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高溫調(diào)節(jié)閥在選型時需注意哪些問題？
發(fā)布于：2019/11/22 8:54:38 點擊量：55
| 高溫調(diào)節(jié)與控制是自控執(zhí)行中的難題，高溫和超高溫的切斷難度更大。這一難題的主要 表現(xiàn)是高溫膨脹產(chǎn)生卡阻及切斷問題。因此，高溫和超高溫控制一直是國內(nèi)外廠家及設(shè)計院 關(guān)注的重點。 | |
| 一、 應(yīng)注意的幾個問題 | |
| 從設(shè)計、選型和使用的角度看，應(yīng)注意以下幾個問題： | |
| （1）閥體及閥內(nèi)件材料的選擇問題 | |
| 用于450℃以上的環(huán)境中的調(diào)節(jié)閥，在設(shè)計和選用時必須考慮溫度、壓力條件對材料機械 強度的影響，如在鍋爐給水系統(tǒng)和過熱旁路系統(tǒng)高溫條件下，常規(guī)閥體及閥內(nèi)件材料是不適 用的（例如O 形圈、四氟材料、彈性材料和標(biāo)準(zhǔn)墊片等）。因此，必須選用更加耐用的材料。 一般材料可使用的最高溫度為500℃左右。對于高于 538℃的場合，閥體通常采用鉻－鉬鋼。對 于最高溫度達1035℃左右的場合，通常選用SUS310S型不銹鋼，而且材料含碳量必須控制在 0.04 ～0.08％之間。對于更高的溫度，建議采用內(nèi)襯非金屬耐熱材料（可用于1200℃的高溫場合） 或特殊的耐高溫高強度合金（如發(fā)動機燃燒室用耐高溫高強度合金，可直接用于 1000℃高溫 場合）。 | |
| （2）熱膨脹，冷收縮的影響 | |
| 高溫閥與常溫閥的結(jié)構(gòu)及閥內(nèi)件有很大的差異，如導(dǎo)向間隙、閥板轉(zhuǎn)動間隙、軸承方式 等。除了從設(shè)計、制造方面控制外，從閥型結(jié)構(gòu)的選擇上來減少熱膨脹、冷收縮的影響的方 式更為可取。實踐證明擋板式蝶閥是一種非常好的高溫閥，擋板與閥體內(nèi)腔間的間隙為3～6 mm，可徹底解決閥板與閥體內(nèi)腔高溫中卡阻的問題，并可達到較高的切斷性能（5×10-4）。 |
（3）對于介質(zhì)溫度高于400℃的場合普通的定位導(dǎo)向 結(jié)構(gòu)是不可靠的。此時應(yīng)采用外部軸承結(jié)構(gòu)來保證 閥板的定位與支撐，這樣可以避免內(nèi)部高溫對導(dǎo)向 結(jié)構(gòu)的影響。 華林公司發(fā)明的“日”字型專利定位系統(tǒng)，該 系統(tǒng)可起到非常好的定位、支撐和保護作用，能保 證閥板在縱向的準(zhǔn)確定位，避免閥板因重力而下垂 造成的堵卡。同時，由于定位系統(tǒng)承受了閥板、閥 桿的重力，從而減輕了執(zhí)行機構(gòu)負載，減輕了外部 軸承負載，避免了常規(guī)蝶閥水平安裝使用時易出現(xiàn) 的單邊卡阻現(xiàn)象，可垂直安裝。
（4）填料的耐溫性能
標(biāo)準(zhǔn)的聚四氟乙烯填料僅能用于200℃以下場合，如需用于中高溫場合則必須采用伸長型閥 蓋以防止填料受到極高溫度的影響。但較長較細的閥桿在高溫條件下強度較差，易出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象。 因此，高溫條件下應(yīng)采用耐溫性能優(yōu)異（可達600℃）的柔性石墨填料，還可以大大降低伸長型閥 蓋的高度。同時配以“旋轉(zhuǎn)類閥 + 粗閥桿”的方式提高閥整體強度，從而較好地解決這一問題。
