Category Archives: Technical Literature
October 29th, 2009
摘要:针对止回阀在锅炉压力容器中所起的重要作用。对传统止回阀易粘卡,密封泄漏,使用不灵活等问题进行了分析,并介绍了专利产品新型直通式止回阀(ZL03211980.1 和 ZL03211981.X)的特点。不锈钢阀门网。
1 概述
止回阀广泛用于石油、化工和电力供暖锅炉等装置中,防止流体倒流,保护设备安全运行。目前普通的止回阀结构有旋启式和升降式等,由于这些产品存在易粘卡,密封不严,难以维修的问题,给设备安全运行带来隐患。
2 故障与分析
止回阀是锅炉压力容器等设备常用的重要部件之一。如智能锅炉安装的止回阀关闭时,注水装置将自动给水。但是当止回阀出现动作迟缓,不灵活,粘卡,密封不严及倒流等情况时,自动注水装置将不能自动给水,只好人工采取相应处理措施给生产运行增添了不少隐患。还有油田稠油主要采油设备的湿蒸汽发生器(注气锅)是高温高压(17MPa,352℃)装置,如装置短路跳闸造成停电事故,高压注水泵将停止工作,此时大量蒸汽倒回,止回阀经过高温汽蚀,回压力量不能直接作用,造成止回阀不能灵活关闭,设备安全运行难以保证,将造成不应有的损失。
3 改进
针对普通止回阀(图 1)存在的不足,设计开发了新型直通式止回阀(图 2)。该产品的球体采用了整体弹性密封良好的橡胶材料。在高温高压工况时,球体采用不锈钢制造,整体阀座呈锥形。在高压下,球体灵活回到锥形阀座,达到自动关闭。新型直通式止回阀已获国家专利(专利号:ZL03211980.1 和 ZL03211981.X)。


直通式止回阀连接方式有螺纹、法兰和焊接等结构,还可根据用户要求采取其他连接方式。该阀经实际使用,效果良好,不存在粘卡和密封不严等现象。用于高温高压工况时,采用钢球,用于低温低压工况时,球体采用特殊橡胶球。
用于低压的螺纹和法兰连接阀门,其阀体采用模具生产,用于高温高压的焊接连接阀门,其阀体采用棒材加工,节省材料,加工方便。
4 结语
直通式新型止回阀的应用使设备安全系数得到提高,该阀流阻小,启闭灵活,密封性能好,受到用户欢迎。
October 22nd, 2009
摘要:不锈钢阀门网。介绍了大口径超高温蝶阀(48in. 300lb)使用工况和结构特点。阐述了在阀门选材和结构研制方面的经验。
1 概述
大口径超高温蝶阀用于催化裂化装置能量烟气回收系统,装置的正常操作温度 680℃,允许最高连续使用温度 720℃,最高超温 800℃,输送含有催化剂颗粒的再生烟气介质。由于介质对阀门冲刷 强烈,为防止阀体壁厚因冲刷减薄而失效,阀体内大面积堆焊硬质合金,阀体极易产生变形和开裂,堆焊难度较大。因为系统温度较高,金属材料在高温中机械性能急剧下降,阀门应选用耐高温材料。为防止阀门泄漏超标,引起系统烟机不能正常停车,从而造成重大事故,对阀门密封结构及其零件的加工精度要求较高。不锈钢阀门网。
2 结构特点
大口径超高温蝶阀阀体由钢板和锻件法兰焊接而成。阀杆为整体锻件结构,由外部轴承座支撑,并通过二端销连接带动阀瓣转动。2 个半圆阀座前后错开,与阀瓣呈对称式分布,结合对称式流线形结构的阀瓣,使阀门具有良好的流通性能。3 组填料密封,外加密封剂和吹扫二道辅助密封组成了高可靠性阀杆填料密封系统(图 1)。

3 设计依据
3.1 使用工况
- 工作压力:0.199MPa
- 操作温度:680℃
- 使用温度:720℃(连续工作最高温度)
- 最高超温:800℃(< 15min,每年少于 6 次)
- 输送介质:含有催化剂颗粒的再生烟气(最大颗粒直径为 9.6μm,烟气中催化剂密度 < 200g/m3
- 烟气流量:67kg/s(最大)
- 介质流向:水平
- 烟气分子量:29.1
3.2 设计参数
- 烟气流量:63kg/s(标准)
- 设计压力:0.259MPa
- 设计温度:704℃
- 设计压差:0.152MPa
- 腐蚀裕度:3.2mm
- 阀体直径:1219mm(48in. 内径)
- 流通面积:7503cm2(全开启)
- 全开Cv值:42800
- 泄漏率:最大流量的 0.67%(Cvmax 值的 0.16%)
4 研制
根据使用工况和设计参数要求,阀门研制的关键技术为正确选用主体材料、计算阀体最小壁厚、设计密封副结构和阀杆填料密封系统。
4.1 主体材料选用
