
優化(huà)設計選型
能否將閥門泄漏的程度降到最低、使用壽命達到最長,取決於閥門設計選型是否合理、密封形式的選用、閥門的產品質量、安裝施工及生產操作是否(fǒu)合乎規範等,而且很大程度上是取決於閥門設計選型的優化。

閥門設(shè)計選型的優化,牽涉到閥門(mén)形式的選擇(zé)、閥門本身的設計及製造、閥門材(cái)料的選用等多方麵的問題。選擇閥門形式時,要從工藝(yì)條件(jiàn)的要求和設計規範的要(yào)求等角(jiǎo)度進行全麵優化考慮。閥門的用途、介質的溫度、壓力、流(liú)速、壓(yā)降以及介質的腐蝕性等,都直接影響(xiǎng)到閥門的選型,還要根據介質的溫度(dù)和腐蝕性,選擇製造閥門(mén)所使用的材(cái)料。
根據施工和實際操作經驗,閥門的選用除(chú)了滿足有關工藝要(yào)求、設計規(guī)範外,還應充分考慮各種具體情況,使其盡(jìn)可能與操作條件(jiàn)相匹配(pèi),最大限度地滿足使用要求(qiú)。
對於液體、氣體或兩相流體,使用閘閥或(huò)截止閥與(yǔ)使用球閥相比,其效果(guǒ)會有明顯的(de)不(bú)同。球閥(fá)的氣(qì)密性優於閘閥和截止閥,開啟和關閉(bì)的(de)速度也要迅速得多,但使用溫度範圍卻(què)大大小於閘閥和截(jié)止閥。
一(yī)般情況下,大多數球閥都不能在高溫下使(shǐ)用。而閘閥和截止閥在高溫情況下的性能比較穩定(dìng)。球閥的壓力損失比閘閥和截止閥要小,相比之下截止閥的壓力損失(shī)比閘閥的壓力損失要大一些,這是由閥門(mén)內在的構造形式所決定的。對於不同的物料流(liú)速及調節流量的效果,使用不同類(lèi)型的閥門其效果也(yě)會大不一樣。高速流的情況下一般不(bú)宜使用截止閥,因為在高速流的情況下截止閥(fá)的壓力(lì)損失最大(dà),但截止閥對流量(liàng)的調節作用卻比閘閥和球閥要好得多。
在選擇閥門(mén)類型時,還要根據介質的溫度和腐蝕性考慮製造閥門所使用的(de)材料(liào)。閥門所使用的材料必須滿足(zú)閥門工作點(diǎn)的工藝條(tiáo)件的(de)要求。根據工作點的工藝要求,合理地選用閥芯和閥體(tǐ)的材料,可以延長閥門的使(shǐ)用壽命而不必大幅(fú)度增加費用。單純地追求高(gāo)等級的材(cái)質隻會造成材料的無謂浪費。
填料函(hán)泄(xiè)漏對策
由於閥門填料(liào)函密封的(de)泄漏,以及閥體連(lián)接部位密封的(de)泄漏(lòu),是(shì)造成閥門外漏的關鍵所在,所以需(xū)要特別重視。
傳統的軟質填料密封,是靠(kào)填料壓蓋(gài)的軸向壓力,使之在閥杆與填料以及填料與填料箱(xiāng)側壁之(zhī)間,產生(shēng)一定的徑向接觸應力而達到(dào)密封的(de)。
因此,壓蓋的軸向力必須(xū)相當大,這就造成填(tián)料與閥杆之間摩擦轉矩增大、磨損增(zēng)加、軟質(zhì)密(mì)封填(tián)料磨(mó)損快,因而須經常擰緊壓蓋螺栓(shuān)或更(gèng)換填料,才能保(bǎo)證(zhèng)較好的密封效果。
采(cǎi)用合(hé)適的填料密封及填料密封組合,可提高閥門使用的可靠性,延(yán)長使用壽命。如柔性石墨(mò)環填料的組合(hé)使用,比隻用柔性石墨(mò)環填料的密封效果好。目前在國內采用單一柔性石墨環填料的情(qíng)況比較多;而在國外,采用柔性石墨環(huán)填(tián)料組合的使用方法已開始流行,並且取得(dé)了良好的(de)效果。
消(xiāo)除閥體連接部位的泄漏
