切斷閥是[Shi]自動化系統中執行機構的一種,由(You)多彈簧氣動薄膜執行機構或浮動式(Shi)活塞執行機構與調節[Jie]閥組成,接收調(Diao)節儀表的信号,控制工藝管道内流體的[De]切斷、接通或切換。可廣泛地應用在[Zai]石油、化工、冶金(Jin)等工業生[Sheng]産部門。在現場使用(Yong)中,切斷閥往往[Wang]會(Hui)出現切斷不好,洩漏大等[Deng]故障。除(Chu)因堵卡、允(Yun)許壓差[Cha]過小而被頂[Ding]開等(Deng)原因造成的洩漏增加外,絕大部(Bu)分(Fen)都是由于調節閥[Fa]的結構缺陷和選型不當造成的。
雙密[Mi]封類[Lei]調節閥(如(Ru)雙座閥(Fa)、雙(Shuang)密封[Feng]套筒閥等)主要的缺點之一就[Jiu]是洩(Xie)漏大。但上世紀80年代[Dai]以前(Qian),由于當[Dang]時[Shi]較盛行套筒閥,然而,不少廠家卻在[Zai]套筒閥上下了(Le)很(Hen)大功夫[Fu]以改(Gai)進結構來降低洩漏[Lou]量,使其演變成非常[Chang]複雜的結構。于是(Shi),這又帶來了[Le]許多不足:零件多、可靠性差、備[Bei]件難、維護(Hu)難、切斷效[Xiao]果不理想等(Deng)等。實際上,這是設(She)計思路都陷(Xian)入了誤區,與其在(Zai)閥體的“心髒”内[Nei]作如[Ru]此複雜的(De)改動(Dong),倒不如通過外部(Bu)調整來實現(Xian)。因此[Ci],應選擇單(Dan)密封類調節閥。這樣,密[Mi]封[Feng]問題、可靠性問題(Ti)、維修和備件[Jian]問題(Ti)均被一一[Yi]解(Jie)決了。此時,解決矛盾的重(Zhong)點(Dian)轉化為介[Jie]質(Zhi)對閥的不[Bu]平衡力[Li]增大的問題,解[Jie]決[Jue]它僅需配強(Qiang)力活塞執行機構、加粗閥杆即可。這種通(Tong)過外部來[Lai]解決的(De)辦法顯然比通過[Guo]内部[Bu]的複雜改進要容易[Yi]得多, 與其說這是辦[Ban]法問題,還不如說(Shuo)這是思路問(Wen)題。進入到九十年代,人們開始[Shi]尋找結構更簡(Jian)單[Dan]、密封更可靠的切斷閥。這時(Shi),發現角行程閥比直行程閥(單座閥(Fa)、套筒閥、閘(Zha)閥)更具有優越性,于是産生了[Le]三偏心切斷蝶(Die)閥、全功能切斷(Duan)閥、硬密[Mi]封切斷[Duan]球閥。
二、密封面的選擇
(1)面對面[Mian]密封(Feng):
常見的[De]柱塞閥芯,其密封面(Mian)為60℃的小錐面,閥座也是60℃的小錐面[Mian],此小錐面的寬度通常[Chang]在0.5mm~2mm之間,要密封(Feng)好就必須(Xu)保證兩(Liang)個錐面良好接[Jie]觸[Chu]。但事實上,它始終受到加工誤差的影響(如同心度、不圓度、傾斜度等),其密封效果不十分(Fen)理想。這類閥的洩漏率通[Tong]常為10-4,經過[Guo]精(Jing)密的研磨可達10-6,隻能達[Da]到較好的密封等級[Ji]。
(2)球面密封:
利用閥芯的球[Qiu]面轉動與固定(Ding)的閥座小錐面相[Xiang]切[Qie],它們之間(Jian)為線接觸,這就(Jiu)比上述面(Mian)對面[Mian]密封的效果[Guo]好。華林公司推出的全功能超輕型閥、球面密封[Feng]蝶閥等就是采用這一思路來制作的,其(Qi)洩漏[Lou]率可達10-6~10-8,高性能[Neng]的三偏心蝶閥可高達10-8,以至零洩[Xie]漏。
三、密封材料的選擇
(1)軟密封(Feng)
除耐腐蝕的襯裡閥門(Men)外,一般的軟密[Mi]封[Feng]閥指閥芯或閥座兩者[Zhe]之一采用(Yong)非(Fei)金屬材料(主[Zhu]要為聚四(Si)氟乙烯,還有橡膠等(Deng))的密封形式的閥。軟(Ruan)密封閥密封效果最佳,但[Dan]在管道安裝、系統[Tong]的清洗中都有可[Ke]能留下或多或少不幹淨的[De]雜物(如焊渣[Zha]、鐵屑等),它們(Men)流經調節閥時,容(Rong)易把軟(Ruan)密封閥[Fa]座(Zuo)或[Huo]閥芯劃傷,使洩[Xie]漏量增加,密封的可靠[Kao]性差。所以,選(Xuan)擇軟密封結構必須考慮介質的清(Qing)潔(Jie)和投運前嚴格沖洗管道(Dao)。