(1)阀体材料 阀门设计执行标准为 ASMEB16.34。按该标准中的压力 – 温度表计算得到的阀门常温下的压力等级数,就是设计基准,并以此来计算最小壁厚。在设计过程中,阀体材料也选 ASMEB16.34 标准规定的材料,并且材料的适用温度高于阀门工况最高温度。经过查阅了大量国内外类似工况的阀门设备材料使用情况,结合对高温材料的使用经验,选择了性价比较高的 304H 作为阀体材料。此材料可减小蠕变对材料的影响。不锈钢阀门网。
(2)阀杆材料 根据高温强度估算,奥氏体钢在 704℃ 的高温工况下,强度降低 64.5% 以上,如 果采用加大阀杆直径提高其强度的方法,则超出阀门结构要求,因此奥氏体钢不适宜做阀杆材料。
lnconel X – 750 在 704℃ 的高温工况时,强度降低 41.3%,但强度值还很大( 表 1)。根据屈服强度,并考虑持久强度计算得到的阀杆直径,符合阀门结构要求,因此阀杆材料选用 lnconel X – 750。

4.2 结构设计
(1)阀体最小壁厚
阀体最小壁厚计算是为了保证阀门的压力边界完整。最小壁厚采用规则法计算,计算标准按 ASMEB16.34,在选择压力 – 温度额定值时,有 2 种磅级选择法。一种是选择标准磅级,计算得到的最小壁厚比较大,比较安全。另一种是选择特殊磅级,计算得到的最小壁厚比标准磅级小,但无损检测要求较严。根据高温工况的设计经验,选择了这二种磅级的组合形式,即在计算最小壁厚的压力 – 温度额定值时,选用标准磅级,而阀体的无损检测要求按特殊磅级。
首先按标准磅级计算压力等级额定指数 Pc。
- 已知设计温度 704℃,设计压力 0.259MPa,主体材料 304H,按照 ASMEB16.34 采用插入法计算得到 Pc = 178lb。
- 已知阀体进口流道内径 dm = 1219mm,Pc = 178lb,按照 ASMEB16.34,采用插入法计算,最小壁厚为 28.42mm。
- 48in. 大口径阀门应考虑结构应力,需要增加壁厚附加值,其数值取 6.35mm。
- 考虑腐蚀裕度需增加壁厚附加值 3.2mm。
- 考虑结构应力和腐蚀裕度后的最小壁厚为 28.42 + 6.35 + 3.2 = 37.97mm。阀体最小壁厚取值为 38mm。
(2)密封副结构
阀门泄漏率要求为最大流量的 0.67%,当泄漏超标就会引起系统烟机不能正常停车,从而造成重大事故。普通烟气蝶阀阀体通道内没有阀座,阀瓣仅起调节烟气介质流量的作用,不起密封作用(图 2)。根据性能要求,大口径高温蝶阀设有阀瓣和阀座密封副,对阀门的流通性能 、密封可靠性和启闭力矩 3 个方面进行了设计研究。首先按常规蝶阀设计了密封副(图 3),此形式密封可靠,虽然阀瓣旋转中心与密封面存在偏心力矩,使启闭力矩增大,但经过计算,力矩也在可以接受的范围之内。此结构的缺点是流通性能差,不能满足全开截面积的设计要求。经过反复设计、修改和计算,完成了对开式阀座密封副设计(图 4),该阀座是 2 个半圆阀座,它们前后错开与阀瓣呈对称式分布,使得阀瓣能够设计成对称式流线形结构,使阀门具有良好的流通性能,从而满足了全开截面积要求和全开 Cv 值要求。由于阀瓣结构对称,所以启闭力矩较小。虽然其密封面某一处可能有泄漏现象,但只要合理控制阀瓣和阀座的尺寸精度、形位公差和二者之间的装配误差,就能有效控制泄漏率在合格范围之内。不锈钢阀门网。

(3)阀杆密封结构
蝶阀用于催化裂化装置能量回收系统,装置上最高连续使用温度 720℃,最高超温达 800℃,不但工况恶劣,而且检修周期长(最短为一年),要求在检修周期内阀杆密封可靠。阀杆的密封是通过填料组件实现。该填料组件由装在填料函内的内侧、中间和外侧 3 组填料、4 个隔环、2 个止动螺栓、压套、压板和一组碟簧及螺柱螺母组成,外加吹扫系统和密封剂注入口来辅助密封(图 5)。

隔环 1 设计长度尽可能长,使内侧填料离高温区远些,可延长填料及阀杆的使用寿命。隔环 2 的作用是让内侧和中间二组填料压缩均匀。隔环 3 的主要作用是容纳密封剂。隔环 4 为开槽式,它与止动螺栓配合使用,当外侧填料紧固时,也就紧固了其他填料。止动螺栓的作用是限制填料系统的相对位置。碟簧的作用是即使填料发生松弛,碟簧的预紧力也能保证填料处于相对压紧状态,防止因填料 松弛而泄漏。
当发生泄漏时,吹扫系统中的流量指示器将显示出流量。如果是漏向外侧,可通过紧固填料螺栓来紧固外侧的填料。当内侧泄漏时,可从密封剂注入口注入密封剂来加强中间填料。当隔环 4 接触到底仍有泄漏时,必须更换外侧填料。更换外侧填料时,必须加强中间填料并且在获得中间密封后,将吹扫装置关断。这时可在运行时卸除并更换外侧填料。
