在要求較高的應用場(chǎng)合都(dōu)會(huì)對(duì)調節(jiē)閥提出切斷要求,因此(cǐ)切斷功能是調節閥的(de)一個重要的使用功能和內(nèi)在質量(liàng)指標。在現場使用中,往往會出現調節閥切斷不好,泄漏大等(děng)故障。除因堵卡、允許壓差過小(xiǎo)而被頂(dǐng)開等原因造成的泄漏(lòu)增加(jiā)外,絕大(dà)部分都是由於(yú)調節閥的結構缺陷(xiàn)和選型不當造成的。
一.結構型式的(de)選擇
雙密(mì)封類調節(jiē)閥(fá)(如雙座閥、雙密封套筒(tǒng)閥等)主要的缺點(diǎn)之一就是泄漏大。但上世紀80年代(dài)以前,由於當時較盛行套筒閥,然而(ér),不少閥門生產廠家(jiā)卻在(zài)套筒閥上下了很大功夫以改(gǎi)進結構來降低(dī)泄漏量,使(shǐ)其演變(biàn)成(chéng)非常複雜(zá)的結構。於是,這又帶來了許多不足:零件多、可靠(kào)性(xìng)差、備件難、維護難、切斷效果不理想等等。實際上,這是設計思路都陷入了誤區,與其在閥體的“心髒”內作如此複雜的改動,倒不如通過外部(bù)調整來(lái)實現。因此,應選擇單密封類調節閥。這樣,密封問題、可靠性問題、維修和備件問題(tí)均被(bèi)一一(yī)解決了。此時,解決矛盾的重點(diǎn)轉化為介質對閥的不平衡(héng)力增大的問題,解決它僅需配強力(lì)活塞執(zhí)行機(jī)構、加粗閥杆即可。這種通過外部來解決的辦(bàn)法顯然比通過內部的(de)複雜改進要容易得多,與其說這是(shì)辦法問(wèn)題,還不如說這是思(sī)路問題。進入到九十年代,人們(men)開始尋找結構更簡單、密封更可靠的切斷閥。這(zhè)時,發現角行程閥比(bǐ)直行程閥(單座閥、套筒閥(fá)、閘閥)更具有優越性,於(yú)是產(chǎn)生了三偏心切斷蝶閥、全功能(néng)切斷閥、硬(yìng)密封切斷球閥。
二.密封麵的選擇
(1)麵對麵密封:
常見的柱塞閥芯,其(qí)密封(fēng)麵為60℃的小錐麵,閥座也是60℃的小(xiǎo)錐麵,此小錐麵的寬度通常在0.5mm~2mm之間(jiān),要密封好就(jiù)必須保(bǎo)證兩個錐麵良好接觸。但事實上,它始終(zhōng)受到加工誤差(chà)的影響(如同心度(dù)、不圓度、傾斜度等),其密封效果(guǒ)不十分理想(xiǎng)。這類閥的泄漏率通常為10-4,經過精密的研磨可達10-6,隻能達到較好的密封等級。
(2)球麵密(mì)封:
利用閥芯的球麵轉動與固定的閥座小錐麵相(xiàng)切,它們之間為線接觸,這就比上(shàng)述(shù)麵對麵(miàn)密封的效果(guǒ)好。上海艾栗自動化(huà)科技有限公司推出的全功能超輕型閥、球麵密封蝶閥等就是采用這一思路來製作的,其泄漏率可達10-6~10-8,高性(xìng)能的三偏心蝶(dié)閥可高(gāo)達(dá)10-8,以(yǐ)至零泄漏。
三.密封材(cái)料的選擇(zé)
(1)軟(ruǎn)密封
除耐腐蝕的襯裏閥門外,一般的軟密封閥指閥芯或閥座兩者之一采用非金屬材料(主要為聚四氟乙(yǐ)烯,還有橡膠等)的密封形式的閥。軟密(mì)封閥密封效果最佳,但在管道安裝、係(xì)統的清洗中都有可(kě)能留下或多或少不幹淨的(de)雜物(如焊(hàn)渣、鐵屑等),它們流經調節閥時,容易把軟密封閥座或閥芯劃傷,使泄(xiè)漏量增加,密封(fēng)的可靠性差。所以,選擇軟密封結構必須考慮介質的清潔和投運前嚴格衝洗(xǐ)管道。
