在要求較高的應用場合都會對調節閥提出切斷要求,因此切斷功能是調節(jiē)閥的一個重要的(de)使用功能和內在質量指標。在現場(chǎng)使用中,往(wǎng)往會出現調節閥切斷不好,泄漏大等故(gù)障。除(chú)因堵卡、允許壓差過小而被頂開等原因造成的泄漏增加外,絕(jué)大部分都是由於調(diào)節閥的結構缺陷和選型不當造成的。
一.結構型式的選擇
雙密封(fēng)類調節(jiē)閥(如雙座閥、雙密封套(tào)筒閥等(děng))主要的缺點之一就是泄漏大。但(dàn)上世紀80年代以前,由於當時較盛行套筒閥,然而,不少閥門生產廠家卻在套筒閥上下了很大功夫以改進結構(gòu)來降低泄漏量,使其演變成非常複雜的結構。於是,這又帶來了許多不足:零件多、可(kě)靠性差(chà)、備件難、維護難、切斷(duàn)效果不理想等等。實際上(shàng),這是設計思路都陷入了誤區,與其在閥體的“心髒”內作如此複雜的改(gǎi)動,倒不如通過外部調整來實現。因此,應選擇單(dān)密封類調節閥。這樣,密封(fēng)問題、可靠性問題、維(wéi)修和備件問題均被一(yī)一解決(jué)了。此時,解(jiě)決矛盾的重點轉化為介質對閥的不平衡力增大的問題,解(jiě)決它僅需配強(qiáng)力活塞執行(háng)機構(gòu)、加粗閥杆即可。這種通過外部來解決的辦法顯然比通(tōng)過內部的複雜改進要容易得多,與其說這是辦法問題,還不如說這是思路問題。進入到九十年代,人們開始(shǐ)尋找結構更簡單、密封更(gèng)可靠的切斷閥。這時,發現角行程閥比直(zhí)行程閥(單座閥、套筒閥、閘閥)更具有優越性,於是產生了三(sān)偏心切斷蝶(dié)閥、全功能切斷閥、硬(yìng)密封切斷球閥(fá)。
二.密封麵的選擇
(1)麵對(duì)麵密封:
常見的柱塞閥芯,其密(mì)封麵為60℃的小錐麵,閥座也是60℃的小錐(zhuī)麵,此小錐麵的寬度通常在0.5mm~2mm之間,要(yào)密封好就必須保證兩個錐麵良好接觸。但事實上,它始終受到加工誤差的影響(如同心度、不圓度、傾斜度等),其密封效果不十分理想。這類閥的(de)泄漏(lòu)率通常為10-4,經過精密的研(yán)磨可達10-6,隻能達到較好的密封等級。
(2)球麵密封:
利用閥芯的球麵轉(zhuǎn)動與固定的閥座小錐(zhuī)麵相切,它們之間為線接觸,這就比上述(shù)麵對麵密封的效(xiào)果好。上(shàng)海艾栗自動化科技有限公司推出的全功能超輕型閥、球麵密封蝶閥等就是采用這一思路來製作的,其泄漏率可達10-6~10-8,高性能(néng)的三偏心蝶閥可高達10-8,以至零泄漏。
三.密封(fēng)材料的選擇
(1)軟密封
除(chú)耐腐(fǔ)蝕的襯裏閥門外,一般的軟密封閥指(zhǐ)閥(fá)芯或閥座兩者之一(yī)采用非金屬材料(主要為聚四氟乙烯(xī),還有橡膠等)的密封形式的閥。軟(ruǎn)密封閥密封效果(guǒ)最(zuì)佳,但在管道安裝、係統的清洗(xǐ)中都有可能留下或多或少不幹淨的雜物(如焊渣、鐵(tiě)屑等),它們流經(jīng)調節閥時,容易把軟密封閥座或閥芯(xīn)劃(huá)傷,使泄漏量增加(jiā),密封的可(kě)靠性(xìng)差。所以,選擇軟密封結(jié)構必(bì)須考慮介質的清潔和投運前嚴格衝洗(xǐ)管道。
