高溫閥門設(shè)計(jì)的有關(guān)技術(shù)微探

李俊青

哈電集團(tuán)哈爾濱電站閥門有限公司 黑龍江哈爾濱 150000

閥門是流體的控制活動(dòng)里不能缺少的設(shè)備，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)展非常迅速，在不同的行業(yè)都獲得了很大的突破和發(fā)展，所以對(duì)高溫閥門的需求也變得越來越多，而且對(duì)高溫閥門設(shè)計(jì)上的要求也變得越來越高。

1 高溫閥門材料選擇

在選擇高溫閥門材料時(shí)，需分開來選擇。首先是選擇閥體材料方面，在高溫情況或是一些介質(zhì)的腐蝕下，對(duì)材料選擇都會(huì)帶來一些影響。閥門基本上都是在高溫情況下使用的，所以在選擇閥體材料時(shí)，應(yīng)選擇質(zhì)量、性能好的合金鋼、碳素鋼、不銹鋼等材料。也只有運(yùn)用此類材料，才能確保在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，閥門所處高溫環(huán)境，也能正常開展工作。然后是選擇閥內(nèi)件材料方面，在這一方面首選要考慮熱膨脹系數(shù)，之后與高溫情況下其他部件的抗擦傷性相結(jié)合，從而選擇合適的閥內(nèi)件材料。一般情況下，都是選用的316 不銹鋼材料，提高閥內(nèi)件的抗磨損性和氣蝕性。需要注意的是，在選擇閥內(nèi)件材料時(shí)，必須要根據(jù)實(shí)際運(yùn)行工況來進(jìn)行，從而選擇合適的滿足需求的材料。在高溫閥門設(shè)計(jì)工作中，首先要保證的就是合適材料，只有適合的材料才能保證完全適應(yīng)高溫工作，并且一定程度上延長(zhǎng)使用壽命。閥門在工作時(shí)，溫度會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定影響。所以，在設(shè)計(jì)閥門時(shí)，要將溫度考慮進(jìn)去。當(dāng)溫度高于280℃時(shí)，閥蓋結(jié)構(gòu)可運(yùn)用加長(zhǎng)低溫型的，由此確保填料在溫度較低的環(huán)境下工作；當(dāng)溫度高于350℃時(shí)，需要將運(yùn)動(dòng)部件的空隙加大，縱容保證密封副閥門硬度較高；當(dāng)溫度高于450℃時(shí)，需要封焊密封環(huán)，從而減少松動(dòng)，避免發(fā)生泄漏[1]。

2 高溫閥門設(shè)計(jì)的有關(guān)技術(shù)

2.1 中部密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)高溫閥門的中部密封結(jié)構(gòu)時(shí)，主要分為伍德密封、強(qiáng)制密封兩點(diǎn)內(nèi)容。強(qiáng)制密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)遵循以下原理：首先擰緊法蘭螺栓，讓密封墊形成壓力，并且對(duì)墊片預(yù)緊有壓縮性，之后填充密封結(jié)構(gòu)中的縫隙。伍德密封主要由閥體、支承環(huán)、四開環(huán)、密封墊、浮動(dòng)蓋、密封環(huán)等構(gòu)成。在加大壓力之前，操作人員要擰緊螺栓，并上移浮動(dòng)蓋，確保閥蓋和楔形墊產(chǎn)生密封力。在給密封件施加壓力時(shí)，閥蓋會(huì)向上移動(dòng)，在這種情況下，密封力也會(huì)隨壓力增加而加大，從而實(shí)現(xiàn)密封效果[2]。

2.2 熱交變量分析

在社會(huì)的不斷發(fā)展中，必須要借鑒熱交變量的變化情況將零部件之間的相互作用進(jìn)行合理管控分析，讓原有的密閉作用失去了其所蘊(yùn)含的價(jià)值，因此在進(jìn)行管理時(shí)，必須要適當(dāng)?shù)膶⑵溥M(jìn)行多元的處理，使得二者之間的零部件接頭處進(jìn)行縫焊，保證其原有的密閉性作用。除此之外還必須根據(jù)大口徑閥門來使得其本體對(duì)零部件之間的相互碰撞增強(qiáng)，增強(qiáng)零部件之間的密閉性作用。因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須要根據(jù)熱交變量的情況，將其密閉的彈性進(jìn)行結(jié)構(gòu)的選擇和效果評(píng)價(jià)，根據(jù)其現(xiàn)有的實(shí)際情況來減少熱膠變對(duì)高溫閥門的影響及零件的損傷度，最大限度地延長(zhǎng)其高溫閥門的使用壽命，進(jìn)一步地為后續(xù)的閥門變量設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。除此之外，想要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高溫閥門內(nèi)部的硬化設(shè)置處理，就必須要對(duì)堆焊層的厚度做好確認(rèn)準(zhǔn)備工作，運(yùn)用一些有效的實(shí)驗(yàn)判斷堆焊的厚度，選擇比較適宜的厚度來隔絕外部的高溫設(shè)計(jì)，減少外界的高溫對(duì)于內(nèi)部材料的影響，保證內(nèi)部閥門的使用壽命[3]。

2.3 高溫螺栓做好連接的工作

因?yàn)槁菟ㄐ枰诟邷丨h(huán)境下做工作，因此應(yīng)該考慮幾個(gè)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(duì)以上問題我們可以做出下面的設(shè)計(jì)：第一，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(jì)為粗牙螺紋，在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)加強(qiáng)半徑的間隙。第三，鋼螺栓一旦長(zhǎng)期處于300℃及以上，就會(huì)發(fā)生力相對(duì)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。

2.4 密封副設(shè)計(jì)

在閥體和密封件相連接處，需提高密封結(jié)構(gòu)必須要達(dá)到的相關(guān)要求，具體的可通過處理堆焊硬質(zhì)合金來實(shí)現(xiàn)。其中，設(shè)計(jì)密封環(huán)，是為確保使用性能，相關(guān)設(shè)計(jì)工作者可通過外圓柱面加工的方式，且事先保留環(huán)狀溝槽，從而便于日后使用，不銹耐酸鋼可用作內(nèi)表面的材料。浮動(dòng)閥蓋堆面角度要設(shè)計(jì)成28°，保證其與密封環(huán)處于線接觸情況下，防止密封環(huán)發(fā)生泄漏情況。另外，密封環(huán)在工作時(shí)，其表面硬度不能高于閥體同閥蓋所產(chǎn)生接觸面的硬度，由此來保證強(qiáng)度、塑性變形的要求。在設(shè)計(jì)閥座時(shí)，對(duì)其密封面也要采用司太立堆焊處理，由此確保密封面的使用功能特性和強(qiáng)度要求。在設(shè)計(jì)填料部分時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要適當(dāng)提升填料，可運(yùn)用英柯鎳來實(shí)現(xiàn)[4]。

3 結(jié)語

高溫閥門的應(yīng)用日趨深入和廣泛，且發(fā)揮著十分重要的作用。在進(jìn)行高溫閥門設(shè)計(jì)時(shí)，一方面要保證材料符合要求，另一方面要保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，只有如此，才能保證閥門具有良好的密封性能，而且質(zhì)量可靠，同時(shí)具有較長(zhǎng)的使用壽命。