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

閥門(mén)設(shè)計選型的優化,牽涉到閥門形式的選(xuǎn)擇、閥門本身的設(shè)計及製造、閥(fá)門材(cái)料的選用等(děng)多方麵的(de)問題。選擇閥門形式(shì)時,要從工藝(yì)條件的要求和設計規範的要求等角度(dù)進行全麵優化考慮。閥門的用途、介質(zhì)的溫度(dù)、壓力、流速、壓降以(yǐ)及介質的腐(fǔ)蝕性等,都直(zhí)接影響到閥門的選型,還要根據介質的溫度和腐蝕性,選擇製造閥門所使(shǐ)用的材料。
根據施工和實際操作經驗,閥門的(de)選用除(chú)了滿足有關工藝要求、設計規範外,還應充分考慮各種具體情況,使其盡可能與操作(zuò)條件相匹配,最大(dà)限度(dù)地滿足使用(yòng)要求。
對於液體(tǐ)、氣體或兩相流體(tǐ),使用閘閥或截止閥與使用球閥相比,其效果會有明顯的不同。球閥的氣密(mì)性優於閘閥和截止(zhǐ)閥,開啟(qǐ)和關閉的速度也(yě)要迅速得多,但使用溫度範圍卻大大小於(yú)閘閥和截(jié)止閥。
一般情況(kuàng)下,大多數球閥都不能在高溫下使用。而閘閥和截止閥在高溫情況下的性能比較穩定。球閥的壓力損失比閘(zhá)閥和截止閥要小,相比之下截止閥的壓力損失比(bǐ)閘閥的壓力損失要大一些,這是由閥門內在的構造形式所決定的(de)。對於不同的物料流速及調節流量的效果,使用(yòng)不同類型的閥門其效(xiào)果(guǒ)也會大不一樣。高速流的情況下一般不宜使用截(jié)止(zhǐ)閥,因為在(zài)高(gāo)速(sù)流的情況下截(jié)止閥的壓力損失最大,但截止閥對流量的調節作用卻比閘閥和球閥要好得多。
在選擇閥門類型時,還要根據介質的溫度和腐蝕性考慮製造閥門所使(shǐ)用的材料。閥門所使用的材(cái)料(liào)必須滿足(zú)閥門工作點的工藝條件的要求。根據工作點的(de)工藝要求,合理地選用閥芯和閥體的(de)材料,可以延(yán)長閥門(mén)的使用壽命而不必大幅度增加費用。單純地追求高等級的材質隻會造成材料的無(wú)謂浪費。
填(tián)料函泄漏對策
由於(yú)閥門填料函密封的泄漏,以及閥體連接部位密(mì)封的(de)泄漏,是造成閥門外漏的關鍵所在,所以需要特別重視。
傳統的軟質(zhì)填料(liào)密封,是靠填料壓蓋的軸向壓力,使之在閥杆與填(tián)料以及填料與填料箱側壁之間,產生一定的徑(jìng)向(xiàng)接觸(chù)應力而達到密封的。
因此,壓蓋的軸向力必須相當(dāng)大,這就造成填料與閥杆(gǎn)之間(jiān)摩擦轉矩(jǔ)增(zēng)大、磨損增加、軟質密封填料磨損快,因而須經常(cháng)擰緊壓蓋螺栓或更換填料,才能保證較好的密封效果。
采用合適的填料密封及填料密封(fēng)組合,可提高閥門(mén)使用的可靠性,延長使用壽命。如柔(róu)性石墨環填料的組合(hé)使用,比隻用柔(róu)性(xìng)石墨環填料的密(mì)封效果好。目前在(zài)國內(nèi)采(cǎi)用單一柔性石墨環填料的情況比較多;而在國外,采用柔性石墨環填料組合的使用方法已開始流行,並且取得了良(liáng)好的效果。
消除閥體連接部位的(de)泄漏
閥體連接部位密封,就其密封性質而言屬於靜(jìng)密封,其應滿足下列要求:
(1)能適應溫度和壓力的急劇(jù)變化;
