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| 切斷閥選型技巧 發(fā)布時(shí)間：18-07-14 |
切斷閥是自動(dòng)化系統(tǒng)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一種，由多彈簧氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)或浮動(dòng)式活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)與調(diào)節(jié)閥組成，接收調(diào)節(jié)儀表的信號(hào)，控制工藝管道內(nèi)流體的切斷、接通或切換?？蓮V泛地應(yīng)用在石油、化工、冶金等工業(yè)生產(chǎn)部門。在現(xiàn)場(chǎng)使用中，切斷閥往往會(huì)出現(xiàn)切斷不好，泄漏大等故障。除因堵卡、允許壓差過(guò)小而被頂開(kāi)等原因造成的泄漏增加外，絕大部分都是由于調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)缺陷和選型不當(dāng)造成的。
一、結(jié)構(gòu)型式的選擇 雙密封類調(diào)節(jié)閥（如雙座閥、雙密封套筒閥等）主要的缺點(diǎn)之一就是泄漏大。但上世紀(jì)80年代以前，由于當(dāng)時(shí)較盛行套筒閥，然而，不少?gòu)S家卻在套筒閥上下了很大功夫以改進(jìn)結(jié)構(gòu)來(lái)降低泄漏量，使其演變成非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。于是，這又帶來(lái)了許多不足：零件多、可靠性差、備件難、維護(hù)難、切斷效果不理想等等。實(shí)際上，這是設(shè)計(jì)思路都陷入了誤區(qū)，與其在閥體的“心臟”內(nèi)作如此復(fù)雜的改動(dòng)，倒不如通過(guò)外部調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，應(yīng)選擇單密封類調(diào)節(jié)閥。這樣，密封問(wèn)題、可靠性問(wèn)題、維修和備件問(wèn)題均被一一解決了。此時(shí)，解決矛盾的重點(diǎn)轉(zhuǎn)化為介質(zhì)對(duì)閥的不平衡力增大的問(wèn)題，解決它僅需配強(qiáng)力活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)、加粗閥桿即可。這種通過(guò)外部來(lái)解決的辦法顯然比通過(guò)內(nèi)部的復(fù)雜改進(jìn)要容易得多， 與其說(shuō)這是辦法問(wèn)題，還不如說(shuō)這是思路問(wèn)題。進(jìn)入到九十年代，人們開(kāi)始尋找結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、密封更可靠的切斷閥。這時(shí)，發(fā)現(xiàn)角行程閥比直行程閥（單座閥、套筒閥、閘閥）更具有優(yōu)越性，于是產(chǎn)生了三偏心切斷蝶閥、全功能切斷閥、硬密封切斷球閥。 二，密封面的選擇 （1）面對(duì)面密封： 常見(jiàn)的柱塞閥芯，密封面為60°C的小錐面，閥座也是60°C的小錐面，這個(gè)小錐面的寬度通常在0.5 mm~2 mm之間，待密封，必須保證錐體接觸良好。但實(shí)際上，它總是受到加工誤差（如心臟，圓度，傾斜度等）的影響，并且其密封效果不是很令人滿意。這些閥門的泄漏率通常為10-4，可以精確研磨至10-6，以獲得良好的密封等級(jí)。 （2）球形密封： 閥芯的球形旋轉(zhuǎn)與固定的小座錐面相切，并且它們之間的線接觸優(yōu)于上述面對(duì)面密封。華林公司引進(jìn)的全功能超輕閥門和球形密封蝶閥均采用這一理念。