吹扫系统仅作为备用装置。当内侧填料磨损不能形成密封情况下,使用吹扫装置,从而使阀杆或隔环不出现损坏。吹扫装置连接到高于阀门工作压力 0.04 ~ 0.07MPa 的一个氮气或仪表空气的连续供气源上。即使出现泄漏,泄漏的将是吹扫介质,无任何危险,确保阀门使用安全。不锈钢阀门网。
(4)超高温填料
填料选用柔性石墨。其在空气中氧化温度为 450℃,并在此温度下每 24h 后质量减轻 1%。温度越高,质量减轻得越多,氧化现象越严重。柔性石墨填料最高使用温度为 650℃,且仅用于非氧化介质。考虑到填料在填料函内处于压紧密封状态,只有一部分与空气接触,有资料介绍处于这种状态的填料使用温度可达 816℃。为了验证填料的可靠性,做了多次试验。
首次试验是将填料压紧在模拟的填料函内,放入热处理炉中加热到 816℃ 后保温 48h 取出,原来灰黑色的填料变得灰黄,轻碰即碎,显然填料已经失效,但又不象氧化失效。经分析确认,常规填料因为要防止 Cr13 材料的阀杆产生点腐蚀需填加缓蚀剂,是缓蚀剂导致了填料在高温下失效。考虑到 lnconel X – 750 阀杆材料不存在点腐蚀倾向,所以填料内可以不加缓蚀剂。将不含缓蚀剂的填料压紧 在模拟 的 填 料 函 内,经 加 热 至 816 ℃并 保 温 48 h 后,灰黑色填料没有变色,填料的弹性也没变化,只是跟空气接触部分有明显的氧化现象。为了改进柔性石墨的高温性能,将不含缓蚀剂的柔性石墨与高温抗氧化板制成的填料压紧在模拟的填料函内,经加热至 816℃ 并保温 48h 后,灰黑色的填料没有变色,填料的弹性也没变化,跟空气接触部分有少许氧化现象。由此初步证实了处于压紧密封状态的填料使用温度可达 816℃ 的可靠性。经过多次试验改进制成了超高温柔性石墨填料。
5 结语
大口径超高温蝶阀的研制成功,主要解决了阀体主体材料的选用、蝶阀密封副结构及阀杆密封结构的设计等问题,并通过试验选取了超高温填料,为石化行业催化裂化装置系统用阀门的设计和制造取得了经验。
October 22nd, 2009
摘要:不锈钢阀门网。介绍了铸渗技术的工艺特点及其工作原理。给出了 Y 形浆料截止阀实施铸造表面合金化的工艺要求、适用材料及其操作过程。
1 概述
JL45Y25-DN250mm Y 形浆料截止阀主要用于钢厂及电厂输送炉渣的管道控制系统中。该阀由可分开的左阀体和右阀体组成,两阀体用高强度的螺栓紧固成一体,弥补了常规截止阀密封面损坏不宜拆换的问题,解决了直通式截止阀流体阻力大,弯道处容易积渣的问题,避免了闸阀由于凹槽存料而关闭不到位的问题,既有利于清洗阀门,又方便拆换密封件。不锈钢阀门网。
但使用中也出现了一些问题。主要是阀体不耐冲刷,使用寿命较短(3 个月左右)。尽管设计时在右阀体内腔的阀座出口处带有护圈,以避免阀门开启时矿浆对右阀体的冲刷,但在工作过程中,高压水流输送的炉渣仍对阀瓣和阀座边缘及内腔表面产生强烈的冲刷,形成大量的沟槽,特别是右阀体被磨穿,降低了阀门的使用寿命。
2 改进
针对 Y 形浆料截止阀使用中阀体磨穿的实际情况,采用了多种处理方法,如热喷涂、表面堆焊 Co 基合金、内镶衬铸石等等,但因为阀门内腔结构复杂,不便实施。所以采用了铸渗工艺进行复合强化,达到了提高阀体内腔表面耐冲刷性能、降低 生产成本、方便实用、缩短生产周期的目的。
3 铸渗法原理
铸渗法(熔铸法)制备表面复合材料是将一定成分的合金粉末调成涂料或预制成块,涂刷或放置在铸型的特定部位(需要提高表面性能的部位)。通过浇注时母材(基体)金属液浸透涂料或预制块的毛细孔隙,并依靠金属液热量使合金粉末熔解、熔化,与基体金属融合为一体,在铸件表面形成具有耐磨、耐热、耐腐蚀等特殊性能的表面复合层。不锈钢阀门网。
铸渗技术与其他非铸造方法的表面强化技术,如热喷涂、气相沉积、堆焊、原位反应液相烧结和复合镀层等相比,具有不需要专用设备,复合层厚,工艺简单,生产周期短、成本低廉等优点。尽管铸渗技术存在着气孔、夹渣及表面复合层厚度不均等问题,但通过选择合适浇注温度、溶剂种类和数量、粘结剂种类和数量等,对铸造工艺进行优化,可以减轻铸造过程中存在的问题。
4 铸渗材料
(1) 基体金属
