金屬密封蝶閥在低溫設備的應用

   時間:2014-03-11 23:33:31
金屬密封蝶閥在低溫設備的應用簡介
       金屬密封蝶閥在低溫設備的應用  眾所周知,蝶閥具有結構緊湊、體積小、重量輕(與相同壓力,相同通徑的閘閥相比可減輕40%~50%)流體阻力小、啟閉迅……
金屬密封蝶閥在低溫設備的應用正文
  

金屬密封蝶閥在低溫設備的應用

眾所周知,蝶閥具有結構緊湊、體積小、重量輕(與相同壓力,相同通徑的閘閥相比可減輕40%~50%)流體阻力小、啟閉迅速等一系列優點。但我國一些低溫裝置如天燃液化設備、空氣分離設備以及變壓吸附設備等化工行業所採用的閥門有80%以上是截止閥或閘閥,採用蝶閥的數量很少。分析其原因主要是過的金屬密封蝶閥在低溫狀況下密封性能不良,以及其它一些因結構不合理等原因造成介質內漏和外漏,嚴重的影響這些低溫設備的安全和正常運行

一、對低溫碟閥密封性能的要求:

低溫閥門產生泄漏的原因主要有兩種情況,一是內漏;二是外漏。

1)閥門產生內漏主要原因是密封副在低溫狀態下產生變形所致。當介質溫度下降到使材料產生相變時造成體積變化,使原本研磨精度很高的密封面產生翹曲變形而造成低溫密封不良。

DN250閥門進行低溫試驗,介質為液氮(-196℃)蝶板材料為1Cr18Ni9Ti(沒經過低溫處理)發現密封面翹曲變形量達0.12mm左右,這是造成內漏的主要原因。

新研製的蝶閥由平面密封改為錐面密封。閥座是一個斜圓錐橢圓密封面,與嵌裝在蝶板上的正圓形彈性密封環組成密封副。密封環可在蝶板槽內徑向浮動。當閥門關閉時,彈性密封環首先和橢圓密封面的短軸接觸,隨著閥桿的轉動逐漸將密封環向內推,迫使彈性環再和斜圓錐面的長軸接觸,最終導致彈性密封環與橢圓密封面全部接觸。它的密封是依靠彈性環產生變形而達到的。因此當閥體或蝶板在低溫下產生變形時,都會被彈性密封環來吸收補償,不會產生泄漏和卡死現象。

2)閥門的外漏:其一是閥門與管路採用法蘭連接方式時,由於連接墊料、連接螺栓、以及連接件在低溫下材料之間收縮不同步產生鬆弛而導至泄漏。因此我們把閥體與管路的連接方式由法蘭連接改為焊接結構,避免了低溫泄漏。其二是閥桿與填料處的泄漏。一般多數閥門的填料採用F4,因為它的自滑性能好、摩擦係數小(對鋼的摩擦係數f=0.05~0.1),又具有獨特的化學穩定性,因此得到廣泛應用。但F4也有不足之處,一是冷流傾向大;二是線膨脹係數大,在低溫下產生冷縮導致滲漏,造成閥桿處大量結冰,至使閥門開啟失靈。為此研製的低溫蝶閥採用自縮密封結構即利用F4膨脹係數大的特點,通過予留的間隙達到常溫、低溫都可以密封的目的。

二、閥體、閥桿軸襯的設計要求:

1)低溫閥門殼體結構形狀。材料選擇的正確與否對閥門的正常可靠工作有著極其重要的意義。蝶閥的結構特點與截止閥、閘閥相比,不但避免了因形狀不規則,殼體壁厚不均勻,在低溫下產生的冷縮,溫差應力所引起的變形,而且由於蝶閥體積小,閥體形狀左右基本是的稱的,因而熱容量小;予冷量消耗也小;形狀規則又便於對閥門的保冷措施。如新研製的DD363H型碟閥為保證閥門在低溫下的可靠使用,完全按照低溫閥的特殊性進行設計和製造,如:殼體材料選擇了具有立方晶格的1Cr18Ni9Ti奧氏體不鏽鋼等。

2)閥桿襯套的選擇:

根據用戶反映,有些低溫閥門在運行當中,閥門的轉動部位發生粘滯,咬合現象時有發生,主要原因是:配對材料選擇不合理,予留冷間隙過小,以及加工精度等原因所致。在研製低溫閥門時,採取了一系列措施,防止出現以上現象。例如:我們對閥桿上、下軸襯選用了具有摩擦係數小及自潤滑性能的SF-1型複合軸承,這樣可以適用於低溫閥門的一些特殊需要。

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