電動(dòng)閥門是流體的控制活動(dòng)里不能缺少的東西,在全部流體掌控中有著相當(dāng)關(guān)鍵的作用。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,工程項(xiàng)目中對高溫閥門的需求越來越多。高溫電動(dòng)閥門在石化、化工、電力等行業(yè)均有應(yīng)用。由于高溫的長時(shí)間作用會(huì)對金屬材料造成物理性能以及機(jī)械性能等方面的影響,在對高溫閥門進(jìn)行設(shè)計(jì)和選材時(shí),需重點(diǎn)關(guān)注高溫對相關(guān)因素的影響。下面,儀控君就為大家整理了有關(guān)高溫閥門的相關(guān)知識,希望能對大家有所幫助。
常用高溫閥門型式
高溫閥門包括高溫電動(dòng)閘閥、高溫電動(dòng)截止閥、高溫止回閥、高溫電動(dòng)蝶閥、高溫針閥、高溫節(jié)流閥、高溫減壓閥等。其中,較常用的為電動(dòng)閘閥、電動(dòng)截止閥、止回閥、電動(dòng)球閥。
高溫電動(dòng)閥門的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
高溫電動(dòng)閥門設(shè)計(jì)時(shí),要特別注意熱膨脹量、熱交變及材料機(jī)械性能的影響。由于材料熱膨脹系數(shù)、零件所承受熱載等的差別,即使幾乎同時(shí)加熱的閥座和閥芯在高溫下的膨脹量等性能也有所不同;為了有效減少零件之間因溫度造成的卡死或擦傷需適當(dāng)增大電動(dòng)閥門零件間的工作間隙,此間隙的增加量應(yīng)依據(jù)材料的熱膨脹系數(shù)、應(yīng)力以及實(shí)際使用溫度來確定。高溫?zé)峤蛔儠?huì)導(dǎo)致閥座和導(dǎo)向套之間的連接變松、加劇電動(dòng)閥門零件的疲勞老化等,在設(shè)計(jì)中要根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的措施,如密封結(jié)構(gòu)優(yōu)先采用彈性閥座。高溫將顯著影響材料的機(jī)械性能,不同溫度下材料的強(qiáng)度、硬度、塑性、彈性模量和波桑比等亦將不同,在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮這些因素對電動(dòng)閥門性能的影響。
閥體需要的材料
1.閥體里的物質(zhì)材料
如果想要保證高溫電動(dòng)閥門對結(jié)構(gòu)材料的要求,就應(yīng)該符合以下標(biāo)準(zhǔn):硬度、沖擊力、耐擦傷力。我們對閥體里面的材料做出選擇的同時(shí),應(yīng)該將物質(zhì)的熱膨脹性作為一個(gè)重點(diǎn)。而且還應(yīng)該考慮到高溫環(huán)境下部件損壞的幾率。閥體里面的材料經(jīng)過銹鋼制作,可以在表面上做到堆焊的處理,這樣可以保證閥體耐磨和氣蝕這些性質(zhì),可以讓它們在高溫環(huán)境下正常工作。
在高溫的環(huán)境下,出現(xiàn)的介質(zhì)腐蝕一定會(huì)對材料選擇產(chǎn)生很大的影響,因?yàn)槭窃诟邷氐沫h(huán)境下使用,所以應(yīng)該選擇物質(zhì)屬性比較好的材料,例如碳素鋼、耐高溫合金鋼、不銹鋼等作為閥體的物質(zhì)材料,這才可以確保閥體在高溫環(huán)境下還能夠正常工作。
2.殼體在壁厚方面的設(shè)計(jì)
做殼體的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮在具體使用時(shí)可能會(huì)發(fā)生的壓力,而且應(yīng)該把它設(shè)計(jì)為殼體耐壓固定值,這樣才能夠保證有充分的耐壓力,可以有效地將腐蝕減到最低的程度。
3.中部的密封設(shè)計(jì)
中部的密封可以設(shè)計(jì)為強(qiáng)制伍德密封。它的原理是將法蘭螺栓做好緊閉,使密封墊片使用壓力產(chǎn)生壓縮性的效果,然后在表面出現(xiàn)比較微小的縫隙。在中溫小口徑電動(dòng)閥門的設(shè)計(jì)中,這樣的強(qiáng)制性密封是很常用的。具體來說強(qiáng)制伍德密封是由以下部分組成:閥體、浮動(dòng)閥蓋、密封環(huán)等。我們在進(jìn)行升壓操作以前,應(yīng)該對牽制的螺栓做好固定,將浮動(dòng)的蓋上移。這樣做的目的是讓閥蓋以及彈性墊保持很好的密封能力。當(dāng)介質(zhì)對它施加壓力,可以向上移動(dòng)時(shí),就能夠?qū)β菟óa(chǎn)生有效地牽制。閥蓋和彈性墊的密封壓力有著正向的聯(lián)系,他們可以隨壓力的上升而加強(qiáng),最后可以產(chǎn)生很好的密封作用。
4.高溫螺栓做好連接的工作
因?yàn)槁菟ㄐ枰诟邷丨h(huán)境下做工作,因此應(yīng)該考慮幾個(gè)主要的問題:螺栓還有被連接的性能改變,力量的松弛,等等。針對以上問題我們可以做出下面的設(shè)計(jì):第一,避免旋合的螺紋在高溫環(huán)境下出現(xiàn)咬死的情況。第二,除了進(jìn)行科學(xué)合理的選材,還應(yīng)該將螺紋設(shè)計(jì)為粗牙螺紋,在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)加強(qiáng)半徑的問隙。第三,鋼螺栓一旦長期處于300℃,就會(huì)發(fā)生力相對松弛的情況。因此一定要保證剩余的預(yù)緊力要高出需求值,要檢查聯(lián)接的穩(wěn)固性。
5.間隙的配合要科學(xué)
閥桿,上密封座之間應(yīng)該保證合理的間隙,在材料的熱膨脹指數(shù)上應(yīng)該保證后者大于前者,不然就容易發(fā)生磨損的問題。
高溫閥門常用材料及其最高使用溫度
高溫電動(dòng)閥門設(shè)計(jì)過程中應(yīng)當(dāng)注意使用溫度不得超過材料的最大允許使用溫度。根據(jù)ASME B31.3高溫閥門常用材料的最高使用溫度見下圖。需特別說明的是,在實(shí)際電動(dòng)閥門設(shè)計(jì)中還要考慮介質(zhì)腐蝕性和應(yīng)力水平等因素,電動(dòng)閥門材料的允許溫度實(shí)際要比表中值低。
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