Y 形浆料截止阀(图 1)阀体材料为 WCB,成分范围要求是 0.21% ~ 0.26 % C、0.35% ~ 0.55% Si、0.55% ~ 0.85% Mn、P 或 S ≤ 0.040%,属于焊接用高温碳素钢。铸钢件强度高,塑性好,且对 Mo 和 B 等渗剂材料有良好的润湿性和一定溶解度,能保证界面呈冶金结合,提高了结合强度。但由于铸钢凝固温度高,速度快,钢水流动性差,因而形成合格渗合金层难度较大。
(2) 铸渗剂
为获得高性能的表面复合层,铸渗剂选用硬度高,刚度好,且粒度适中的金属粉末或陶瓷。铸渗剂合金粉末粒度 150 ~ 200 目为宜。
5 铸渗操作
5.1 溶剂性能
(1) 润湿性
溶剂润湿性直接影响铸渗层的形成强度,因此溶剂与基体金属要有一定的润湿性。合金粉末在室温和升温过程中表面会产生氧化膜如 FeO、Fe2O3、MoO2 等。氧化膜的存在会破坏金属液与合金粉末的润湿,影响结合品质,应去除,如加入还原剂和溶剂等。
(2) 溶剂
溶剂的作用在于浇注时包裹合金颗粒使之不被氧化,受热熔化后能去除合金颗粒表面的氧化膜,清洁渗剂表面,从而增加金属液对渗剂的浸润能力。不同的溶剂及不同的加入量对铸渗的影响是不同的。研究表明,溶剂的加入量要适当。过少则不能有效改善金属液的润湿能力;过多则会因其所占的体积大,易在熔化后留下较大的孔洞,降低合金层的品质。在一定范围内提高溶剂加入量可以改善铸渗层的品质。不锈钢阀门网。
常用的溶剂有硼砂、硼酸、碳酸钠、NaF、NaCl 等。其中硼砂应用最为广泛,而 NaF 效果较好。因为 NaF 是一种比重小的造渣剂,能溶解和吸收高熔点氧化物,同时 NaF 又是一种表面活性剂,能减少钢液的表面张力,而且造渣后上浮,从而改善铸渗层质量。NaF 加入量过多会出现浇注时合金粉下沉现象,适宜的加入量是 3%(占合金粉末重量)左右。本铸渗涂料中 NaF 加入量为 2.5%。
(3) 粘结剂
粘结剂能改善金属液与涂料或膏块间的润湿性。加入粘结剂后能保证涂料附着在型壁上,膏块本身有一定的强度,保证在浇注时不变形或被高温金属液冲散,能形成稳定的毛细空隙。粘结剂的加入量过多则金属液不能使其及时全部分解,燃烧气化,结果残留在复合层中形成夹渣,影响强化效果。粘结剂的加入量过少则粘结力低、强度低、浇注时易被金属液冲散,不能形成复合层。
研究表明,为减少铸渗层的气孔和夹渣缺陷,应尽量减少粘结剂用量。常用粘结剂种类有水玻璃、桐油、树脂、聚乙烯醇缩合物等。
5.2 工艺
(1) 涂料层厚度
涂料层厚度应根据铸件渗层的具体要求确定。渗层厚度随涂刷厚度的增加而增厚。铸件厚度与合金粉厚度之比 λ 应大于 10。λ 值较大,金属液可以提供充足热量促进融合,并使铸渗层较长时间保持高温状态,便于合金化元素进行原子扩散。当涂刷厚度过小时,合金粉末易于熔化,并被金属液稀释,甚至无法形成铸渗层。涂料涂刷时要分多次涂刷,每次 0.3 ~ 0.5mm 为宜,以保证形成平整、均匀的涂料层。铸渗涂料层涂刷完成后只能自然干燥或进窖烘烤,不能点火燃烧。为避免刷涂料时粘沙,可以先刷一层醇基涂料并点燃后再刷铸渗涂料。
(2) 浇注温度
浇注温度影响铸渗层厚度和融合质量,因为浇注温度越高,基体金属液粘度越小,向涂料层渗透能力就越强。但浇注温度过高,溶剂元素烧损严重,基体晶粒粗大。浇注温度过低则结合强度低,渗层易脱落,扩散层薄或不形成扩散层。同一合金粉在不同浇注温度下得到不同厚度的渗层。不同合金粉在同一浇注温度下所得到的渗层也是有差异的。铸钢件浇注温度一般控制在 1530 ~ 1550℃。
(3) 铸造
由于 JL45Y25-DN250mm Y 形浆料截止阀易冲刷部位位于分型面上下,涂料层基本上位于侧面,有利于铸渗层的形成,同时由于涂料中有机物发气量较大应加强排气工作。
(4) 砂芯预热
砂型预热对于无论湿性或干性,也无论粘土砂型或树脂砂型,在一定工艺条件下均可以获得良好的表面合金层质量。砂芯在涂料涂覆后进窑烘干。砂芯烘干温度一般以 200 ~ 240℃ 为宜,保温 2 ~ 4h,烘烤后即出窑合箱浇注。砂芯烘干温度过低,粘结剂达不到应有的粘结强度。合金粉粘结强度低,在浇注过程中合金粉易脱落,形成的合金层不均匀。砂芯烘干温度过高,粘结剂过烧,失去粘结强度,合金粉脱落,渗层厚度不均匀。铸型预热后浇注有利于减少钢水降温,有利于保持钢水液态时间,从而保证渗层质量。
6 应用
