與其它機械制造工藝相比,閥門制造工藝有如下特點:
①閥門毛坯的制造工藝及檢驗工藝比較復雜。
閥門的鑄件毛坯是結構叫復雜的薄壁殼體件。其鑄件要求表面光潔、鑄字清晰,特別是要有致密的缺陷。為了滿足上述要求,鑄造時應采取一系列工藝措施,如選用高耐火度的造型材料并控制型砂水份、造型時應分層打實以保證砂型硬度,采用合理的澆帽口系統及嚴格控制澆注速度和溫度等。由于技術要求較高,閥門毛坯的鑄造工藝遠較一般鑄件復雜。 此外,閥門毛坯除檢查尺寸,位置精度及外觀外,有的還有作金相組織、力學性能、耐腐蝕性能及無損探傷等多種檢驗,故閥門的檢驗工藝也較復雜。
②機械加工難度大
由于閥門材料的各類繁多,除各種鑄鐵、碳素鋼外,其大部分高強、耐腐蝕和高硬材料的切削性能都很差,很難使零件達到規定的加工精度和表面粗糙度。而閥門密封面的幾何型狀精度和表面粗糙度的要求很高,因此更增加了閥門機械加工難度。
同時,閥門材料的切削性能差,又給閥門的加工方法、刀具材料、切削用量、工藝裝備等方面帶來了很多新的問題。
③閥門零件在機床上安裝比較困難
閥門主要零件的結構、形狀比較復雜,有些零件屬壁薄、細長件,剛性差。在機床上加工時,定位和裝夾都比較困難,因此往往需要復雜的專用夾具。
有的閥門零件,定位基面的精度較低,表面粗糙度較高,有時甚至采用非加工表面定位。而被加工密封面等部位的精度和表面粗糙度要求都很高,故得難保證加工質量。因此,為滿足工藝上的需要,往往須提高定位基面的精度和降低表面粗糙度,或在非加工表面上加工出定位基面,這就增加了閥門制造工藝的復雜性。
三偏心閥門.偏心蝶閥的發展及其應用
三偏心蝶閥的發展
三偏心碟閥自問世以來、為滿足日益嚴酷的工況要求、其本身也經歷著自我完善和不斷發展的過程。即便最基本的零泄漏、理論上三偏心碟閥都可以做到、但實際上還是有賴于周密的設計、精密的制造。巴蝶閥門株式會社在吸取、總結其他品牌三偏心碟閥的長短處的基礎上、推出了自己的獨具特色的三偏心碟閥 Tritec 、其特點如下∶
1、API 規格
眾所周知、 API609 已事實上成為工業重要管線上用閥門的國際規格。而 Tritec 則全面嚴格按照 API609 規格的最新 1997 年版設計、制造。更可貴的是、 Tritec 的基本設計不僅僅局限于 API 一個規格、 BS5155 ANSI B 16.34 、 ASME SEC VIII 等各大規格都能對應、這保證了 Tritec 在所有的工業領域都有用武之地。
2、雙重安全構造
Tritec 嚴格按照 API609 的規格要求、為防止因受流體壓力、溫度的影響而引起的蝶板變形、閥桿錯位、密封面咬合、在蝶板上下側分別裝有兩個各自獨立的止推環、從而保證了閥門在任何工況下的正常工作;同時、為防止未知原因所引起的閥桿破損、飛出而造成的突發事故、在閥門下端內外兩處設計了各自獨立的閥桿飛出防止機構、這也從側面保證了 Tritec 的壓力等級可以做到高達 2500 磅級。
3、無死區設計
Tritec 在設計過程中、特別考慮了在調控領域中的應用問題、充分利用三偏心蝶閥的密封原理、做到了閥門開關時蝶板不刮擦閥座、閥桿的扭矩通過蝶板直接傳遞至密封面、也就是說蝶板與閥座間幾乎無磨擦現象發生、從而杜絕了打開普通閥門是所常見的跳躍現象、根除了閥門的低開度范圍內因磨擦等各種不安定因素所造成的調控不能現象、即根除了死區(不感帶)、這意味著 Tritec 幾乎可以從 0 開度開始即進入可調控區域、直至 90 開度、其正常調控比是一般蝶閥的 2 倍以上、調控比最高可高達 100:1 以上。這為 Tritec 作為調控閥使用創造了良好的條件、特別是在大口徑時、截止閥的成本極高、另外、截止閥無法實現零泄漏、在需要緊急關斷的工況中、必須在截止閥的旁側加裝關斷閥、而 Tritec 集調控與關斷于一身、其經濟效益是極其可觀的。