泄漏率可達(dá)10-6~10-8，高性能三偏心蝶閥可高達(dá)10-8。零泄漏。 三、密封材料的選擇 （1）軟密封 除耐腐蝕的襯里閥門外，一般的軟密封閥指閥芯或閥座兩者之一采用非金屬材料（主要為聚四氟乙烯，還有橡膠等）的密封形式的閥。軟密封閥密封效果最佳，但在管道安裝、系統(tǒng)的清洗中都有可能留下或多或少不干凈的雜物（如焊渣、鐵屑等），它們流經(jīng)調(diào)節(jié)閥時(shí)，容易把軟密封閥座或閥芯劃傷，使泄漏量增加，密封的可靠性差。所以，選擇軟密封結(jié)構(gòu)必須考慮介質(zhì)的清潔和投運(yùn)前嚴(yán)格沖洗管道。 （2）硬密封 硬密封再堆焊耐磨合金等是切斷閥的最佳選擇。這種方式在考慮密封性的同時(shí)也考慮了使用壽命和可靠性，雖然出廠指標(biāo)只有10－6～10－8，達(dá)不到軟密封零泄漏的效果，但足以滿足嚴(yán)密切斷的要求，而且它經(jīng)久耐用，從經(jīng)濟(jì)的角度考慮更合算。 四、密封可靠性的考慮 （1）軟密封，切斷效果好，但不適宜用于含顆粒介質(zhì)，一旦劃傷，泄漏會(huì)急劇增加。因此，條件允許時(shí)盡量選用硬密封。全功能超輕型閥硬密封可達(dá)10－7～10－8，三偏心蝶閥可達(dá)零泄漏。 （2）對(duì)密封耐磨性的考慮：除選硬密封外，對(duì)泄漏要求10－6以上的切斷型調(diào)節(jié)閥，應(yīng)該(或者說(shuō)必須)堆焊耐磨合金以提高密封的耐磨性、耐沖蝕、耐劃傷的能力，提高閥的壽命。 （3）對(duì)高溫介質(zhì)的切斷調(diào)節(jié)閥在室溫下組裝的，在高溫下工作，溫度變化幾百度。熱膨脹會(huì)改變裝配時(shí)建立的密封比壓。過(guò)緊，密封面會(huì)卡住，運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)嚴(yán)重擦傷，拉傷；過(guò)松，密封壓不夠，兩種情況泄漏都會(huì)急劇增加。解決的最好辦法是用彈性閥座來(lái)吸收這一變化造成的差異。通常有三種彈性方案：①?gòu)椈墒?；②薄片式柔性金屬環(huán)；③剛?cè)嵯酀?jì)的彈性閥座。后者最好，即有柔性克服熱膨脹，又有剛度并堆耐磨合金來(lái)提高耐磨面的可靠性。 （4）對(duì)含顆粒的沖蝕介質(zhì)，要考慮閥芯避讓開(kāi)高速介質(zhì)的直接沖蝕。直行程閥、蝶閥都不具備這一功能，而全功能超輕型閥偏心旋轉(zhuǎn)具有這一特點(diǎn)。遇此，應(yīng)選后二種閥。 （5）對(duì)于硬密封，必須有足夠的硬度差，同一硬度材料“互不相讓”，容易擦傷。 （6）對(duì)所配執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)增大推力和剛度，使之動(dòng)作自如。 五、切斷閥主要閥型 按上述分析，緊急切斷閥的主要閥型如下，選擇切斷閥應(yīng)綜合考慮泄漏率、介質(zhì)種類、介質(zhì)溫度、流量系數(shù)等各種參數(shù)和性價(jià)比。在如下優(yōu)選秩序中，先考慮硬密封，再考慮軟密封。 （1）全功能超輕型調(diào)節(jié)閥 （2）三偏心金屬硬密封蝶閥 （3）雙偏心球面密封蝶閥 （4）球閥 （5）偏心旋轉(zhuǎn)閥 （6）單座閥 （7）單座套筒閥 （8）軟密封閥 六、“高、大”切斷閥選擇 高溫、高壓、大壓差、大口徑切斷是一個(gè)比較普遍的難題，主要原因是缺少同時(shí)具有允許壓差大、切斷好、耐高溫膨脹卡的閥，如高壓蒸汽調(diào)節(jié)與切斷，因壓差大（1～3MPa或更大），口徑大（DN200～300），不得不采用平衡式的雙密封結(jié)構(gòu)（如雙座閥或雙密封套筒閥），經(jīng)特殊處理，泄漏率可達(dá)10－4，全功能超輕型調(diào)節(jié)閥綜合性能好，可較好的解決這一難題，泄漏率可達(dá)10－6～10－7以上。 |
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