为提高 JL45Y25-DN250mm Y 形浆料阀使用寿命,在阀体铸造过程中采用了铸渗工艺,其铸渗剂选用 Mo 粉、B-Fe 粉和 Fe2O3 粉等,溶剂选用 NaF(加入量为合金粉末质量的 35%,粘结剂选用聚乙烯醇缩丁醛(PVB,加入量 3%),涂料层厚度 1.5 ~ 2mm。铸渗法铸造工艺在阀体内腔表面形成了三元硼化物 (Mo2FeB2) 基金属陶瓷覆层。铸渗层铸态组织为 Mo2FeB + Fe 基体,铸渗层强度 ≥ 58 HRC,铸渗层与铸件钢结合为冶金结合,耐磨性为钢基体的 3 倍左右。原来阀门使用寿命最长为 3 个月,经表面铸渗处理后已使用 6 个月,使用寿命大为提高。不锈钢阀门网。
7 结语
铸渗工艺具有成本低,工艺简单,操作方便,生产周期短等特点。与基体相比,合金层耐磨性大为提高。采用铸渗技术后不但提高了浆料阀内表面的耐冲刷性能,而且降低了生产成本,缩短了生产周期,经济效益显著。铸渗层的熔合质量关键是工艺控制得当。目前存在的主要问题仍是铸渗层质量稳定性不够,有待进一步改进。
October 21st, 2009
蝶阀
蝶阀的蝶板安装于管道的直径方向。在蝶阀阀体圆柱形通道内,圆盘形蝶板绕着轴线旋转,旋转角度为 0°~ 90° 之间,旋转到 90° 时,阀门则牌全开状态。
蝶阀结构简单、体积小、重量轻,只由少数几个零件组成。而且只需旋转 90° 即可快速启闭,操作简单,同时该阀门具有良好的流体控制特性。蝶阀处于完全开启位置时,蝶板厚度是介质流经阀体时唯一的阻力,因此通过该阀门所产生的压力降很小,故具有较好的流量控制特性。蝶阀有弹密封和金属的密封两种密封型式。弹性密封阀门,密封圈可以镶嵌在阀体上或附在蝶板周边。
采用金属密封的阀门一般比弹性密封的阀门寿命长,但很难做到完全密封。金属密封能适应较高的工作温度,弹性密封则具有受温度限制的缺陷。 如果要求蝶阀作为流量控制使用,主要的是正确选择阀门的尺寸和类型。蝶阀的结构原理尤其适合制作大口径阀门。蝶阀不仅在石油、煤气、化工、水处理等一般工业上得到广泛应用,而且还应用于热电站的冷却水系统。
常用的蝶阀有对夹式蝶阀和法兰式蝶阀两种。对夹式蝶阀是用双头螺栓将阀门连接在两管道法兰之间,法兰式蝶阀是阀门上带有法兰,用螺栓将阀门上两端法兰连接在管道法兰上。阀门的强度性能是指阀门承受介质压力的能力。阀门是承受内压的机械产品,因而必须具有足够的强度和刚度,以保证长期使用而不发生破裂或产生变形。不锈钢阀门网。
球阀
球阀是由旋塞阀演变而来。它具有相同的旋转 90° 提动作,不同的是旋塞体是球体,有圆形通孔或通道通过其轴线。球面和通道口的比例应该是这样的,即当球旋转 90° 时,在进、出口处应全部呈现球面,从而截断流动。
球阀只需要用旋转 90° 的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。完全平等的阀体内腔为介质提供了阻力很小、直通的流道。通常认为球阀最适宜直接做开闭使用,但近来的发展已将球阀设计成使它具有节流和控制流量之用。球阀的主要特点是本身结构紧凑,易于操作和维修,适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质,而且还适用于工作条件恶劣的介质,如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等。球阀阀体可以是整体的,也可以是组合式的。
截止阀
截止阀的阀杆轴线与阀座密封面垂直。阀杆开启或关闭行程相对较短,并具有非常可靠的切断动作,使得这种阀门非常适合作为介质的切断或调节及节流使用。
截止阀的阀瓣一旦处于开启状况,它的阀座和阀瓣密封面之间就不再的接触,并具有非常可靠的切断动作,合得这种阀门非常适合作为介质的切断或调节及节流使用。
截止阀一旦处于开启状态,它的阀座和阀瓣密封面之间就不再有接触,因而它的密封面机械磨损较小,由于大部分截止阀的阀座和阀瓣比较容易修理或更换密封元件时无需把整个阀门从管线上拆下来,这对于阀门和管线焊接成一体的场合是很适用的。介质通过此类阀门时的流动方向发生了变化,因此截止阀的流动阻力较高于其它阀门。不锈钢阀门网。
常用的截止阀有以下几种:
- 角式截止阀:在角式截止阀中,流体只需改变一次方向,以致于通过此阀门的压力降比常规结构的截止阀小。
- 直流式截止阀:在直流式或 Y 形截止阀中,阀体的流道与主流道成一斜线,这样流动状态的破坏程度比常规截止阀要小,因而通过阀门的压力损失也相应的小了。
- 柱塞式截止阀:这种形式的截止阀是常规截止阀的变型。在该阀门中,阀瓣和阀座通常是基于柱塞原理设计的。阀瓣磨光成柱塞与阀杆相连接,密封是由套在柱塞上的两个弹性密封圈实现的。两个弹性密封圈用一个套环隔开,并通过由阀盖螺母施加在阀盖上的载荷把柱塞周围的密封圈压牢。弹性密封圈能够更换,可以采用各种各样的材料制成,该阀门主要用于“开”或者“关”,但是备有特制形式的柱塞或特殊的套环,也可以用于调节流量。
