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低温阀门的技术要求和选用标准
发布时间:2012-5-22   来源地:http://www.bjfmc.net

低温阀门的技术要求和选用标准

一、低温阀门的设计要求
根据使用条件,低温阀的设计有下列要求:
1
低温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。
2
低温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及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。

二、低温阀的材料选用

1低温阀主体材料
1 主体材料选用应考虑的因素 从金相考虑,金属材料中除了具有面心立方晶格的奥氏体钢、铜、铝等以外,一般的钢材在低温状态下会出现低温脆性,从而降低阀门的强度和使用寿命。选择主体材料时首先要选用适合于低温下工作的材料。铝在低温下不会出现低温脆性,但因铝及铝合金的硬度不高,铝密封面的耐磨、耐擦伤性能差,所以在低温阀门中的使用有一定的限制,仅在低压和小口径阀门中选用。

在低温工作的材料要保证其低温性能,主要是保证其冷冲击强度。阀内件必须通过正确选材,使其具有足够的冷冲击强度,才能防止断裂。CCr的合金钢在低于-20时候很快失去抗冲击强度,所以使用温度分别限制在-30-50。含Ni量为3.5%的镍钢可以使用到-100,含Ni9%的镍钢可以使用到-192。奥氏体不锈钢、镍、蒙乃尔合金、哈氏合金、钛、铝合金及青铜可以使用到更低的温度(-273)。 除此以外,低温阀门的材料选用还应考虑以下一些因素:
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
在低温及无油润滑的情况下,具有良好的耐摩性;
4
具有良好的耐蚀性

5 采用焊接连接时还需考虑材料的焊接性能。

三、性能的要求

低温阀门在市面上的发展快速,但也存在着一些问题。低温阀门产生泄漏的原因主要有两种情况,一是内漏;二是外漏。
 1
阀门产生内漏主要原因是密封副在低温状态下产生变形所致。当介质温度下降到使材料产生相变时造成体积变化,使原本研磨精度很高的密封面产生翘曲变形而造成低温密封不良。我们曾对DN250阀门进行低温试验,介质为液氮(-196℃)蝶板材料为1Cr18Ni9Ti(没经过低温处理)发现密封面翘曲变形量达0.12mm左右,这是造成内漏的主要原因。

2 阀门的外漏:其一是阀门与管路采用法兰连接方式时,由于连接垫料、连接螺栓、以及连接件在低温下材料之间收缩不同步产生松弛而导至泄漏。因此我们把阀体与管路的连接方式由法兰连接改为焊接结构,避免了低温泄漏。其二是阀杆与填料处的泄漏。一般多数阀门的填料采用F4,因为它的自滑性能好、摩擦系数小(对钢的摩擦系数f=0.050.1),又具有独特的化学稳定性,因此得到广泛应用。但F4也有不足之处,一是冷流倾向大;二是线膨胀系数大,在低温下产生冷缩导致渗漏,造成阀杆处大量结冰,至使阀门开启失灵。为此研制的低温蝶阀采用自缩密封结构即利用F4膨胀系数大的特点,通过予留的间隙达到常温、低温都可以密封的目的。


 
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