(2)硬(yìng)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也考慮了使用壽命和可靠性,雖然閥門生產廠家設置指標隻有10-6~10-8,達不到軟密封零泄漏(lòu)的效(xiào)果,但足以滿足嚴密切斷的(de)要(yào)求,而且(qiě)它經久耐用,從經濟的角度考慮更合算。
四.密封可靠性的考慮
(1)軟(ruǎn)密封,切斷效果好,但不適(shì)宜用於含顆粒介質,一旦劃傷,泄漏會急(jí)劇增加。
因此,條件(jiàn)允許時盡量選用硬密封。全功能(néng)超(chāo)輕型(xíng)閥硬密封可(kě)達10-7~10-8,三(sān)偏心蝶閥可達零泄漏。
(2)對密封耐磨性的考慮:除(chú)選硬密封外,對泄漏要(yào)求(qiú)10-6以上的切斷型調節閥,應該(或者說必須)堆焊耐磨合金以提高密封的耐磨性、耐衝蝕、耐劃傷的(de)能力,提高閥的壽命。
(3)對高溫介質的切斷調節閥在室溫下組裝的,在高溫下工作,溫度變化幾百度。熱膨脹(zhàng)會改(gǎi)變裝配時建立的密(mì)封比壓。過緊,密封麵會卡住,運動(dòng)時會嚴重擦傷,拉傷;過鬆,密封壓不夠,兩種情況泄漏都會急劇增(zēng)加。解決的最好辦法是用彈性閥座來吸收這一變化造成的差異。通常有三種彈性方案:
①彈簧式;
②薄片式柔性金屬環;
③剛柔相濟的彈性閥座。後者最好,即有柔(róu)性克服熱膨脹,又有剛度並堆耐(nài)磨合金來提(tí)高耐磨麵的可靠性。
(4)對含顆粒的衝蝕介質,要考慮閥芯避讓開高速介質的直接衝蝕。直行(háng)程閥(fá)、蝶閥都不具備這(zhè)一功能(néng),而全功能超輕型閥偏心(xīn)旋轉具有這一特點。遇此,應選後二種閥。
(5)對於硬密封,必須有足夠的硬度(dù)差,同一硬度材料“互不相讓”,容易(yì)擦(cā)傷。
(6)對所配執行機構應增大推力和剛度,使之動作自如(rú)。
五.切(qiē)斷閥主要閥型(xíng)
按上述分析,切斷閥的主要閥型(xíng)如下,選擇切斷閥應(yīng)綜合考慮泄漏率(lǜ)、介質種(zhǒng)類、介質溫度、流量係數等各種參數和性價比。在如下優選秩序中(zhōng),先考慮硬密封,再考慮軟密封。
(1)全功能(néng)超輕型(xíng)調(diào)節閥
(2)三偏心金屬硬(yìng)密封蝶(dié)閥
(3)雙偏心球麵密封(fēng)蝶閥
(4)球閥
(5)偏心旋轉閥
(6)單座(zuò)閥
(7)單座套(tào)筒閥
(8)軟(ruǎn)密封閥
六.高(gāo)溫、高(gāo)壓、大壓差、大口 徑切斷閥選擇
高溫、高(gāo)壓、大壓差、大(dà)口徑切斷是一個比較普遍的難題,主要原因是缺少同時具有(yǒu)允許壓差大、切斷好、耐高溫(wēn)膨脹卡的閥,如高壓蒸汽調節與切斷,因壓差大(1~3MPa或更(gèng)大),口徑(jìng)大(dà)(DN200~300),不得不采用平衡(héng)式的雙(shuāng)密封結構(gòu)(如雙座閥(fá)或雙密封套筒閥),經特殊處理,泄漏率可達10-4,再提高就困難了,而全功能超輕型調節閥綜合性能好,可較好的解決這一難題,泄(xiè)漏率可達10-6~10-7以上。
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