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气动全焊接球阀非金属材料的选择

作者:浙江亚一阀门有限公司 来源:http://www.yayiv.com/ 发布于:2017-3-6 17:20:09
气动全焊接球阀非金属材料的选择
  一般的非金属材料无法承受高温(300°C以上),但柔性石墨可以承受700°C以上的高温,因此高温工况下,无论是静密封还是动密封,一般可以选取柔性石墨或复合材料,但应注意摩擦系数会增大。
  气动球阀零部件的结构和导热系数的选择:
  高温高压差气动球阀设计中,必须仔细考虑不同零部件的热膨胀对阀内件动作的影响。当高温介质流过阀门时,由于阀体的线膨胀系数往往小于阀座的线膨胀系数,所以阀体限制了阀座的径向膨胀,阀座只能向内径膨胀,使得在高温下,阀芯与阀座的工作间隙小于常温下标准阀门设计的间隙,造成阀内件卡死。阀芯与导向套也会产生同样的现象。因此,阀门在高温下使用时,常温下标准阀门的设计间隙(包括阀芯、阀座间;导向套、阀杆间)应当适当增加,这样使其在高温下工作也不会发生卡死现象。因此间隙的设计显得非常重要,因材料,尺寸及温度差等参数的确认对设计人员非常重要,目前,可从《ASME锅炉及压力容器规范Ⅱ材料D篇性能》中得到相应的数据。
  对泄漏量要求较高的场合下阀体和阀座尽量采用相同的合金钢制造,并采用单座或笼式结构,尽量避免采用双座阀结构,还要在密封面进行硬化处理,以免高温下阀门泄露量大幅度增加。另外还应考虑阀体、阀盖及连接件承受由于高温带来的附加载荷造成的破坏。
  温度的循环变化会使阀座和导向套松动,因此必须采用密封焊和搭接焊来防松或压紧结构。阀座垫片的密封是在密封力大于垫片的屈服极限才能够获得,而在高温、高压及热循环工况下,密封材料发生蠕变而产生渗漏,可采用整体阀座,由阀体上直接制成阀座并使之硬化。对于大口径阀门,可在阀体上焊接阀座,去除垫片来避免不必要的泄漏。根据介质的温度高低,还要考虑填料函中填料可承受的温度及执行机构可承受的温度。
  填料函结构和使用温度之间的关系:
  气动球阀高温高压差周期性变化工况下密封结构:
  用于高温周期性变化的阀座密封面结构可采用自对中契状结构。该结构用于零件膨胀造成密封线不圆及阀座的磨损,有自动对中和补偿作用。在高温高压差且温度循环变化的情况下可有良好的密封效果,其密封是依靠柔性阀座密封部位的弹性变形实现的。
  高温情况下计算材料的密封比压,应考虑到其密封材料的强度极限、屈服极限在高温情况下都有所下降,来选用合理的数值。
  高温情况下,材料硬度的变化:
  在高温情况下,各种材料的硬度都有不同程度的下降,硬度下降增加了材料塑变和擦伤的可能。表面硬化材料钨铬硬质合金、铬硼合金及部分不锈钢热硬度比较。
  材料的塑变:
  塑变是指一种金属表面被其它材料擦伤,粘结在一起或表面滚成球形。它和温度、材料、表面光洁度、硬度、载荷有关,会受流体的影响,高温会使金属软化,增加其塑变趋势。塑变会引起:卡住阀门;损坏密封面;增加摩擦力,引起阀芯定位不准。管线流体中如夹有较大较硬的颗粒,会使阀内件磨得粗糙不平,产生塑变。冲击振动也会造成零件承受冲击表面、配合表面的破坏,有时也会引起塑变。
 


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