闸阀
闸阀是作为截止介质使用,在全开时整个流通直通,此时介质运行的压力损失最小。闸阀通常适用于不需要经常启闭,而且保持闸板全开或全闭的工况。不适用于作为调节或节流使用。对于高速流动的介质,闸板在局部开启状况下可以引起闸门的振动,而振动又可能损伤闸板和阀座的密封面,而节流会使闸板遭受介质的冲蚀。从结构形式上,主要的区别是所采用的密封元件的形式。根据密封元件的形式,常常把闸阀分成几种不同的类型,如:楔式闸阀、平行式闸阀、平行双闸板闸阀、楔式双闸板闸阀等,最常用的形式是楔式闸阀和平行式闸阀。
止回阀
这种类型的阀门的作用是只允许介质向一个方向流动,而且阻止方向流动。通常这种阀门是自动工作的,在一个方向流动的流体压力作用下,阀瓣打开;流体反方向流动时,由流体压力和阀瓣的自重合阀瓣作用于阀座,从而切断流动。
其中止回阀就属于这种类型的阀门,它包括旋启式止回阀和升降式止回阀。旋启式止回阀有一介铰链机构,还有一个像门一样的阀瓣自由地靠在倾斜的阀座表面上。为了确保阀瓣每次都能到达阀座面的合适位置,阀瓣设计在铰链机构,以便阀瓣具有足够有旋启空间,并使阀瓣真正的、全面的与阀座接触。阀瓣可以全部用金属制成,也可以在金属上镶嵌皮革、橡胶、或者采用合成覆盖面,这取决于使用性能的要求。
旋启式止回阀在完全打开的状况下,流体压力几乎不受阻碍,因此通过阀门的压力降相对较小。升降式止回阀的阀瓣座落位于阀体上阀座密封面上。此阀门除了阀瓣可以自由地升降之外,其余部分如同截止阀一样,流体压力使阀瓣从阀座密封面上抬起,介质回流导致阀瓣回落到阀座上,并切断流动。
根据使用条件,阀瓣可以是全金属结构,也可以是在阀瓣架上镶嵌橡胶垫或橡胶环的形式。像截止阀一样,流体通过升降式止回阀的通道也是狭窄的,因此通过升降式止回阀的压力降比旋启式止回阀大些,而且旋启式止回阀的流量受到的限制很少。不锈钢阀门网。
控制阀
在生产过程中,为了使介质的压力、流量等参数符合工艺流程的要求,需要安装调节机构对上述参数进行调节。调节机构的主要工作原理,是靠改变阀门阀瓣与阀瓣与阀座间的流通面积,达到调节上述参数的目的。属于这类阀门的统称为控制阀,其中分为依靠介质本身动力驱动的称为自驱式控制阀如减压阀、稳压阀等,凡其他动力驱动的(如电力 、压缩空气和液动力)称为他驱式控制阀,如电动调节阀、气动调节阀和液动调节阀等。
常用驱动方式
电力驱动的阀门
电力驱动阀门是常用的驱动方式的阀门,通常称这种驱动装置形式的驱动装置为阀门电动装置,阀门电动装置的特点如下:
- 启闭迅速,可以大大缩短启闭阀门所需的时间;
- 可以大大减轻操作人员的劳动强度,特别适用于高压、大口径阀门;
- 适用于安装在不能手动操作或难于接近的位置,易于实现远距离操纵,而且安装高度以不受限制;
- 有利于整个系统的自动化;
- 电源比气源和液源容易获得,其电线的敷设和维护也比压缩空气和液压管线简单得多。
阀门电动装置的缺点是构造复杂,在潮湿的地方使用更为困难,用于易爆介质时,需要采用隔爆措施。
阀门电动装置按所驱动的阀门类型不同,可分为 Z 型和 Q 型两大类。Z 型阀门电动装置的输出轴可以转出很多圈,适用于驱动闸阀、截止阀、隔膜阀等;Q 型阀门电动装置的输出轴只能旋转 90°,适用于驱动旋塞阀、球阀和蝶阀等。按其防护类型有普通型、隔爆型(以 B 表示)、耐热型(以 R 表示)和三合一型(即户外、防腐、隔爆,以 S 表示)。
阀门电动装置一般由传动机构(减速器)、电动机、行程控制机构、转矩限制机构、手动-电动切换机构、开度指示器等组成。
气动和液动阀门
气动阀门和液动是以一定压力的空气、水或油为动力源,利用气缸(或液压缸)和活塞的运动来驱动阀门的,一般气动的空气压力小于 0.8MPa,液动的水压或油压为 2.5MPa ~ 25MPa。回转型气、液驱动装置用于驱动装置用于驱动球阀、蝶阀或旋塞阀。液动装置的驱动力大,适用于驱动大口径阀门。如用于驱动旋塞阀、球阀和蝶阀时,必须将活塞的往复运动转换面回转运动。除了采用气缸或液压缸的活塞来驱动外,不有采用气动薄膜驱动的,因其行程和驱动力较小,故主要用于调节阀。
手动阀门
