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提供閥門、水表、衛(wèi)浴管件、給水管、采暖管、管配件等產品在流體輸送系統(tǒng)當中,閥門是不可或缺的控制部件,其主要具有調節(jié)、導流、防逆流、截止、分流等功能,閥門在工業(yè)和民用領域中的應用非常廣泛。高溫閥門是閥門中較為常用的一種類型,它的具體性能如下:淬火性能較好,可以進行深度淬火;熔接性好;對沖擊具有良好的吸收性能,很難通過暴力對其造成破壞;對回火脆性傾向較少等等。高溫閥門的種類相對較多,比較常見的有高溫蝶閥、高溫球閥、高溫過濾器、高溫閘閥等等。
高溫閥門包括高溫閘閥、高溫截止閥、高溫止回閥、高溫球閥、 高溫蝶閥、高溫針閥、高溫節(jié)流閥、高溫減壓閥等。其中,較常用的為閘閥、截止閥、止回閥、球閥和蝶閥。 [1]
設計制約因素
一、熱膨脹量
物質的熱膨脹和承受熱的差別是決定熱膨脹量區(qū)分的重要條件,所以我們在試驗高溫的閥門設計活動中,應該將這種條件的制約因素考慮進來。為了讓閥芯里的溫度可以快速達到和流體中的溫度一樣,然后把受熱的高溫流體導入溫度很低的閥門里,讓側面面積小的閥桿可以有效地做好散熱工作。因為閥門的散熱條件和其他的物質不一樣,特別是在膨脹的方面是非常不一樣的,盡管是同時進行加熱的,不過在最后的膨脹量上完全不同。所以,需要確保閥門工作的間隙,同時還需要加大控制的范圍,這樣可以避免零件發(fā)生卡死的情況,可以顯著降低零件由于溫度升高出現(xiàn)的損壞。
二、熱交變
介質在熱交變方面會對零件的作用產生很大影響,比如閥座和導向的接觸,有一定的可能是由于介質的熱交變出現(xiàn)變化而導致了松動,失去以前具有的密封功能。因此在之前做設計的時候,需要把閥座還有支撐的接頭進行嚴密的縫焊,保證它的密封功能不出現(xiàn)損壞。我們在進行設計時,還需要把熱交變情況下的密封選擇效果考慮進來,這樣才可以在源頭上降低熱交變對高溫閥門的影響,避免零件的消耗,從而增加高溫閥門的使用壽命。
閥門的密封性能是評定閥門質量性能的一個重要指標。大部分的調節(jié)閥或者通用閥門閥桿和填料密封為接觸式密封,因其結構簡單、裝配及更換方便、成本低廉而被廣泛采用。
閥門中閥桿和填料處的泄漏又是常見的現(xiàn)象。填料之所以能起到密封的作用,其原理主要存在兩大密封觀點,分別是“軸承效應”和“迷宮效應”。填料的“軸承效應”是指在盤根填料和閥桿之間,擠壓填料以及在外部的潤滑劑作用下,因為張力在閥桿的接觸面形成一層液膜,使填料和閥桿形成類似于滑動軸承的關系,這樣填料和閥桿就不會因為過度摩擦而出現(xiàn)磨損,同時因為液膜存在,填料和閥桿時刻處于密封狀態(tài)。
填料的“迷宮效應”則是指閥桿的表面平整程度無法達到微觀水平,填料和閥桿只能部分貼合而做不到完全貼合,在填料和閥桿之間永遠存在著極為微小的間隙,又因填料間的切口不對稱裝配,這些間隙一起形成了迷宮帶,介質在其中被多次節(jié)流、降壓,而達到密封的作用。
內件的硬化處理
一、增強表面硬度和耐磨性
高溫閥門內件常常因為溫度過高,出現(xiàn)材料退火或是軟化的情況,這種情況很容易造成閥內件表面擦傷。為
了減少這種損傷,應當提高閥內件在高溫環(huán)境下的硬度以及沖擊強度,并適當增技巧其應對沖刷以及腐蝕的能力。可以在閥內件表面使用陶瓷或是合金,以增加閥內件表面的硬度和耐磨性能,保障閥內件可以在高溫環(huán)境下發(fā)揮應有的作用,延長其使用壽命。
二、堆焊層厚度
要想實現(xiàn)高溫閥門內件的硬化處理,還需要對堆焊層的厚度進行確認。通過相關實驗,可以確定堆焊層的最適宜厚度應當在4 毫米以上,這樣的厚度可以更好地隔絕外界環(huán)境的高溫,減少外界高溫對內部材料的影響,保障閥門內件的使用壽命。
三、遵循的原則
高溫閥門設計過程中應當首先注意的是對于材料的選擇,選材的合理能夠避免一些事故的發(fā)生,也會延長閥門的使用壽命。溫度因素也會對閥門的使用造成一定的影響,因此,應當在設計過程中就將溫度因素考慮在內。在溫度超過280攝氏度時,應當使用加長閥蓋結構,為填料提供較低的溫度環(huán)境。而當溫度大于350 攝氏度時,就應當適當增加運動件之間的間隙,以保證密封副表面具有較高的硬度。溫度超過 450 攝氏度,就應當對螺紋連接的密封環(huán)進行封焊,減少松動的可能,防止泄露的發(fā)生。當溫度超過500 攝氏度時,應當使用具有硬度較高的表面的導向套與導向段,點焊導向套與支撐件的接頭處。
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