4、本體閥座構造
三偏心蝶閥的閥座安裝構造有兩種、大多數是為圖方便而安裝在蝶板上、但 Tritec 則采用了本體閥座構造、將閥座安裝在本體上。其優點是與蝶板閥座相比、大大減少了閥座直接接觸介質的機會、從而降低了閥座受沖蝕的程度、延長了閥座的使用壽命。
5、薄層片閥座結構
Tritec 的閥座由不銹鋼薄片與石墨薄片層疊而成、這種結構可以有效地防止介質中的微小固形物的影響和熱膨脹所可能引起的密封面咬合、即使出現微小的損傷、也不會產生泄漏、而這在對雙偏心蝶閥或其它三偏心蝶閥來說是不可想像的。
6、可更換式密封副
Tritec 的密封副可謂獨樹一幟、不但本體閥座可以更換、而且由于蝶板密封面與蝶板是獨立的、蝶板密封面可也可以更換、也就是說當蝶板密封面受損時、不必再興師動眾地運回制造廠或大舉分解閥門、只需調換蝶板密封面即可、這不但大大降低了保養成本、還大大減少了維修工時和檢修強度與難度。
7、均衡固定結構
從三偏心蝶閥的密封面形狀特點出發、 Tritec 的密封副固定方式采用了螺栓橢圓形分布固定、不但定位精確、而且還使每個螺栓都均衡受力、杜絕了因應力分布不均而產生的密封副松動、泄漏。
8、本質耐火構造
很多閥門都聲稱具有耐火構造、但其中極大部分閥門為了減少泄漏量而采用了軟硬雙重閥座構造、其實這很危險。因為火災時軟密封閥座的不完全燃燒會使金屬支持閥座產生應力、溫差變形、從而導致耐火機能失靈。所以、目前歐美正在逐漸排除這類名不副實的耐火閥。 Tritrc 因為是零泄漏、所以不需要軟密封的介助、屬名副其實的本質耐火構造、并獲有 API607 、API6FA 和 BS6755Part2 的耐火檢驗合格認可證書。這保證了 Tritec 可以被應用于石油、石化等各種危險區域。
9、高密封填料構造
在閥門的泄漏問題上、傳統上往往都集中于閥座的泄漏、即內漏、而忽略了填料部的泄漏、即外漏。而實際上、在目前環境問題被日益重視的當代社會、外漏危害性遠大于內漏已成為不爭的事實。 Tritec 三偏心蝶閥屬回轉型閥門、其閥桿動作僅為 90 °回轉而已、這與閘閥、截止閥等閥桿動作為螺旋多回轉往復運動相比、其填料部所受磨損程度很低、相對地使用壽命很長、更由于 Tritec 在填料密封等防止外部泄漏構造上、采取了最高標準設計、從而可以在按照 EPA21 規格下進行外部泄漏測試時、標準密封性能保證在 100ppm 以下。而實際上、在現有的 Tritec 的測試成績中、在勞埃德的監測情況下、外部泄漏值低至 7ppm 。這些指標都意味著 Tritec 可以在化工等各種領域中的有毒、有害介質管線中大顯身手。
閥門作為石油化工行業流體輸送系統中的主要控制部件,其密封性能的好壞會對整個系統的能源節約效果有著影響,做好閥門密封結構的改進就顯得比較重要;诖,本文先就閥門密封結構的影響因素以及應用要點加以闡述,然后就閥門密封結構的改進措施和改進效果進行探究,希望能從理論層面的深化探究,為實際工作開展起到一定啟示作用。
閥門的使用過程中比較容易出現的問題是強度和密封失效,這就必然會造成能源資源的浪費,也會容易發生安全問題。閥門的結構密封改進的工作是提高閥門應用質量的關鍵工作,從理論層面深化研究就能有助于實際閥門密封結構的改進操作。
1 閥門密封結構的影響因素以及應用要點
1.1 閥門密封結構的影響因素分析
