高温阀门设计的有关技术

阀门是流体的控制活动里不能缺少的东西,在全部流体掌控中有着相当关键的作用。现代科技发展非常迅速,在不同的行业都获得了很大的突破和发展,所以对高温阀门的需求也变得越来越多,而且对高温阀门设计上的要求也变得越来越高。


1、制约高温阀门设计的因素
1.1、热膨胀量
物质的热膨胀和承受热的差别是决定热膨胀量区分的重要条件,所以我们在试验高温的阀门设计活动中,应该将这种条件的制约因素考虑进来。为了让阀芯里的温度可以快速达到和流体中的温度一样,然后把受热的高温流体导人温度很低的阀门里,让侧面面积小的阀杆可以有效地做好散热工作。因为阀门的散热条件和其他的物质不一样,特别是在膨胀的方面是非常不一样的,尽管是同时进行加热的,不过在最后的膨胀量上完全不同。所以,需要确保阀门工作的间隙,同时还需要加大控制的范围,这样可以避免零件发生卡死的情况,可以显著降低零件由于温度升高出现的损坏。


1.2、热交变
介质在热交变方面会对零件的作用产生很大影响,比如阀座和导向的接触,有一定的可能是由于介质的热交变出现变化而导致了松动,失去以前具有的密封功能。因此在之前做设计的时候,需要把阀座还有支撑的接头进行严密的缝焊,保证它的密封功能不出现损坏。我们在进行设计时,还需要把热交变情况下的密封选择效果考虑进来,这样才可以在源头上降低热交变对高温阀门的影响,避免零件的消耗,从而增加高温阀门的使用寿命。


2、阀体需要的材料、
2.1、阀体里的物质材料
如果想要保证高温阀门对结构材料的要求,就应该符合以下标准:硬度、冲击力、耐擦伤力。我们对阀体里面的材料做出选择的同时,应该将物质的热膨胀性作为一个重点。而且还应该考虑到高温环境下部件损坏的几率。阀体里面的材料经过锈钢制作,可以在表上做到堆焊的处理,这样可以保证阀体耐磨和气蚀这些性质,可以让它们在高温环境下正常工作。在高温的环境下,出现的介质腐蚀一定会对材料选择产生很大的影响,因为是在高温的环境下使用,所以应该选择物质属性比较好的材料,例如碳素钢、耐高温合金钢、不锈钢等作为阀体的物质材料,这才可以确保阀体在高温环境下还能够正常工作。


2.2、壳体在壁厚方面的设计
做壳体的设计时应该考虑在具体使用时可能会发生的压力,而且应该把它设计为壳体耐压固定值,这样才能够保证有充分的耐压力,可以有效地将腐蚀减到最低的程度。


2.3、中部的密封设计
中部的密封可以设计为强制伍德密封。它的原理是将法兰螺栓做好紧闭,使密封垫片使用压力产生压缩性的效果,然后在表面出现比较微小的缝隙。在中温小口径阀门的设计中,这样的强制性密封是很常用的。具体来说强制伍德密封是由以下部分组成:阀体、浮动阀盖、密封环等。我们在进行升压操作以前,应该对牵制的螺栓做好固定,将浮动的盖上移。这样做的目的是让阀盖以及弹性垫保持很好的密封能力。当介质对它施加压力,可以向上移动时,就能够对螺栓产生有效地牵制。阀盖和弹性垫的密封压力有着正向的联系,他们可以随压力的上升而加强,最后可以产生很好的密封作用。


2.4、高温螺栓做好连接的工作
因为螺栓需要在高温环境下做工作,因此应该考虑几个主要的问题:螺栓还有被连接的性能改变,力量的松弛,等等。针对以上问题我们可以做出下面的设计:第一,避免旋合的螺纹在高温环境下出现咬死的情况。第二,除了进行科学合理的选材,还应该将螺纹设计为粗牙螺纹,在适当的范围内加强半径的问隙。第三,钢螺栓一旦长期处于300℃,就会发生力相对松弛的情况。因此一定要保证剩余的预紧力要高出需求值,要检查联接的稳固性。


2.5、间隙的配合要科学
阀杆,上密封座之间应该保证合理的间隙,在材料的热膨胀指数上应该保证后者大于前者,不然就容易发生磨损的问题。


3、要注意的一些变量
3.1、擦伤的问题
要是材料的互相作用力很小,由于受到外界的制约和影响,就非常容易发生擦伤的情况。比如管路体系里,阀座和阀芯经常会出现擦伤的情况,它们出现擦伤主要是由于大的粒子进入而导致的。此外,振动的相关冲击也可能出现很大的影响而发生擦伤,因此为降低在使用活动里的擦伤现象,需要对密封材料进行合理的选择,而且还要保证密封间里硬度的匹配控制在适当的范围内。


3.2堆焊层的厚度
要想实现高温阀门内部的硬化处置,就应该对堆焊层的厚度做好确认。利用一些有用的实验,判断堆焊层的厚度,比较适宜的厚度应该>4mm,4mm的厚度会更好地将外界的高温隔绝,降低外界高温对里面材料的影响,确保阀门内部的寿命。


4、总结

现在的高温阀门技术使用范围逐渐加大,大家对高温阀门技术的要求变得越来越高,尽管现在中国的高温阀门技术获得了一些成绩,但是还是有很多的问题没有解决。因此我们对高温阀门的设计技术要进行更加细致的分析和研究,通过对高温阀门技术的研究、对材料的甄别、对内件的处理研究,探究出高温阀门技术应该注意的问题,大力推进技术的发展,加大高温阀门的使用范围,努力提高高温阀门的使用寿命。



高温阀门系列

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