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  • 高温阀门的设计要求和材质选择
    发布日期: 2018-11-6

    阀门是流体的控制活动里不能缺少的东西,在全部流体掌控中有着相当关键的作用。随着现代科学技术的发展,工程项目中对高温阀门的需求越来越多。高温阀门在石化、化工、电力等行业均有应用。由于高温的长时间作用会对金属材料造成物理性能以及机械性能等方面的影响,在对高温阀门进行设计和选材时,需重点关注高温对相关因素的影响。下面,仪控君就为大家整理了有关高温阀门的相关知识,希望能对大家有所帮助。

    常用高温阀门型式

    高温阀门包括高温闸阀、高温截止阀、高温止回阀、高温蝶阀、高温针阀、高温节流阀、高温减压阀等。其中,较常用的为闸阀、截止阀、止回阀、球阀。

    高温阀门的设计要点

    高温阀门设计时,要特别注意热膨胀量、热交变及材料机械性能的影响。由于材料热膨胀系数、零件所承受热载等的差别,即使几乎同时加热的阀座和阀芯在高温下的膨胀量等性能也有所不同;为了有效减少零件之间因温度造成的卡死或擦伤需适当增大阀门零件间的工作间隙,此间隙的增加量应依据材料的热膨胀系数、应力以及实际使用温度来确定。高温热交变会导致阀座和导向套之间的连接变松、加剧阀门零件的疲劳老化等,在设计中要根据具体情况采取相应的措施,如密封结构优先采用弹性阀座。高温将显著影响材料的机械性能,不同温度下材料的强度、硬度、塑性、弹性模量和波桑比等亦将不同,在设计时要充分考虑这些因素对阀门性能的影响。

    阀体需要的材料

    1.阀体里的物质材料

    如果想要保证高温阀门对结构材料的要求,就应该符合以下标准:硬度、冲击力、耐擦伤力。我们对阀体里面的材料做出选择的同时,应该将物质的热膨胀性作为一个重点。而且还应该考虑到高温环境下部件损坏的几率。阀体里面的材料经过锈钢制作,可以在表面上做到堆焊的处理,这样可以保证阀体耐磨和气蚀这些性质,可以让它们在高温环境下正常工作。

    在高温的环境下,出现的介质腐蚀一定会对材料选择产生很大的影响,因为是在高温的环境下使用,所以应该选择物质属性比较好的材料,例如碳素钢、耐高温合金钢、不锈钢等作为阀体的物质材料,这才可以确保阀体在高温环境下还能够正常工作。

    2.壳体在壁厚方面的设计

    做壳体的设计时应该考虑在具体使用时可能会发生的压力,而且应该把它设计为壳体耐压固定值,这样才能够保证有充分的耐压力,可以有效地将腐蚀减到最低的程度。

    3.中部的密封设计

    中部的密封可以设计为强制伍德密封。它的原理是将法兰螺栓做好紧闭,使密封垫片使用压力产生压缩性的效果,然后在表面出现比较微小的缝隙。在中温小口径阀门的设计中,这样的强制性密封是很常用的。具体来说强制伍德密封是由以下部分组成:阀体、浮动阀盖、密封环等。我们在进行升压操作以前,应该对牵制的螺栓做好固定,将浮动的盖上移。这样做的目的是让阀盖以及弹性垫保持很好的密封能力。当介质对它施加压力,可以向上移动时,就能够对螺栓产生有效地牵制。阀盖和弹性垫的密封压力有着正向的联系,他们可以随压力的上升而加强,最后可以产生很好的密封作用。

    4.高温螺栓做好连接的工作

    因为螺栓需要在高温环境下做工作,因此应该考虑几个主要的问题:螺栓还有被连接的性能改变,力量的松弛,等等。针对以上问题我们可以做出下面的设计:第一,避免旋合的螺纹在高温环境下出现咬死的情况。第二,除了进行科学合理的选材,还应该将螺纹设计为粗牙螺纹,在适当的范围内加强半径的问隙。第三,钢螺栓一旦长期处于300℃,就会发生力相对松弛的情况。因此一定要保证剩余的预紧力要高出需求值,要检查联接的稳固性。

    5.间隙的配合要科学

    阀杆,上密封座之间应该保证合理的间隙,在材料的热膨胀指数上应该保证后者大于前者,不然就容易发生磨损的问题。

    高温阀门常用材料及其最高使用温度

    高温阀门设计过程中应当注意使用温度不得超过材料的最大允许使用温度。根据ASME B31.3高温阀门常用材料的最高使用温度见下图。需特别说明的是,在实际阀门设计中还要考虑介质腐蚀性和应力水平等因素,阀门材料的允许温度实际要比表中值低。

     

     

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