래딩의 기본 원리
1. 재료 준비: 적절한 클래딩 재료를 선택하고 기판을 청소하여 접착력이 양호하도록 합니다.
2. 용융 공정: 스프레이, 용접 또는 레이저를 사용하여 클래딩 재료를 기판 표면에 녹여 증착합니다.
3. 응고 및 경화: 클래딩 재료가 빠르게 응고되어 기판에 단단히 결합된 치밀한 보호층을 형성합니다.
4. 후처리: 클래딩층의 표면 품질을 향상시키기 위해 필요에 따라 연삭, 연마 및 기타 후처리 공정을 수행합니다.
재료 선택
밸브 구성 요소마다 재료에 대한 성능 요구 사항이 다르므로 합리적인 재료 선택이 성공적인 클래딩의 핵심입니다.
• 밸브 몸체 재질

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밸브 본체는 일반적으로 복잡한 작업 조건에서 기계적 응력과 화학적 침식에 대처하기 위해 고강도, 내식성 합금 재료로 만들어집니다.
일반적으로 사용되는 재료:
- 스테인레스강 : 304, 316, Invar 등 내식성이 우수합니다.
- 니켈 기반 합금: 인코넬 시리즈와 같이 고온 및 고압 환경에 적합합니다.
- 주철 : 일반 작업 조건에 적합하며 경제적이고 실용적입니다.
• 밸브 시트 재질

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밸브 시트는 높은 내마모성과 우수한 밀봉 성능이 필요하며 종종 융합 코팅을 위해 초경합금 또는 고경도 재료를 사용합니다.
일반적으로 사용되는 재료:
- 텅스텐 카바이드: 텅스텐강(WC-Co)과 같이 경도와 내마모성이 매우 높습니다.
- 니켈 기반 합금: 우수한 내식성과 내마모성을 제공합니다.
- 세라믹 소재: 내마모성이 뛰어나고 고온 환경에 적합합니다.
• 스풀 재료

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밸브 스풀은 빈번한 개폐 시 안정적인 성능을 유지하기 위해 높은 내마모성과 우수한 기계적 특성이 필요합니다.
일반적으로 사용되는 재료:
- 코발트 기반 합금: Stellite 시리즈와 같이 내마모성과 내식성이 우수합니다.
- 초경 강화 합금: 경도와 내마모성을 향상시킵니다.
- 니켈 기반 고온 합금: 고온 작업 조건에 적합합니다.
클래딩 공정
올바른 클래딩 공정을 선택하는 것은 클래딩의 품질과 성능을 보장하는 중요한 단계입니다.
플라즈마 클래딩

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플라즈마 클래딩(Plasma Cladding)은 특히 높은 내마모성과 내식성이 요구되는 산업 장비의 표면 처리에 널리 사용되는 고급 표면 강화 기술입니다. 플라즈마 클래딩의 주요 특징은 다음과 같습니다.
• 높은 에너지 밀도
• 정밀한 제어
• 낮은 희석율
• 우수한 접착력
• 광범위한 재료 적용 가능성
• 낮은 열 영향 구역
• 높은 생산성
• 환경 친화성
• 우수한 내마모성 및 내식성
• 다층 클래딩 기능
• 광범위한 적용 범위
• 복잡한 형상도 클래딩 가능
공정 매개변수 및 제어
클래딩 공정 매개변수의 정확한 제어는 클래딩의 품질과 성능을 보장하는 중요한 작업입니다.

주요 매개변수
• 클래딩 속도: 클래딩 층의 두께와 균일성에 영향을 미칩니다.
• 클래딩 거리: 클래딩 재료의 분사 속도와 증착 품질을 결정합니다.
• 클래딩 각도: 클래딩 레이어의 적용 범위와 결합 강도에 영향을 줍니다.
• 클래딩 온도: 클래딩 재료의 용융 상태와 결합 효과를 제어합니다.
• 재료 공급 속도: 클래딩 층의 구성과 두께가 요구 사항을 충족하는지 확인합니다.
매개변수 제어 방법
• 프로세스 모니터링: 스프레이 프로세스 중 온도, 압력 및 속도를 실시간으로 모니터링하여 프로세스 안정성을 보장합니다.
• 자동화 제어: CNC 시스템과 센서를 채택하여 공정 매개변수의 자동 조정 및 최적화를 실현합니다.
• 프로세스 최적화: 다양한 재료 및 공작물 특성에 따라 프로세스 매개변수를 조정하여 최상의 클래딩 효과를 얻습니다.


게시 시간: 2024년 9월 24일