手动阀门是最基本的驱动方式的阀门。它包括用手轮、手柄或板手直接驱动和通过传动机构进行驱动两种。当阀门的启力矩较大时,可通过齿轮或蜗轮传动进行驱动,以达到省略的目的。齿轮传动分直齿圆柱齿轮传动和锥齿传动。齿轮传动减速比小,适用于闸阀和截止阀,蜗轮传动减速比较大,适用于旋塞闪、球阀和蝶阀。不锈钢阀门网。
常用阀门特性
1、闸板阀门
闸板阀门也叫闸板节门,它的特点是比较严密,常用于上水管道和热水供暖管道,由于闸板六门开启后不宜挡住异物,所以被用作供暖管纲的排污阀和小型锅炉(如立式横水管锅炉)的排污阀。这种阀门习惯上不用在蒸汽管道上,因为压力较高时,闸板阀门会因单面承受压力而难于开启。
闸板阀门适合于在全开或全关的状态下工作,不适宜用它调节流量。如果闸板长时期处于半开关的状态下工作,闸板的密封面会因受介质冲刷而变得不严密。
2、截止阀和节流阀
截止阀和节流阀这两种阀门过去统称球型阀。虽然截止阀是用于截断汽、水通路的,节流阀主要是用于调节流量的,但从外形上难以区别,不同的地方只在于阀芯。截止阀阀芯的端部是平的,而节流阀阀芯的是锥形的。
铜阀芯的截止阀,无论汽、水管道均可使用。阀芯上加装皮钱,胶皮或塑料热的截止阀(俗称皮钱节门),则只用于水或低温热水管道中,否则皮钱、胶皮或塑料会变质而失去严密性。
3、旋塞阀及球阀
旋塞阀俗称转心阀门,是一种快开阀门,按其分流情况有直通式、三通式、四通式等。旋塞阀的阀杆与阀芯是连成一体的,阀芯呈截锥体,其上开有矩形通孔,小型旋塞阀的通孔是圆形的。当阀杆顶端上的沟槽或手柄与旋塞的进出口方向平行时,阀门全开,垂直时为全关。
球阀实际上是旋塞的变种,它和旋塞一样是靠改变阀芯的角度来实现阀门的开头的。球阀的阀芯是球体,球体上开有圆柱形孔、球体两侧衬氟塑料热环,作为阀座密封圈。
旋塞和球阀均是快开式阀门,阻力小、流量大。但它的密封面易磨损,开关力较大,容易卡住,故不适用于高温高压的情况。
旋塞与球阀规格一般为 15mm(1/2in)~ 50mm(2in)。旋塞用于开关管路中的介质也可作节流阀门;球阀只用于开关管道介质,不宜作节流阀用,以免阀门长时间受介质冲刷而失去严密性。
4、逆止阀(止回阀)
逆止阀又叫止回阀,俗称单流阀门,能根据阀前阀后的压力差而自动启开,作用是自动控制液体的流动方向,使它向一个方向流动而阻止其逆向流动。逆止阀多用于给水管路,安装时有严格的方向性,一定不可装反。
升降式逆止阀。这种阀门的阀芯上部有导杆,导杆和阀芯可沿着阀盖上的导向套筒自由升降,流体自左向右流动时,即把阀芯压开,当流体反向流动时阀芯下降到阀座上,通路即截断。
摇板式逆止阀,也叫旋启式逆止阀,原理与升降式略同。
以上两种逆止阀只装在水平的管线上。
弹簧式逆止阀,这种阀门是升降式的发展。
普通升降式逆止阀只能安装在平向管道上而弹簧升降式逆止阀可以不受方向限制。无论在平向管道,竖向管道和成某一角度的管道均使用。这种阀门的规格为 15mm(1/2in)~ 50mm(2in)。
底阀。专门装在水泵吸入管进水口处的一种单向阀门,俗称井底瓦拉、莲蓬头等。
5、直气门与直角阀门
直气门是散热器专用的一种阀门,可用于汽暖散热器的入口处和水暖用热器的出口、入口处。直角阀门的进口与出口成 90° 直角。暖气系统用的直角阀门俗称八字气门。专门用于散热器上,汽暖时用于散热的进汽口处,水暖时可用于散热器的进、出水口处,起调节汽量或水量的作用。
6、减压阀
减压阀用以降低管道内介质压力,使介质压力符合生产的需要。常用的减压阀有活塞式、波纹管式减压阀、鼓膜式及弹簧式等。
减压阀应直立安装在水平管道上,阀盖要与水平管道垂直,安装时注意阀体的箭头方向。减压阀两侧应装置阀门。高低压管上都设有压力表,同时低压系统还要设置安全阀。这些装置的目的是为了调节和控制压力方便可靠,对低压系统保证安全运行尤其重要。不锈钢阀门网。
October 21st, 2009
摘要:不锈钢阀门网。电磁阀是由电磁线圈和磁芯组成,是包含一个或几个孔的阀体。当线圈通电或断电时,磁芯的运转将导致流体通过阀体或被切断,以达到改变流体方向的目的。
当有电流通过线圈时,产生励磁作用,固定铁芯吸合动铁芯,动铁芯带动滑阀芯并压缩弹簧,改变了滑阀芯的位置,从而改变了流体的方向。当线圈失电时,依弹簧的弹力推动滑阀芯,顶回动铁芯,使流体按原来的方向流动。在我们制氧生产中,分子筛切换系统强制阀的开关就是通过二位四通电磁阀来控制的,气流分别供至强制阀的活塞两端。从而来控制强制阀的启闭。电磁阀的故障将直接影响到切换阀和调节阀的动作,常见的故障有电磁阀不动作,应从以下几方面排查:
- 电磁阀接线头松动或线头脱落,电磁阀不得电,可紧固线头。
