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低溫閥門的技術要求和選用標準
發布時間:2012-5-22   來源地://www.bjfmc.net

低溫閥門的技術要求和選用標準

一、低溫閥門的設計要求
根據使用條件,低溫閥的設計有下列要求:
1
低溫閥門在低溫介質及周圍環境溫度下應具有長時間工作的能力。
2
低溫閥門不應成為低溫系統的一個顯著熱源。這是因為熱量的流入除降低熱效率外,如流入過多,還會使內部流體急速蒸發,產生異常升壓,造成危險。

3 低溫介質不應對手輪操作及填料密封性能產生有害的影響。

4 直接與低溫介質接觸的閥門組合件應具有防爆和防火結構。
5
在低溫下工作的閥門組合件無法潤滑,所以需要采取結構措施,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下會出現低溫脆性,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。CCr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-30-50。含Ni量為3.5%的鎳鋼可以使用到-100,含Ni9%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性能,特別是沖擊韌性、相對延伸率及組織穩定性;
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展快速,但也存在著一些問題。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。我們曾對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。

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生松弛而導至泄漏。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采用F4,因為它的自滑性能好、摩擦系數?。ǘ愿值哪Σ料凳?/SPAN>f=0.050.1),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;二是線膨脹系數大,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。為此研制的低溫蝶閥采用自縮密封結構即利用F4膨脹系數大的特點,通過予留的間隙達到常溫、低溫都可以密封的目的。


 
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