阀门是现代工业中一种常见的机械产品。作为流体传输系统中的关键性控制部件,因其具有的截止、调节、稳压、分流等功能,其主要应用于锅炉、蒸汽管道、炼油、化工、火力以及冶金等领域。现代工业对阀门密封的可靠性提出了越来越高的要求,密封性能是评定阀门产品质量的一个重要技术指标。并且阀门在关闭的瞬间受到控制压力的作用,对阀座产生很大的冲击力,易损坏密封面而降低阀门的使用寿命。
高温阀门是指工作温度高于250℃的阀门,高温阀门的阀杆填料密封技术一直是多年来未解决的突出问题,也是提高阀门可靠性的薄弱环节之一。常见的高温阀门阀杆填料密封一般存在的密封不足或过度密封的情况,在长时间运行中阀门阀杆处容易出现泄漏,等危险物的泄漏不仅会造成装置和经济损失,而且会引起环境污染,甚至人员伤事故,给装置的运行带来很大的风险。本文对于高温工况下的阀门填料密封结构的改进设计是基于上述多种泄漏机制,提出切实可行的改进方案。
高温阀门填料结构外漏分析
在高温工况下,如选用石墨盘根密封结构,很容易出现外漏情况。经分析原因如下:
石墨盘根装入填料函内,通过填料压盖上紧固螺栓松紧来施加对填料的轴向压力。由于填料具有一定程度的可塑性,受轴向压力后产生径向压力和微变形,内孔与阀杆紧密贴合,但是这种贴合上下不是均匀的。通过填料压力分布和填料密封力分布可知,填料函中上部填料和下部填料受介质压力是不均匀的。直接导致两部分填料塑性变形不一致,容易出现填料与阀杆的局部密封过度或者密封不足,同时靠近压盖处受的径向压紧力大,所带来的填料与阀杆的摩擦力也大,在此处阀杆和填料容易出现磨损。直接导致两部分填料塑性变形不一致,容易出现填料与阀杆的局部密封过度或者密封不足,同时靠近压盖处受的径向压紧力大,所带来的填料与阀杆的摩擦力也大,在此处阀杆和填料容易出现磨损。
在高温情况下,温度越高,石墨盘根膨胀越大,摩擦力也随之加大,高温所带来的散热不及时,加速了阀杆和填料的磨损率,这也是高温阀门填料容易出现外漏的主要原因。
阀体材料:WCB、ZG1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti、CF8(304)、CF3(304L)、CF8M(316)、CF3M(316L)、Ti。
适用介质:水、气、油品、和酸碱腐蚀介质。
美标高压球阀适用范围
美标高压球阀主要适用于化工、冶金、石油、制药等行业的各种高压介质输送管道中。
美标高压球阀设计与制造标准:GB12237、API 6D
结构长度:GB12221、ANSI B16.10
法兰连接:JB/T79、GB9112-9131 ANSI B 16.25
压力温度等级:ANSI B16.34 E101
试验与检验:API598 E101
允许误差控制在0.02mm~0.04mm之间。此外,阀体在加工过程中需考虑一次压紧、定位的准确性和可靠性。如图2所示,应将靠车床主轴线的重直面视为参照基准,利用弯板垂直面上的楔式槽与楔形块的滑动将阀体一端法兰面找正压紧,分别进行两面加工。此外,阀体在加工过程中,需在车床工装上靠回转盘旋转180o完成两端阀体内腔的加工。回转精度是靠分布在回转法兰两个对称分布的锥形定位销孔的重复定位来保证的。转位误差为0.01mm~0.02mm。阀体材料:WCB、ZG1Cr18Ni9Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti、CF8(304)、CF3(304L)、CF8M(316)、CF3M(316L)、Ti。