閥體連(lián)接部位密封,就其密封性(xìng)質而言屬於靜密封,其應滿足下列要求:
(1)能適應溫度和壓力的急劇變(biàn)化;
(2)多次拆卸而不損壞密封(fēng)元件;
(3)結構簡單、緊湊,金屬消耗量少;
(4)對振動和衝擊載荷不敏感;
(5)能滿足(zú)各種工作介質(zhì)的使用(yòng)要求。
閥體的連接部位,通常采用樺槽(cáo)式或凹凸式平墊片密封,近年來,“O”形密封圈密封,也獲得了廣泛的(de)應用。
禪槽式平墊片密封,是將平墊片(piàn)安裝在封閉槽中,這種結構在(zài)密封麵上,可產生很高的密(mì)封比壓,通常遠遠超過墊片材料的(de)屈服(fú)極限,從而保證了可靠的密(mì)封性。其適用(yòng)於壓(yā)力(lì)大於等(děng)於4.0MPa的中高(gāo)壓閥門。這種密封結(jié)構的缺點是:當拆卸閥門時,墊片難於從密封(fēng)槽中取(qǔ)出,如果硬性(xìng)取出,往往會將墊片(piàn)損壞。
凹凸式平墊(diàn)片密封,是將平墊片安裝在(zài)凹凸麵法蘭的密封麵上,與樟槽(cáo)式平墊片密封結構相比,具有以下優點:
(1)拆卸閥門時,墊片容易取出;(2)由於密封(fēng)槽呈階梯狀,因此加工工藝性能較好。
平(píng)墊(diàn)片的材(cái)料,根據工(gōng)藝(yì)參數和流體性質,可選用鋁、紫銅、1Cr18Ni9Ti和橡膠石棉(mián)板(bǎn)等。氟(fú)塑料也是常用的墊片密(mì)封材料,但由於其具有冷流(liú)性,如果密(mì)封結(jié)構設計不當,將導致不良(liáng)後果。
“O”形密封圈,其結構簡單,製(zhì)造(zào)方便,隻要密封結構設計合理,裝配後就能產生足(zú)夠的徑(jìng)向擠壓變形,可不必軸向加(jiā)載(zǎi)即可達到密封,因此,將其用作法蘭連接密封,可以減小法蘭的結構尺(chǐ)寸,從而減(jiǎn)輕閥門的重量。
對於低壓小(xiǎo)通(tōng)徑閥門,為減小閥體結構尺寸和重量,閥體一(yī)般(bān)采用內螺紋連接,而連接(jiē)處(chù)的密封元件(jiàn)也可采用平墊片或“O”形(xíng)密(mì)封圈。
閥杆泄漏對策
閥(fá)杆是閥門中重要的受力零部件,閥杆材料必須具有足夠的強度和韌性,能耐介質(zhì)、大氣(qì)及填料的腐蝕,耐擦傷,工藝性能好。為了提高閥杆表麵耐腐蝕(shí)、耐磨損的性能,一般應對其表麵進(jìn)行(háng)強化處理。
目前,製造閥杆的材料,國內大部分使用馬氏體不鏽鋼,但這(zhè)種不鏽鋼耐縫(féng)隙腐蝕能力較弱,這是由(yóu)於酸性物質的作(zuò)用,使閥杆表麵的鈍化膜破壞而產生的局部腐蝕(shí),因此采(cǎi)用奧氏體-鐵素體雙相不鏽鋼,可以增強閥杆(gǎn)耐縫隙腐蝕的能力,從而使閥杆處的泄漏得到有效的控製。
在石化工業生(shēng)產中閥門的泄漏是不容忽視(shì)的問題,它對生產的經濟性、安全性以及對環境都會帶來重(chóng)大(dà)的影響。消(xiāo)除閥門泄漏的關鍵在於優化閥門結構的設計,根(gēn)據不同的工藝(yì)條件合理選擇閥門(mén)的材料,提高閥門在(zài)生產過程中的質(zhì)量控製水平,以及根據工藝操作係統(tǒng)優化閥門的選型(xíng)。隨著科學技術的進步,特別是新材料的出現,一些新結(jié)構(gòu)的閥門已投入使用,它們(men)性能(néng)好、壽命長,可滿足生產發展的需要。
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