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气动球阀的设计应注意在恶劣工作条件下的重要事项

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发表于 4 天前 | 显示全部楼层 |阅读模式
气动球阀控制是业内最常用的终端控制元件。气动球阀调节流体(介质)的流量以补偿负载流量,并使控制过程尽可能接近所需的设定点,基于其自动化的重要性使气动球阀特别设计和制造重要的是,特别是对于某些严苛和苛刻的条件,如高温,高压差,高流速,空化等,将从材料,结构,制造等应用。讨论。


一,气动球阀材料的选择:

1,金属材料

材料是关键因素,如材料特性,蠕变,热膨胀,抗氧化性,耐磨性,耐热耐刮擦性和热处理温度等。这些是首先要注意的事项。蠕变和断裂是高温条件下材料损坏的主要因素之一,尤其是碳钢。当长时间暴露于425℃时,钢中的碳化相可以转化为石墨,并转化为奥氏体不锈钢。仅当碳含量超过0.4%时,才能在528°C以上使用。因此,在高温下使用时,应分别计算阀体材料的拉伸强度,蠕变,高温老化等参数。对于阀内件的设计,应另外考虑材料在高温下的硬度,配合部件的热膨胀系数,引导构件的热硬度差,弹性变形,塑性变形等。在设计中,应给出相应的安全系数和可靠性因子,以确保避免多种因素造成的损坏。为了选择合适的应力,还必须熟悉材料在高温下的蠕变速率,以便材料的总蠕变不会在正常使用寿命内延伸到断裂或允许其在不影响的情况下发生微变形正常使用导向部件。


为了避免气动球阀内件(阀芯,阀座)表面的磨损,腐蚀和气穴现象,应考虑在高温下材料的热硬度,以防止金属的硬度变化。在高压差下,流体的大部分能量集中在阀内部以释放,这可能使阀内部过载。在高温下,大多数材料的机械性能变差,材料变软,这对阀门产生很大影响。这件作品的使用寿命。因此,应正确选择合适的材料,以延长阀门的使用寿命。此外,还应考虑高温老化对材料物理性能的影响,如韧性和晶间腐蚀。当使用温度达到或超过热处理温度时,修整将引起诸如退火和硬度降低的问题,以防止材料的硬度发生。变化,最高温度限制的选择必须在安全范围内。相同的介质,分子的活动在高温条件下相对活跃,并且一些通常腐蚀性的介质可能对阀体和阀内件的金属材料造成严重的腐蚀损坏,并且介质渗入高温速度离子态。在金属内部,材料的性质发生变化,如热膨胀,晶间腐蚀等。因此,除了性价比外,材料的选择还应考虑多种因素引起的失效。


在高压差和高流速的情况下,即使温度是常温,也应评估材料的特性,使材料满足工作条件。一般来说,在常温下,当压差超过15巴时,阀芯和阀座的材料应从316调整到司太立合金堆焊或更高合金。对于弱腐蚀性介质,可以使用420QT。(淬火+回火),440QT等。高压差和高流速会导致严重的腐蚀或气蚀,这对阀门内件的材料非常有害。因此,阀体和阀内件的材料要求非常高。对于阀芯,应考虑不锈钢表面。氮化(HRC70)处理使其具有很强的抗腐蚀性,提高了阀门流量的精度和使用寿命。在高温下材料的抗氧化能力也是一个非常重要的参数。在温度循环变化中,所选择的材料应该避免诸如材料表面的反复氧化和氧化皮的产生之类的问题。一般情况下,奥氏体不锈钢,硬质合金和特殊合金材料具有良好的高温稳定性,可根据不同的高温条件进行选择。


2,非金属材料

一般非金属材料不能承受高温(300°C以上),但柔性石墨可以承受700°C以上的温度,因此在高温条件下,无论是静态还是动态密封,一般都可以选择柔性石墨或复合材料,但是,应该注意的是,摩擦系数会增加。

二,气动球阀组件的结构和导热系数的选择:

在高温高压差动气动球阀的设计中,必须仔细考虑不同部件的热膨胀对阀内件作的影响。当高温介质流过阀门时,由于阀体的线性膨胀系数通常小于阀座的线性膨胀系数,阀体限制阀座的径向膨胀,而阀座只能向内径扩展,使阀门处于高温。核心与阀座之间的工作间隙小于常温下标准阀门设计的间隙,导致阀门内部卡住。后台打印和指南套筒中出现相同的现象。 因此,当阀门在高温下使用时,标准阀门在常温下(包括阀芯与阀座之间,导向套管与阀杆之间)的设计间隙应适当增加,以便 在高温下工作时不要卡住。 因此,差距的设计非常重要。 材料,尺寸和温差等参数的确认对设计师来说非常重要。 目前,相应的数据可以从“ASME锅炉和压力容器规范II材料D”获得。


在高泄漏要求的情况下,阀体和阀座尽可能由相同的合金钢制成,并采用单座或笼式结构。尽可能避免双座阀结构,并且密封表面硬化以避免高温。下阀的泄漏大大增加。此外,阀体,阀盖和连接部件应考虑承受高温引起的额外负荷造成的损坏。

温度的周期性变化会使座椅和导向套筒松动,因此必须使用密封焊接和搭接焊接来防止或压缩结构。当密封力大于垫圈的屈服极限时,可以获得座垫的密封。在高温,高压和热循环的条件下,密封材料蠕变和泄漏。可以使用一体式阀座。阀座直接形成在阀体上并硬化。对于大直径阀门,可以将阀座焊接到阀体上以去除垫圈,以避免不必要的泄漏。取决于介质的温度,还考虑了填料函中的填料可承受的温度和致动器可承受的温度。

填料函结构与使用温度之间的关系:


三,气动球阀在密封结构下的高温高压差循环变化条件:

用于高温周期性变化的座椅密封表面结构可采用自定心结构。该结构用于部件扩展膨胀导致密封线不圆,座椅磨损,并具有自动定心和补偿功能。它可以在高温高压差和温度循环变化的条件下具有良好的密封效果,并且通过柔性阀座的密封部分的弹性变形实现密封。

在高温的情况下,应计算材料的密封比压。在高温条件下应降低密封材料的强度极限和屈服极限,以选择合理的值。


四,高温条件下材料硬度的变化:

在高温下,各种材料的硬度不同程度地降低,并且硬度的降低增加了塑性变形和材料磨损的可能性。比较钨 - 铬硬质合金,铬 - 硼合金和一些不锈钢等表面硬化材料的热硬度。

五,材料的塑性变形:

塑性变形是指被其他材料刮擦,粘合在一起或卷成球形的金属表面。它与温度,材料,表面光洁度,硬度,载荷有关,并受流体影响。高温会使金属软化并增加其塑性变形趋势。塑性变形可能导致:堵塞阀门;损坏密封面;增加摩擦力,导致阀芯未对准。如果管道流体中存在大而硬的颗粒,则阀内件将粗糙且不均匀,导致塑性变形。http://www.gufly-sh.com
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