(2)硬密封(fēng)
硬密封再堆焊(hàn)耐磨合金等(děng)是切斷閥的(de)最佳選擇。這種方(fāng)式在考慮密封性的同時(shí)也考慮了使(shǐ)用壽命和(hé)可靠性,雖然閥(fá)門生產廠(chǎng)家(jiā)設置指標隻有10-6~10-8,達不到軟密封零泄漏的效果,但足以滿足嚴(yán)密切斷的要求,而且它經久耐用,從經濟的角度考慮更合算。
四(sì).密封可(kě)靠性的考慮
(1)軟密(mì)封,切斷(duàn)效果好,但不適宜用於含顆粒介質,一(yī)旦劃(huá)傷(shāng),泄漏會急劇增加。
因此,條件允許時盡量選用硬密封。全功能超輕(qīng)型閥硬密(mì)封可達10-7~10-8,三偏心蝶閥可達零泄漏。
(2)對密封耐磨性的(de)考慮:除(chú)選硬密封外,對泄漏要求(qiú)10-6以上的(de)切(qiē)斷型(xíng)調節閥,應該(或者說必須)堆焊耐磨合金以提高密封的耐磨性、耐衝(chōng)蝕、耐(nài)劃傷的能力,提高閥的壽命。
(3)對高溫介質的切斷調節閥(fá)在室溫(wēn)下組(zǔ)裝的,在高溫下工作,溫(wēn)度變化幾百度。熱膨脹會改變裝配時(shí)建立的密封比壓。過緊,密封麵會卡(kǎ)住,運動時會嚴重擦傷,拉傷;過鬆,密封壓不夠,兩種情(qíng)況泄漏都(dōu)會(huì)急劇增加。解決的(de)最好辦法是用彈性閥座來吸收(shōu)這一變化造成的差異。通常有三種彈(dàn)性方案:
①彈簧(huáng)式;
②薄(báo)片式柔性金屬環;
③剛柔相濟的彈性(xìng)閥座。後者最好,即有柔性克服熱膨脹,又有剛度並堆耐磨(mó)合金來提高耐磨麵的(de)可靠性。
(4)對含顆粒的衝蝕介質,要考慮閥芯避讓(ràng)開高速介質的直接衝蝕。直行程閥、蝶(dié)閥都不具備這一功能,而全功能超輕型閥偏心旋轉具有這一特點。遇此,應選後二種閥。
(5)對於硬密封,必須有(yǒu)足(zú)夠的硬度差(chà),同一硬度材料“互不相讓”,容(róng)易擦傷(shāng)。
(6)對所配執行(háng)機構應增大推力和剛度,使之動作(zuò)自如。
五.切斷閥主要閥型
按上述分析,切(qiē)斷閥的主要閥型如(rú)下,選擇切斷閥應綜合考慮泄漏率(lǜ)、介質種類、介質溫度、流量係數等各種參(cān)數和性價比。在如下優選秩序中,先(xiān)考慮(lǜ)硬密封,再考慮軟密封。
(1)全功能超輕型調(diào)節閥
(2)三偏心金屬硬密封(fēng)蝶閥
(3)雙偏心球麵密封(fēng)蝶閥
(4)球閥
(5)偏心旋轉閥(fá)
(6)單座閥
(7)單座套筒閥(fá)
(8)軟密封閥(fá)
六.高溫、高壓、大壓差、大口 徑切斷閥選擇(zé)
高溫、高壓、大壓差、大口徑切斷是一個比較普遍的難題,主要原因是缺少同時具有允許壓差大(dà)、切斷好、耐高溫膨脹卡的閥,如(rú)高壓蒸汽調節與切斷,因壓差(chà)大(1~3MPa或更大),口徑大(DN200~300),不得不采用平衡式的雙密封結構(如雙座閥或雙密封套筒(tǒng)閥),經特殊處理,泄漏(lòu)率可達10-4,再提高就困(kùn)難了,而全功能超輕型調(diào)節閥綜合(hé)性能好,可較(jiào)好的(de)解決這一難題,泄漏(lòu)率可達10-6~10-7以上。