閥門的密封程度是需要結合其類型和性質相結合確定的,閥門的密封程度也和閥門材料以及設備工裝和工藝等因素有著直接的關系,任何環節出現了質量問題,就必然會影響閥門的應用質量。結合科學設計標準,密封結構要設計成圓錐體或者是球體,但是和平面密封結構比較來說,這一密封結構就會存在諸多的不利影響,密封面容易出現擦傷,以及造成維修加工存在諸多的難度,這樣也比較容易增加生產成本等,市場銷售也會產生影響。
閥門密封面設計為圓錐或者是圓球體,會有不利因素影響,采取平面密封設計,將閥桿以及閥蓋密封面由原來圓錐形狀便成為平面接觸樣式,這樣的方式受限比較小,裝置和設備精度能得到保障,加工也相對比較容易一些。閥門使用時間長短和閥門開關次數呈現出正比,維修方面也比較容易。
1.2 閥門密封結構的應用要點
閥門密封結構的應用當中,要注重從幾個方面加強重視,不能讓閥門在開度比較小狀況下工作,閥針的啟動相對比較緩慢。所以開度小的時候節流間隔就相對比較小,還要能夠適當的擴*鎖緊機構螺距,增*閥針的開啟速度以及升程,工作的開度會進一步增,能有效延長閥門使用周期。
閥門密封結構的實際應用當中,介質溫度對于閥門的使用周期比較容易產生影響,過高介質溫度比較容易縮短閥門使用期限,在具體的使用過程中,就要盡量不適用閥門在高溫介質下工作,卸壓閥增加冷卻裝置,這樣能有效延長閥門使用周期。要避免有雜質進入其中,這樣會影響針閥的使用壽命。除此之外,需要定期的清潔以及過濾高壓介質,加液體需要采用過濾器實施過濾,使用次數多要適當縮短使用的周期,做好油箱的清理工作等,只有從這些方面得到了充分重視,才能保障閥門密封結構的應用質量。
2 閥門密封結構的改進措施和改進效果
2.1 閥門密封結構的改進措施
閥門密封結構的改進能提高閥門密封結構的性能,工業生產者紅閥門密封面出現損壞就可通過相應的昂發進行修復。常用的有研磨法,這對閥門密封面受到損害程度小的狀況是比較適用的,研磨石以及砂紙添加適當研磨劑就能研磨操作。還可通過深度修復的方法應用,主要是采用車削加工的方式進行加工處理,這一方法的應用對時間的要求高,耗時耗力,深度加工后材料的硬度以及質量會發生改變,結構組織也會出現一些變化。
閥門密封結構的改進操作中,要充分注重方法的科學應用,閥門密封面是堅硬材料結構,比較不容易修復,在進行改進過程中,可將全螺紋狀小螺栓焊接在閥盤端面中心部位,通過聚四氟乙烯板,也可通過橡膠板支撐和閥盤密封尺度相等的密封墊,把密封墊定制在閥芯上,能調制墊片以及螺母壓緊裝置,從而就能保障密封墊和對應閥門共同使用。
另外,對于蝶閥密封結構的改進也是比較重要的,對此需要進行相應闡述。當前的蝶閥密封結構蝶板正向受壓狀態的時候,密封效果是比較良好的,介質反向對蝶板施壓的過程中,密封效果就受到了相應影響,尤其是大口徑閥門問題就比較的明顯。在進行閥門的密封結構改進過程中,就需要從結構的設計上加強重視,要能夠保障雙向金屬型密封蝶閥雙向密封的良好效果呈現。下閥軸以及閥體固定需要比較緊的過渡配合,減少配合的間隙,及時改變蝶板受力支撐點,這樣能有效降低蝶板受壓變形量。再者,就要通過雙偏心球面結構以及彈性薄壁金屬圈結構,實現對位移補償以及彈性變的補償,閥門處開啟狀態的時候,要把完全脫離而不會造成磨損的采用不銹耐酸鋼,避免出現生銹的情況。閥門關閉的時候蝶板正向受壓,會使得彈性金屬密封圈位移內徑變大,比壓值會上升,但是能保障低密封的比壓值,提高反向密封效果。
2.2 閥門密封結構的改進效果
從對閥門密封結構的改進效果能夠看到,經過了實際的應用,有著比較良好的應用效果,不會影響閥門流道介質流速,有著良好密封效果,對于閥門密封面的損壞不能修復的問題得到了有效解決。通過對磨損的密封墊子加以更換就能解決實際問題,