- 电磁阀线圈烧坏,可拆下电磁阀的接线,用万用表测量,如果开路,则电磁阀线圈烧坏。原因有线圈受潮,引起绝缘不好而漏磁,造成线圈内电流过大而烧毁,因此要防止雨水进入电磁阀。此外,弹簧过硬,反作用力过大,线圈匝数太少,吸力不够也可使得线圈烧毁。紧急处理时,可将线圈上的手动按钮由正常工作时的“0”位打到“1”位,使得阀打开。
- 电磁阀卡住。电磁阀的滑阀套与阀芯的配合间隙很小(小于 0.008mm),一般都是单件装配,当有机械杂质带入或润滑油太少时,很容易卡住。处理方法可用钢丝从头部小孔捅入,使其弹回。根本的解决方法是要将电磁阀拆下,取出阀芯及阀芯套,用 CCI4 清洗,使得阀芯在阀套内动作灵活。拆卸时应注意各部件的装配顺序及外部接线位置,以便重新装配及接线正确,还要检查油雾器喷油孔是否堵塞,润滑油是否足够。
- 漏气。漏气会造成空气压力不足,使得强制阀的启闭困难,原因是密封垫片损坏或滑阀磨损而造成几个空腔窜气。
在处理切换系统的电磁阀故障时,应选择适当的时机,等该电磁阀处于失电时进行处理,若在一个切换间隙内处理不完,可将切换系统暂停,从容处理。
October 21st, 2009
蝶阀以其成本低、体积小、质量轻和寿命长等优势得到了广泛的应用。随着我国工业的发展,各行业对设备的性能要求越来越严格,尤其是在一些煤气管道或其他有害物质的管道中,要求蝶阀必须达到零泄漏,所以蝶阀的密封结构设计一直是重要的研究课题。
随着现代工业技术的飞速发展,蝶阀广泛应用于管道控制系统,特别是其他控制阀类难以适用的大口径管道控制系统。通常,蝶阀的阀座为固定式,其材质有高分子聚合物和金属两类,聚合物阀座主要适用于温度较低的工况,金属密封阀座蝶阀虽然能满足较高的温度和压力工况,但金属阀座的弹性较聚合物阀座低,密封性能较差。蝶阀各种性能的改善与其不断改进密切相关。如蝶阀的密封结构技术发展先后经历了普通蝶阀、单偏心蝶阀、双偏心蝶阀和三偏心蝶阀的演变过程(图 1)。

图 1 (a) 普通蝶阀 (b) 单偏心蝶阀 (c) 双偏心蝶阀 (d) 三偏心蝶阀
为解决普通蝶阀的蝶板与阀座的挤压问题产生了单偏心蝶阀。单偏心蝶阀的阀杆中心线与密封中心线错开,形成不对称结构,以便不通过橡胶衬密封面,造成了蝶阀的密封面成为一个完整连续的圆弧曲面,这样对于密封面的加工制造就非常方便,而且蝶板与阀座还可以进行研磨,这对于蝶阀的密封性能就有了充分的保证。蝶板上下端不再为回转轴心,分散减轻了蝶板上下端与阀座的过度挤压,能较快离开密封面,减小了配合面间的摩擦力。但是由于单偏心结构在阀门的整个开关过程中蝶板与阀座的刮擦现象并未消失,故采用不多。
双偏心蝶阀的结构特征是阀杆轴心偏离阀座的密封面中心,也偏离管路和阀门中心线。双偏心的效果使阀门开启后,蝶板能迅速脱离阀座,大幅度地消除了蝶板与阀座的不必要的过度挤压和刮擦等现象,减轻了开启力矩,降低了磨损,提高了阀座寿命。刮擦的大幅度降低,同时还使得双偏心蝶阀也可以采用金属阀座,提高了蝶阀的适用温度,但因为其密封原理属于位置密封构造,即蝶板与阀座的密封面为线接触,通过蝶板挤压阀座所造成的弹性变形产生密封效果,故对关闭位置要求很高(特别是金属阀座),承压能力较低,蝶板或阀体密封面的摩擦现象非常严重。
三偏心蝶阀是在双偏心的阀杆轴心位置偏心的同时,再加上圆锥形密封面中心线相对于阀门中心线偏转一个角度,形成第三个偏心。阀座密封形线周长是随角度偏心的增加而增加,当阀座被磨蚀和损伤时,只需向关闭方向改变关闭阀位就可以重新达到密封效果,即增加了角度偏心和阀座的弹性压缩量。经蝶板阀座间启闭磨合,消除阀座的损伤,而采用浮动性的阀座则可以确保关闭阀位变化后蝶板与阀座间的最佳密封形位。
第三个偏心可使阀座与蝶板在阀门的整个行程中完全脱离,蝶板与阀座的接触只是在密封时的一瞬间,因此极大地减少了阀座与蝶板之间在开关过程中的摩擦,减少了磨损,延长了使用寿命。由于其密封是靠阀座与蝶板上密封圈之间的挤压实现的,密封比压可由阀杆扭矩来施加,如果阀门结构设计合理,则可实现极高的密封效果。对第三个偏心的合理设计,可排除阀门卡死的可能性,因而提高了操作的可靠性。
与一般的蝶阀相比,三偏心蝶阀通常采用金属硬密封阀座,解决了耐高温的问题。在蝶板周边镶装着由不锈钢薄板与石墨薄板相互交错层叠而成的多层密封圈,这种密封具有金属硬密封和弹性软密封的双重优点,解决了泄漏问题。三偏心蝶阀作为一种高性能阀门,以其独特的结构特点和性能优势成为调节阀市场中的首选。