（5）密封方式的選擇
在高溫條件下實現(xiàn)較高的切斷性能是很困難的，很 多常規(guī)的高性能密封方式是不可取的（如 O 形圈、四氟 材料、彈性金屬材料等）。在500℃以內(nèi)，可采用特種復(fù) 合石墨閥座軟密封方式。典型的產(chǎn)品有華林的軟密封高 溫O型切斷球閥、V型球閥和軟密封高溫全功能超輕型調(diào) 節(jié)閥等。在500℃以上的條件下，只能采用金屬對金屬硬 密封方式（一般采用蝶閥結(jié)構(gòu)）。為防止因高溫中材料 膨脹，而產(chǎn)生的卡阻的問題，密封間隙通常留得較大。 從而導(dǎo)致泄漏率較大。為解決這一問題，華林公司開發(fā) 了高溫擋板式蝶閥，它采用平面檔板（閥板）落于閥體 凸臺（一體化）之上的工藝，形成圓線密封面，達到很 好的密封效果，泄漏率僅為10-3~10-4。同時在密封面上堆 焊的耐磨合金使閥具有了較好的密封可靠性，使用壽命 也得以延長。
二、典型高溫調(diào)節(jié)閥
（1）普通高溫合金蝶閥
普通蝶閥是結(jié)構(gòu)簡單、同口徑重量最輕的蝶閥，并且易于鍛造成型，可節(jié)約大量貴重的 耐高溫合金。普通型高溫合金蝶閥只可用于泄漏要求不高的場合，應(yīng)用中還應(yīng)注意閥體與閥 板之間應(yīng)留有足夠的間隙，避免高溫條件下因材料熱膨脹造成的卡阻。同時，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)?定位措施（如華林“日”字型定位系統(tǒng)），以保證閥板的有效定位，避免閥板下垂、偏移， 造成單邊卡死或咬死。
（2）高溫合金擋板蝶閥
擋板蝶閥是針對調(diào)節(jié)閥在高溫條件下易出現(xiàn)的主要問題而研發(fā)的新型高溫調(diào)節(jié)閥，具有 結(jié)構(gòu)簡單，易于鍛造成型，密封性好，不易卡阻等優(yōu)點，還可大量節(jié)約貴重的耐高溫合金。 其密封方式為平面檔板（閥板）落于閥體凸臺（一體化）之上，形成圓線密封面，從而達到 很好的密封效果。該產(chǎn)品閥體與閥板間不存在間隙配合問題，如果同時使用華林“日”字型 定位系統(tǒng)則可以更有效的保證閥板位置，減輕執(zhí)行機構(gòu)負荷，避免出現(xiàn)單邊卡阻或咬死現(xiàn)象。
采用彈性層壓特種復(fù)合石墨閥座與柔性石墨填料的 高溫導(dǎo)熱油專用球閥，可有效地解決導(dǎo)熱油工藝要求切 斷好、調(diào)節(jié)好，填料受導(dǎo)熱油影響?。ǔＲ?guī)伸長型閥蓋與散熱片沒有意義）、密封好的要求，是性能優(yōu)異的中 高溫切斷型調(diào)節(jié)閥，可應(yīng)用于500℃以下場合。
（4）耐高溫非金屬內(nèi)夾層超高溫蝶閥
采用耐超高溫合金材料為結(jié)構(gòu)體，耐高溫非金屬材 料為內(nèi)襯，做到閥體內(nèi)外有別，從而保證了閥體的強度。 中空或耐超高溫合金材料閥板配以循環(huán)或冷卻手段可保 證閥板在1200℃左右良好工作，同時采用華林專利技術(shù) 的“日”字型定位系統(tǒng)更能有效地保證閥板的定位，減 輕執(zhí)行機構(gòu)負荷，避免卡阻、咬死和對內(nèi)襯非金屬材料 的破壞。
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