(2)硬密封
硬密封再堆焊耐磨合金等是(Shi)切斷閥的最佳選擇。這[Zhe]種方式在考慮(Lü)密封性的同[Tong]時也考慮了使用壽(Shou)命和(He)可靠性,雖然出廠指标隻有10-6~10-8,達不到[Dao]軟密封零洩漏的效果,但足(Zu)以滿足嚴密切斷的要求[Qiu],而且它經久耐用[Yong],從經濟的(De)角度考慮更合算。
四、密封[Feng]可靠[Kao]性的考慮
(1)軟密[Mi]封,切斷效果好(Hao),但不适宜用于(Yu)含顆粒介質,一旦劃傷[Shang],洩漏會(Hui)急劇增加。因此,條件允許時盡量選用硬密[Mi]封(Feng)。全功能超(Chao)輕型(Xing)閥硬(Ying)密封可達10-7~10-8,三偏心蝶(Die)閥可達零洩漏。
(2)對密封耐磨[Mo]性的[De]考[Kao]慮:除選硬(Ying)密封[Feng]外,對洩漏要求10-6以上的切斷型[Xing]調[Diao]節閥,應該(或者說必須)堆焊耐磨合金[Jin]以提高密封(Feng)的耐磨(Mo)性、耐[Nai]沖蝕、耐劃[Hua]傷的能力,提(Ti)高(Gao)閥的壽命。
(3)對(Dui)高溫介質的切斷(Duan)調節閥[Fa]在室溫(Wen)下組(Zu)裝的,在高[Gao]溫下工[Gong]作,溫度變化幾百度[Du]。熱(Re)膨脹會改變裝配時建(Jian)立的密封比壓。過緊,密封面會卡住,運動時會嚴重擦傷,拉傷(Shang);過松,密[Mi]封壓不夠,兩種[Zhong]情況洩漏都會(Hui)急劇增加。解決[Jue]的最[Zui]好辦法是[Shi]用[Yong]彈性閥[Fa]座來吸收這一變化(Hua)造成的差異。通常有(You)三種彈性方案:①彈簧式[Shi];②薄片式柔性[Xing]金屬[Shu]環;③剛柔相濟的彈性(Xing)閥座。後者最好[Hao],即有柔性(Xing)克服熱(Re)膨脹,又(You)有剛度并(Bing)堆耐磨合金來提高(Gao)耐磨(Mo)面的(De)可靠[Kao]性。
(4)對含顆粒的(De)沖蝕介質,要[Yao]考(Kao)慮閥[Fa]芯避讓開高速介質的直接沖蝕。直行程(Cheng)閥、蝶閥都不[Bu]具(Ju)備這一功能,而全功能超(Chao)輕型(Xing)閥(Fa)偏心旋轉具有這一特點。遇(Yu)此,應選後二種閥。
(5)對于硬[Ying]密[Mi]封,必須有足夠的(De)硬度差,同一硬度材料“互不相讓(Rang)”,容易擦(Ca)傷。
(6)對所配執行機構應增大(Da)推力和剛度,使之動作[Zuo]自如。
五、切[Qie]斷閥(Fa)主(Zhu)要閥型
按上[Shang]述分析,切斷閥的主(Zhu)要閥(Fa)型如下,選擇[Ze]切斷閥應綜合考慮洩(Xie)漏[Lou]率、介質種類、介質溫度、流量系數等各種參[Can]數和性(Xing)價比。在[Zai]如[Ru]下優選秩序中(Zhong),先[Xian]考慮硬密封,再考慮(Lü)軟[Ruan]密封。
(1)全功能[Neng]超輕型調節閥
(2)三(San)偏(Pian)心金屬硬密封[Feng]蝶[Die]閥
(3)雙偏心球(Qiu)面[Mian]密封蝶閥[Fa]
(4)球閥(軟密封球閥及硬密封球閥(Fa))
(5)偏心(Xin)旋轉(Zhuan)閥
(6)單[Dan]座閥
(7)單座套(Tao)筒(Tong)閥
六、“高、大”切斷閥選擇
高溫、高(Gao)壓、大壓差、大口[Kou]徑切斷是一個[Ge]比較普遍的難[Nan]題,主[Zhu]要原因是[Shi]缺少同時(Shi)具有允許壓差大、切[Qie]斷好、耐高溫膨脹(Zhang)卡的閥,如高壓蒸汽調[Diao]節與切斷,因(Yin)壓差大(1~3MPa或更大),口徑大(DN200~300),不得不采用(Yong)平衡[Heng]式的雙(Shuang)密封結構(如雙座閥或雙密封套筒[Tong]閥),經(Jing)特殊處理,洩漏率(Lü)可[Ke]達10-4,全[Quan]功(Gong)能超輕型調[Diao]節閥綜合性[Xing]能好,可較好的解決這一難題,洩漏率[Lü]可達10-6~10-7以上[Shang]。