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阐明了高温阀的设计要点

2020年7月20日

阀门是流体控制活动中不可缺少的东西,在所有流体控制中起着关键作用。随着现代科学技术的发展,工程项目对高温阀门的需求越来越大。高温阀门用于石化、化工、电力等行业。由于高温的长期作用会影响金属材料的物理力学性能,因此在设计和选择高温阀门材料时,有必要关注高温对相关因素的影响。下面我为大家整理了一些关于高温阀门的相关知识,希望对大家有所帮助。

常用的高温阀类型

高温阀门包括高温闸阀、高温截止阀、高温止回阀、高温蝶阀、高温针阀、高温节流阀、高温减压阀等。其中,比较常用的有闸阀、截止阀、止回阀和球阀。

高温阀门的设计要点

在设计高温阀门时,要特别注意热膨胀、热交替和材料机械性能的影响。由于材料的热膨胀系数和零件上的热负荷不同,即使在几乎同时加热的情况下,阀座和阀芯在高温下的性能也不同;为了有效减少因温度引起的零件之间的粘着或摩擦,有必要适当增大阀门零件之间的工作间隙。间隙的增大应根据材料的热膨胀系数、应力和实际使用温度来确定。高温热交替会导致阀座与导向套之间的连接松动,加剧阀门部件的疲劳老化。在设计时应根据具体情况采取相应的措施,如在密封结构上采用弹性阀座等。高温会显著影响材料的力学性能。在不同的温度下,材料的强度、硬度、塑性、弹性模量和可能性也会有所不同。设计时应充分考虑这些因素对阀门性能的影响。

阀体所需材料

1.材料在阀体内

如果要保证高温阀门对结构材料的要求,应满足以下标准:硬度、耐冲击性、耐磨性。在选择阀体内的材料时,要把材料的热膨胀作为一个重点。此外,还应考虑构件在高温环境下损坏的可能性。阀体内部材质为不锈钢,表面可堆焊,可保证阀体的耐磨性和空化性能,使其能在高温环境下正常工作。在高温环境下,介质的腐蚀会对材料的选择产生很大的影响。由于是在高温环境下使用,应选用材料性能较好的材料,如碳钢、高温合金钢、不锈钢等作为阀体材料,以保证阀体仍能在高温环境下正常工作。

2.壳体的设计是根据壁厚来考虑的

在设计壳体时,应考虑特定使用过程中可能出现的压力,并将其设计为壳体压力的一个固定值,以保证足够的耐压能力,有效地将腐蚀降低到最低程度。

3.中间密封设计

中间密封可以设计为强制木密封。其原理是紧紧关闭法兰螺栓,使密封垫片的压力产生压缩效果,然后在表面出现一个相对较小的间隙。在中温小口径阀门的设计中,这种强制密封是非常常见的。具体来说,强制木密封由以下部件组成:阀体、浮动阀盖、密封圈等。在进行增压作业前,应固定固定螺栓,并将浮盖向上移动。这样做的目的是为了保持阀盖和弹性垫良好的密封能力。当介质对其施加压力并能向上移动时,可有效抑制螺栓。阀盖与弹性垫的密封压力是正连接的,随着压力的增加可以加强,最终可以产生良好的密封效果。

4.高温螺栓做连接工作

由于螺栓需要在高温环境下工作,应考虑几个主要问题:螺栓与连接物的性能变化、受力的松弛等。针对以上问题,我们可以做以下设计:一是避免螺纹在高温环境下卡住。其次,除了科学合理的选材外,螺纹应设计为粗螺纹,并在适当的范围内加强半径间隙。第三,钢螺栓一旦长期保持在300℃,力会相对松散。因此,有必要确保剩余预紧力高于所要求的值,并检查连接的稳定性。

5.间隙配合应科学

阀杆与上密封座之间应保证有合理的间隙,材料的热膨胀指数应保证后者大于前者,否则容易磨损。

高温阀门常用材料及其最高工作温度

在设计高温阀门时,应注意使用温度不超过材料的最大允许使用温度。根据ASME B31.3,高温阀门常用材料的最高使用温度如下图所示。需要注意的是,在实际的阀门设计中,还应考虑介质腐蚀性、应力水平等因素。阀门材料的允许温度实际上低于表中的值。

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