(2)多次拆卸而不損壞密封元件;
(3)結構簡單、緊(jǐn)湊,金屬消耗量少;
(4)對(duì)振(zhèn)動(dòng)和衝擊載荷(hé)不敏感;
(5)能滿足(zú)各種工作(zuò)介質的使用要求。
閥體的連接部位,通常采用樺(huà)槽式或凹凸式平(píng)墊片密封,近年來,“O”形密封圈密封,也獲得了廣泛的應用。
禪槽式(shì)平墊片密封,是將平墊片安裝在封閉槽(cáo)中,這種結(jié)構在密封麵(miàn)上,可產生很高的密(mì)封比壓(yā),通常遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過墊片材料的屈服極限,從而保證(zhèng)了可靠的密封性。其適用於壓力(lì)大於等於4.0MPa的(de)中高壓閥門。這種密封結構的缺點(diǎn)是:當拆卸閥門時,墊(diàn)片難於從密封槽中取出,如果硬性取出,往往會將墊片損壞。
凹凸式平墊片密封,是(shì)將平墊片安裝在(zài)凹凸麵法蘭的密封麵上,與樟槽式平墊片密封結構相比,具有以下優點:
(1)拆卸閥(fá)門時,墊片容易取(qǔ)出;(2)由於密封槽呈階梯狀,因此加工工藝性(xìng)能較好。
平墊片的(de)材料,根據工藝參數和流體性質,可選用鋁、紫銅、1Cr18Ni9Ti和橡膠石棉(mián)板(bǎn)等。氟塑料(liào)也是常用的墊片密封材料,但由於其具有冷(lěng)流性(xìng),如果密封(fēng)結構設計不當(dāng),將導致不(bú)良後果。
“O”形密封圈,其結(jié)構(gòu)簡單,製(zhì)造方便,隻要密(mì)封結構設計合(hé)理,裝配後就(jiù)能產生足夠的徑向擠壓變形,可不必軸向加載即可達(dá)到密封,因此,將其用作法蘭連接密封(fēng),可以減小法蘭的結構尺寸,從而減輕閥(fá)門的(de)重量。
對於低壓小通徑閥(fá)門(mén),為減小閥體結構尺寸和重量,閥體一般采(cǎi)用內螺紋連接,而(ér)連接處的密封元件也可采用平墊片(piàn)或“O”形密封圈。
閥杆(gǎn)泄漏對(duì)策(cè)
閥杆是閥門中重要的受力零部(bù)件,閥杆材料必須具有足夠的強度和韌性(xìng),能耐介質、大氣及填料(liào)的腐(fǔ)蝕,耐擦傷,工藝性能好。為了提高閥杆表麵(miàn)耐腐蝕、耐磨損的性能,一般應對其(qí)表麵進行強化處理。
目前(qián),製造閥杆的材料,國內大部分使用馬氏體不鏽鋼,但這種不鏽鋼耐縫(féng)隙腐蝕能力較弱,這是由(yóu)於酸性物質的作用,使閥杆表麵的(de)鈍化膜(mó)破壞而產生的局(jú)部腐蝕,因此采用奧氏體-鐵素體雙相不鏽鋼,可以增強閥杆耐縫隙腐蝕的能力(lì),從(cóng)而使閥杆處的泄漏得到有效的控製。
在石化工業(yè)生產(chǎn)中閥門的泄漏是不容忽視的問題,它對生產的經(jīng)濟性、安全性以及對環境都會帶來重大的影響。消(xiāo)除閥(fá)門泄漏的關鍵在於優化閥門結構的設計,根據不同的工藝條件合理選擇閥門(mén)的材料,提(tí)高閥門在生產過程中的質量控製水(shuǐ)平,以及(jí)根據工藝操作係統優化閥門(mén)的選型。隨著科學技術的進步,特別是新材料的(de)出現,一些新結構的閥(fá)門已投入使用,它們性能好、壽命長,可滿足生產發展的需要。
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