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低溫狀態(tài)下閥門(mén)對金屬密封蝶閥有什么要求與應用

上傳時(shí)間:2023/09/21瀏覽次數:430

低溫狀態(tài)下閥門(mén)對金屬密封蝶閥有什么要求與應用,隨著(zhù)經(jīng)濟與工業(yè)技術(shù)的的飛躍發(fā)展,日新月異的高新技術(shù)和人們對閥門(mén)的需求,使得閥門(mén)業(yè)面臨著(zhù)巨大的挑戰和 機遇。尤其是蝶閥在低溫介質(zhì)中的使用,除了能滿(mǎn)足常溫狀態(tài)下一般閥門(mén)所具有的性能之外,更重要的是在低溫狀態(tài)下閥門(mén)密封的可靠性,動(dòng)作的靈活性以及對低溫 閥門(mén)的一些其它特殊要求。

蝶閥具有結構緊湊、體積小、重量輕(與相同壓力,相同通徑的閘閥相比可減輕40%~50%)流體阻力小、啟閉迅速等一系列優(yōu)點(diǎn),因此得到廣泛的使用。

但我國在一些低溫裝置,如天燃液化設備、空氣分離設備以及變壓吸附設備等化工行業(yè)所采用的閥門(mén)有80%以上還是截止閥或閘閥,采用蝶閥的數量很少。其主要 原因是金屬密封蝶閥在低溫狀況下密封性能表現不良,以及其它一些因結構不合理等原因造成介質(zhì)內漏和外漏的現象,嚴重的影響這些低溫設備的安全和正常運行, 不能滿(mǎn)足低溫設備的要求。

根據我國低溫裝置的不斷發(fā)展,對低溫閥門(mén)的要求日益增大,因此對金屬密封蝶閥進(jìn)行結構上的改進(jìn),開(kāi)發(fā)了三偏心純金屬高密封性能的蝶閥,這種蝶閥無(wú)論介質(zhì)是高溫還是低溫均能滿(mǎn)足其需要。


現結合其結構特點(diǎn),僅對低溫性能方面作簡(jiǎn)單介紹。

一、對低溫碟閥密封性能的要求

低溫閥門(mén)產(chǎn)生泄漏的原因主要有兩種情況,一是內漏;二是外漏。

1)閥門(mén)產(chǎn)生內漏

主要原因是密封副在低溫狀態(tài)下產(chǎn)生變形所致。

當介質(zhì)溫度下降到使材料產(chǎn)生相變時(shí)造成體積變化,使原本研磨精度很高的密封面產(chǎn)生翹曲變形而造成低溫密封不良。對DN250閥門(mén)進(jìn)行低溫試驗,介質(zhì)為液氮(-196℃)蝶板材料為1Cr18Ni9Ti(沒(méi)經(jīng)過(guò)低溫處理)發(fā)現密封面翹曲變形量達0.12mm左右,這是造成內漏的主要原因。

蝶閥由平面密封改為錐面密封。閥座是一個(gè)斜圓錐橢圓密封面,與嵌裝在蝶板上的正圓形彈性密封環(huán)組成密封副。密封環(huán)可在蝶板槽內徑向浮動(dòng)。當閥門(mén)關(guān) 閉時(shí),彈性密封環(huán)首先和橢圓密封面的短軸接觸,隨著(zhù)閥桿的轉動(dòng)逐漸將密封環(huán)向內推,迫使彈性環(huán)再和斜圓錐面的長(cháng)軸接觸,最終導致彈性密封環(huán)與橢圓密封面全 部接觸。它的密封是依靠彈性環(huán)產(chǎn)生變形而達到的。

因此當閥體或蝶板在低溫下產(chǎn)生變形時(shí),都會(huì )被彈性密封環(huán)來(lái)吸收補償,不會(huì )產(chǎn)生泄漏和卡死現象。當閥門(mén)網(wǎng)打開(kāi)時(shí)這一彈性變形立即消失,在啟閉過(guò)程中基本沒(méi)有相對磨擦,故使用壽命長(cháng)。

2)閥門(mén)的外漏

其一是閥門(mén)與管路采用法蘭連接方式時(shí),由于連接墊料、連接螺栓、以及連接件在低溫下材料之間收縮不同步產(chǎn)生松弛而導至泄漏。因此我們把閥體與管路的連接方式由法蘭連接改為焊接結構,避免了低溫泄漏。

其二是閥桿與填料處的泄漏。一般多數閥門(mén)的填料采用F4,因為它的自滑性能好、摩擦系數小(對鋼的摩擦系數f=0.05~0.1),又具有獨特的化學(xué)穩定性,因此得到廣泛應用。
但F4也有不足之處,一是冷流傾向大;二是線(xiàn)膨脹系數大,在低溫下產(chǎn)生冷縮導致滲漏,造成閥桿處大量結冰,至使閥門(mén)開(kāi)啟失靈。為此研制的低溫蝶閥采用自縮密封結構即利用F4膨脹系數大的特點(diǎn),通過(guò)予留的間隙達到常溫、低溫都可以密封的目的。

二、閥體、閥桿軸襯的設計要求

1)低溫閥門(mén)殼體結構形狀

材料選擇的正確與否對閥門(mén)的正??煽抗ぷ饔兄?zhù)極其重要的意義。蝶閥的結構特點(diǎn)與截止閥、閘閥相比,不但避免了因形狀不規則,殼體壁厚不均勻,在低溫下產(chǎn)生 的冷縮,溫差應力所引起的變形,而且由于蝶閥體積小,閥體形狀左右基本是的稱(chēng)的,因而熱容量小;予冷量消耗也小;形狀規則又便于對閥門(mén)的保冷措施。如上海 維旺迪閥門(mén)新研制的DD363H型碟閥為保證閥門(mén)在低溫下的可靠使用,完全按照低溫閥的特殊性進(jìn)行設計和制造,如:殼體材料選擇了具有立方晶格的 1Cr18Ni9Ti奧氏體不銹鋼等。

2)閥桿襯套的選擇

有些低溫閥門(mén)在運行當中,閥門(mén)的轉動(dòng)部位發(fā)生粘滯,咬合現象時(shí)有發(fā)生,主要原因是:配對材料選擇不合理,予留冷間隙過(guò)小,以及加工精度等原因所致。


在研制低溫閥門(mén)時(shí),采取了一系列措施,防止出現以上現象。例如:對閥桿上、下軸襯選用了具有摩擦系數小及自潤滑性能的SF-1型復合軸承,這樣可以適 用于低溫閥門(mén)的一些特殊需要。金屬密封型蝶閥具有的特點(diǎn)是一些普通閥門(mén)所不具備的。尤其是流阻小、密封可靠、啟閉迅速、使用壽命長(cháng)等。