高溫閥門設(shè)計及材質(zhì)選用

閥門是流體的控制活動里不能缺少的東西，在全部流體掌控中有著相當(dāng)關(guān)鍵的作用。現(xiàn)代科技發(fā)展很迅速，在不同的行業(yè)都獲得了很大的突破和發(fā)展，所以對高溫閥門的需求也變得越來越多，而且對高溫閥門設(shè)計上的要求也變得越來越高。

1、制約高溫閥門設(shè)計的因素

1.1、熱膨脹量

物質(zhì)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(shè)計活動中，應(yīng)該將這種條件的制約因素考慮進(jìn)來。為了讓閥芯里的溫度可以快速達(dá)到和流體中的溫度一樣，然后把受熱的高溫流體導(dǎo)人溫度很低的閥門里，讓側(cè)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(zhì)不一樣，特別是在膨脹的方面是很不一樣的，盡管是同時進(jìn)行加熱的，不過在 后的膨脹量上 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。

1.2、熱交變

介質(zhì)在熱交變方面會對零件的作用產(chǎn)生很大影響，比如閥座和導(dǎo)向的接觸，有一定的可能是由于介質(zhì)的熱交變出現(xiàn)變化而導(dǎo)致了松動，失去以前具有的密封功能。因此在之前做設(shè)計的時候，需要把閥座還有支撐的接頭進(jìn)行嚴(yán)密的縫焊，保證它的密封功能不出現(xiàn)損壞。我們在進(jìn)行設(shè)計時，還需要把熱交變情況下的密封選擇效果考慮進(jìn)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。

2、閥體需要的材質(zhì)

2.1、閥體里的物質(zhì)材質(zhì)

如果想要保證高溫閥門對結(jié)構(gòu)材質(zhì)的要求，就應(yīng)該符合以下標(biāo)準(zhǔn)：硬度、沖擊力、耐擦傷力。我們對閥體里面的材質(zhì)做出選擇的同時，應(yīng)該將物質(zhì)的熱膨脹性作為一個重點。而且還應(yīng)該考慮到高溫環(huán)境下部件損壞的幾率。閥體里面的材質(zhì)經(jīng)過銹鋼制作，可以在表上做到堆焊的處理，這樣可以保證閥體耐磨和氣蝕這些性質(zhì)，可以讓它們在高溫環(huán)境下正常工作。在高溫的環(huán)境下，出現(xiàn)的介質(zhì)腐蝕一定會對材質(zhì)選擇產(chǎn)生很大的影響，因為是在高溫的環(huán)境下使用，所以應(yīng)該選擇物質(zhì)屬性比較好的材質(zhì)，例如碳素鋼、耐高溫合金鋼、不銹鋼等作為閥體的物質(zhì)材質(zhì)，這才可以確保閥體在高溫環(huán)境下還能夠正常工作。

2.2、殼體在壁厚方面的設(shè)計

做殼體的設(shè)計時應(yīng)該考慮在具體使用時可能會發(fā)生的壓力，而且應(yīng)該把它設(shè)計為殼體耐壓固定值，這樣才能夠保證有充分的耐壓力，可以有效地將腐蝕減到zui低的程度。

2.3、中部的密封設(shè)計

中部的密封可以設(shè)計為強(qiáng)制伍德密封。它的原理是將法蘭螺栓做好緊閉，使密封墊片使用壓力產(chǎn)生壓縮性的效果，然后在表面出現(xiàn)比較微小的縫隙。在中溫小口徑閥門的設(shè)計中，這樣的強(qiáng)制性密封是很常用的。具體來說強(qiáng)制伍德密封是由以下部分組成：閥體、浮動閥蓋、密封環(huán)等。我們在進(jìn)行升壓操作以前，應(yīng)該對牽制的螺栓做好固定，將浮動的蓋上移。這樣做的目的是讓閥蓋以及彈性墊保持很好的密封能力。當(dāng)介質(zhì)對它施加壓力，可以向上移動時，就能夠?qū)β菟óa(chǎn)生有效地牽制。閥蓋和彈性墊的密封壓力有著正向的聯(lián)系，他們可以隨壓力的上升而加強(qiáng)， 后可以產(chǎn)生很好的密封作用。

2.4、高溫螺栓做好連接的工作

因為螺栓需要在高溫環(huán)境下做工作，因此應(yīng)該考慮幾個主要的問題：螺栓還有被連接的性能改變，力量的松弛，等等。針對以上問題我們可以做出下面的設(shè)計：一，避免旋合的螺紋在高溫環(huán)境下出現(xiàn)咬死的情況。第二，除了進(jìn)行科學(xué)合理的選材，還應(yīng)該將螺紋設(shè)計為粗牙螺紋，在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)加強(qiáng)半徑的問隙。第三，鋼螺栓一旦長期處于300℃，就會發(fā)生力相對松弛的情況。因此一定要保證剩余的預(yù)緊力要高出需求值，要檢查聯(lián)接的穩(wěn)固性。

2.5、間隙的配合要科學(xué)

閥桿，上密封座之間應(yīng)該保證合理的間隙，在材質(zhì)的熱膨脹指數(shù)上應(yīng)該保證后者大于前者，不然就容易發(fā)生磨損的問題。

3、要注意的一些變量

3.1、擦傷的問題

要是材質(zhì)的互相作用力很小，由于受到外界的制約和影響，就很容易發(fā)生擦傷的情況。比如管路體系里，閥座和閥芯經(jīng)常會出現(xiàn)擦傷的情況，它們出現(xiàn)擦傷主要是由于大的粒子進(jìn)入而導(dǎo)致的。此外，振動的相關(guān)沖擊也可能出現(xiàn)很大的影響而發(fā)生擦傷，因此為降低在使用活動里的擦傷現(xiàn)象，需要對密封材質(zhì)進(jìn)行合理的選擇，而且還要保證密封間里硬度的匹配控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)。

3.2、堆焊層的厚度

要想實現(xiàn)高溫閥門內(nèi)部的硬化處置，就應(yīng)該對堆焊層的厚度做好確認(rèn)。利用一些有用的實驗，判斷堆焊層的厚度，比較適宜的厚度應(yīng)該>4mm，4mm的厚度會更好地將外界的高溫隔絕，降低外界高溫對里面材質(zhì)的影響，確保閥門內(nèi)部的壽命。

4、總結(jié)

現(xiàn)在的高溫閥門技術(shù)使用范圍逐漸加大，大家對高溫閥門技術(shù)的要求變得越來越高，盡管現(xiàn)在中國的高溫閥門技術(shù)獲得了一些成績，但是還是有很多的問題沒有解決。因此我們對高溫閥門的設(shè)計技術(shù)要進(jìn)行更加細(xì)致的分析和研究，通過對高溫閥門技術(shù)的研究、對材質(zhì)的甄別、對內(nèi)件的處理研究，探究出高溫閥門技術(shù)應(yīng)該注意的問題，大力推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，加大高溫閥門的使用范圍，努力提高高溫閥門的使用壽命。

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