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公司新聞
低溫閥門的技術(shù)要求和選用標(biāo)準(zhǔn)
2012-05-25IP屬地 火星145
低溫閥門的技術(shù)要求和選用標(biāo)準(zhǔn)
一、低溫閥門的設(shè)計要求
根據(jù)使用條件,低溫閥的設(shè)計有下列要求:
1) 低溫閥門在低溫介質(zhì)及周圍環(huán)境溫度下應(yīng)具有長時間工作的能力。
2) 低溫閥門不應(yīng)成為低溫系統(tǒng)的一個顯著熱源。這是因為熱量的流入除降低熱效率外,如流入過多,還會使內(nèi)部流體急速蒸發(fā),產(chǎn)生異常升壓,造成危險。
3) 低溫介質(zhì)不應(yīng)對手輪操作及填料密封性能產(chǎn)生有害的影響。
4) 直接與低溫介質(zhì)接觸的閥門組合件應(yīng)具有防爆和防火結(jié)構(gòu)。
5) 在低溫下工作的閥門組合件無法潤滑,所以需要采取結(jié)構(gòu)措施,以防止摩擦件擦傷。
二、低溫閥的材料選用
1、低溫閥主體材料
(1) 主體材料選用應(yīng)考慮的因素 從金相考慮,金屬材料中除了具有面心立方晶格的奧氏體鋼、銅、鋁等以外,一般的鋼材在低溫狀態(tài)下會出現(xiàn)低溫脆性,從而降低閥門的強度和使用壽命。選擇主體材料時首先要選用適合于低溫下工作的材料。鋁在低溫下不會出現(xiàn)低溫脆性,但因鋁及鋁合金的硬度不高,鋁密封面的耐磨、耐擦傷性能差,所以在低溫閥門中的使用有一定的限制,僅在低壓和小口徑閥門中選用。
在低溫工作的材料要保證其低溫性能,主要是保證其冷沖擊強度。閥內(nèi)件必須通過正確選材,使其具有足夠的冷沖擊強度,才能防止斷裂。C和Cr的合金鋼在低于-20℃時候很快失去抗沖擊強度,所以使用溫度分別限制在-30℃和-50℃。含Ni量為3.5%的鎳鋼可以使用到-100℃,含Ni量9%的鎳鋼可以使用到-192℃。奧氏體不銹鋼、鎳、蒙乃爾合金、哈氏合金、鈦、鋁合金及青銅可以使用到更低的溫度(-273℃)。 除此以外,低溫閥門的材料選用還應(yīng)考慮以下一些因素:
1) 閥門的最低使用溫度
2) 金屬材料在低溫下保持工作條件所需要的力學(xué)性能,特別是沖擊韌性、相對延伸率及組織穩(wěn)定性;
3) 在低溫及無油潤滑的情況下,具有良好的耐摩性;
4) 具有良好的耐蝕性
5) 采用焊接連接時還需考慮材料的焊接性能。
三、性能的要求
低溫閥門在市面上的發(fā)展快速,但也存在著一些問題。低溫閥門產(chǎn)生泄漏的原因主要有兩種情況,一是內(nèi)漏;二是外漏。
 1) 閥門產(chǎn)生內(nèi)漏主要原因是密封副在低溫狀態(tài)下產(chǎn)生變形所致。當(dāng)介質(zhì)溫度下降到使材料產(chǎn)生相變時造成體積變化,使原本研磨精度很高的密封面產(chǎn)生翹曲變形而造成低溫密封不良。我們曾對DN250閥門進行低溫試驗,介質(zhì)為液氮(-196℃)蝶板材料為1Cr18Ni9Ti(沒經(jīng)過低溫處理)發(fā)現(xiàn)密封面翹曲變形量達0.12mm左右,這是造成內(nèi)漏的主要原因。
2) 閥門的外漏:其一是閥門與管路采用法蘭連接方式時,由于連接墊料、連接螺栓、以及連接件在低溫下材料之間收縮不同步產(chǎn)生松弛而導(dǎo)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(jié)構(gòu),避免了低溫泄漏。其二是閥桿與填料處的泄漏。一般多數(shù)閥門的填料采用F4,因為它的自滑性能好、摩擦系數(shù)小(對鋼的摩擦系數(shù)f=0.05~0.1),又具有獨特的化學(xué)穩(wěn)定性,因此得到廣泛應(yīng)用。但F4也有不足之處,一是冷流傾向大;二是線膨脹系數(shù)大,在低溫下產(chǎn)生冷縮導(dǎo)致滲漏,造成閥桿處大量結(jié)冰,至使閥門開啟失靈。為此研制的低溫蝶閥采用自縮密封結(jié)構(gòu)即利用F4膨脹系數(shù)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。

 
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