上海富肯机电设备有限公司
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低温阀的设计要求
点击次数:294 发布时间:2017/12/25

用于介质温度为-40℃~-100℃的各种阀门称为低温阀门。由于低温阀门其工作温度极低,因此,在设计这类阀门时,除了应遵循一般阀门的设计原则外,还有一些特殊要求,

(1)根据使用情况,低温阀的设计有下列要求:

① 阀门在低温介质及周围环境温度下应具有长时间工作的能力,一般使用寿命10年或3000~5000次循环。

② 阀门不应成为低温系统的一个显著热源,这是因为热量的流入除降低热效率外,如流入过多,还会使内部流体急速蒸发,产生异常升压,造成危险。

③ 低温介质不应对手轮操作、填料密封性能产生有害的影响。

④ 直接与低温介质接触的阀门组合件应具有防爆和防火结构。

⑤ 在低温下工作的阀门组合件无法润滑,所以需要采取结构措施,以防止摩擦件擦伤。

  1. 低温阀主体材料选用应考虑的因素有下列要求:
  1. 阀门的最低使用温度。
  2. 金属材料在低温下保持工作条件所需要的力学性能,特别是冲击韧性、相对延伸率及组织稳定性。
  3. 材料有足够的低温冲击强度。
  4. 材料有不同的冷收缩性能。
  5. 在低温及无油润滑的情况下,具有较好的耐磨性。
  6. 具有良好的耐蚀性。
  7. 采用焊接时还要考虑材料的焊接性能。

低温阀主体零部件阀体、阀盖、阀座、阀瓣等材料的选用原则是:温度高于一100℃时选用铁素体钢;温度低于-l00℃时选用奥氏体钢,低压及小口径阀门可选用钢和铝等材料。阀杆及紧固件的材料选用:温度高于一100℃时,阀杆和螺栓材料采用Ni,Cr-Mo等合金钢,经适当的热处理,以提高抗拉强度和防止螺纹咬伤等;温度低于一100℃时,采用奥氏体不锈耐酸钢制造,同时,阀杆必须镀硬铬(镀层厚0.04mm~0.06mm),或进行氮化处理,以提高

表面硬度。为防止螺母与螺栓咬死,螺母一般采用Mo钢或Ni钢,同时在螺纹表面涂二硫化钼,低温阀门用垫片必须在常温、低温及温度变化下具有可靠的密封性和复原性。由于垫片材料在低温下会硬化和降低塑性,所以应选择性能变化小的垫片材料。使用温度为

-200℃,低温最高使用压力3MPa时,采用长纤维白石棉的石棉橡胶板。使用温度为-200℃、最高使用压力5MPa时,采用耐酸钢带夹石棉编制而成的缠绕式垫片,或聚四氟乙烯耐酸钢带绕制而成的缠绕式垫片。膨胀石墨与耐酸钢统制而成的缠绕式垫片用于-200℃的低温阀门上比较理想。低温阀门的填料选择要考虑填料的低温特性,一般在低温阀门中采用浸渍聚四氟乙烯V型填料。

(3)低温阀结构设计有下列基本要求

① 采用能充分承受温度变化而引起膨胀、收缩的阀体,而且阀座部位的结构不会因温度变化而产生永久变形。

② 采用能保护填料函的长颈阀盖结构。采用此结构的主要目的是减少传人装置内的热量,并防止因填料画部分过冷而使在填料函部位的阀杆和阀盖上部的零件结霜和冻结,保证填料箱部位的温度在0℃以上

③ 采用无论温度如何变化均能保持可靠密封的阀瓣。例如,闸阀采用弹性闸板或开式闸板;截止阀的平阀座及针形阀采用塞子形的阀瓣。

④ 采用上密封结构。低温阀,一般都要求设上密封结构,上密封面一般堆焊钴铬钨硬质合金,精加工后研磨。

⑤ 采用钴铬钨硬质合金堆焊结构的阀座,阀瓣(闸板)密封面

注:软密封结构,由于聚四氟乙烯膨胀系数大,低温变脆,所以仅适用于温度高于-70℃的低温阀,但聚三氯乙烯可用于一162℃的低温阀。低温阀门也可采用无填料的波纹密封结构。

⑥ 采用泄压孔防止异常升压。泄压孔开设位置视阀门结构而定,有的在阀体上,有的在闸板上。

也可在阀门上设置引出管或安装安全阀以排出异常高压。

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