在要求(qiú)較高的應用場(chǎng)合都會對(duì)調節閥提出切斷(duàn)要求,因此切斷功能(néng)是調節閥的一個重要的使用功能和內(nèi)在質量指標(對切斷等級(jí)的劃分及(jí)標準見相關資料(liào))。在現場使用中,往往會出現調節閥切斷不好,泄漏大(dà)等(děng)故障。除因堵卡、允許壓差(chà)過小而被頂開等(děng)原因(yīn)造成的(de)泄漏增加外(wài),絕大部(bù)分都是由於調節閥的結構缺陷(xiàn)和選型不當造成的(de)。
一、結構型式的選擇
雙密封類調節閥(如雙(shuāng)座閥、雙密封套筒閥等)主(zhǔ)要的缺點之(zhī)一就是泄漏大。但上世紀80年代以前,由於當時較盛行套筒閥,然而,不少廠家卻在套筒閥上下(xià)了很大功夫以改進結(jié)構來降低泄漏量,使其(qí)演變(biàn)成非常複雜的結構。於是,這又(yòu)帶來了許多不足:零(líng)件多、可(kě)靠性差、備件難、維護難、切斷效果不理想等等。實際上,這(zhè)是(shì)設計思路都陷入了誤區,與其在(zài)閥體的“心髒”內作如此複雜的改動(dòng),倒不如通過外部調整來實現。因此,應選擇單密封類調節閥。這樣,密(mì)封問題、可靠性(xìng)問題、維修和備件問題均(jun1)被一一解決了。此時,解決矛盾的重點轉化為介質對閥的不平衡力增大的問題(tí),解決它(tā)僅需配強(qiáng)力活塞執行機構、加粗閥杆即可。這種通過外部來解決的辦法顯然比通過內部的複雜改進要容(róng)易(yì)得多,與其說(shuō)這是辦法問題,還不如說這(zhè)是思路問題。進入到九十年代,人們開始尋找結(jié)構(gòu)更簡單、密封更可靠的切斷閥。這時,發現角行程閥比直行程閥(單座閥、套筒(tǒng)閥、閘(zhá)閥)更具(jù)有優越(yuè)性,於是產生了三偏心切斷蝶閥、全功能切斷閥、硬密封(fēng)切斷球閥。
二、密封麵的選擇(zé)
(1)麵對麵密封:
常見的(de)柱(zhù)塞閥芯,其密(mì)封麵為60℃的小(xiǎo)錐麵,閥(fá)座也是60℃的小錐麵,此小錐麵的寬度通常在0.5mm~2mm之間,要(yào)密封好(hǎo)就必須保證兩個錐麵良好接觸。但事(shì)實上,它始終受到加工誤差的影(yǐng)響(如同心度、不圓度、傾斜度等),其密(mì)封效果不十分理想。這類閥的泄漏率通常(cháng)為10-4,經過精密的研磨(mó)可達10-6,隻能達到較好的密封等級。
(2)球(qiú)麵密封:
利用閥芯的球麵轉動與固定的閥座小錐(zhuī)麵相切,它們之間為(wéi)線(xiàn)接觸,這(zhè)就比(bǐ)上述麵對麵密封的效(xiào)果好。華林公司推出(chū)的全功能超輕型閥、球麵密封蝶閥等就是采用這一(yī)思路來製作的,其泄漏率可達10-6~10-8,高性能的三偏心蝶閥可高達10-8,以至零泄漏。
三、密封材料的選擇
(1)軟密封
除耐(nài)腐(fǔ)蝕的襯裏閥門外,一般的軟密封閥指閥芯或閥座(zuò)兩者之(zhī)一采(cǎi)用非金屬材料(主要為聚四氟(fú)乙烯,還有橡膠等)的(de)密封形式的閥。軟密封閥密封效果最佳,但在管(guǎn)道安裝、係統的清洗中都有可能留下(xià)或多或少(shǎo)不(bú)幹淨的雜物(如焊渣、鐵屑等),它們流經調節閥時,容易把軟(ruǎn)密封閥座或閥(fá)芯劃傷,使泄漏量增加,密封的可靠(kào)性差。所以,選擇軟密封結構(gòu)必須(xū)考慮介(jiè)質的清(qīng)潔和投運前嚴格衝洗管道(dào)。
(2)硬密封
硬密封再堆焊(hàn)耐磨合(hé)金等是切斷(duàn)閥(fá)的最佳選擇。這種方式在考慮密封(fēng)性的(de)同(tóng)時也考(kǎo)慮了使用壽命和可靠性,雖然出廠指(zhǐ)標隻有10-6~10-8,達不到軟密封零泄(xiè)漏(lòu)的效果,但足以滿足嚴密切斷的要求,而(ér)且它經久(jiǔ)耐(nài)用,從經濟的角度考慮更合算。
四、密封可靠性的考慮
- 軟(ruǎn)密封,切斷效果好,但不適宜用(yòng)於(yú)含顆粒介質(zhì),一旦劃傷,泄漏會(huì)急劇增加。因此,條(tiáo)件允許時(shí)盡量選用硬密封。全功能超輕型閥硬密封可達(dá)10-7~10-8,三偏心蝶閥可達零泄漏。
- 對密封耐磨性的考慮:除選硬密封外,對泄漏要求10-6以上的切斷型調節閥(fá),應該(或者說必須(xū))堆(duī)焊(hàn)耐磨合金以提高密封的耐磨性、耐衝蝕、耐劃傷的能力,提(tí)高閥的壽命。
- 對高溫介質的切斷調節閥在室溫下組裝的,在高溫下工作,溫度變化幾百度。熱膨脹會改變裝配時建立的密封比壓。過(guò)緊(jǐn),密封麵會卡住,運動時會(huì)嚴重(chóng)擦傷,拉傷(shāng);過鬆,密封壓不夠,兩種情況泄漏都會(huì)急劇增加。解決(jué)的最好辦法是用彈性閥座來吸收這(zhè)一變化造成的差異。通常有三種彈(dàn)性方案:①彈簧式;②薄(báo)片式柔性金屬環(huán);③剛柔相濟的彈性閥座。後者最好,即有柔性(xìng)克服熱膨脹,又有剛度並堆耐磨合金來提高耐磨麵的(de)可靠(kào)性。
- 對含顆粒的衝蝕介(jiè)質,要考(kǎo)慮閥芯避讓開高(gāo)速介質(zhì)的直接衝(chōng)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(cǐ),應選後二種閥。
- 對於硬密封(fēng),必(bì)須有(yǒu)足夠的硬度差,同(tóng)一硬度材料“互不相讓”,容易擦傷(shāng)。
- 對所配執行機構應(yīng)增大推力(lì)和剛度,使之動作(zuò)自如。
五、切斷閥主要閥型
按上述分(fèn)析,切斷閥的主要閥(fá)型如下,選擇切斷閥應綜合考慮泄漏率、介質種類、介(jiè)質溫度、流量(liàng)係數等各種參數和性價比。在如下優選秩序中,先考慮硬密封,再考慮軟密封。
- 全功能超輕型調節閥
- 三偏心金屬硬密封蝶閥
- 雙偏心球麵密(mì)封蝶閥(fá)
- 球閥
- 偏心(xīn)旋轉(zhuǎn)閥
- 單座閥
- 單座套(tào)筒閥
- 軟密封閥
六、高溫、高壓(yā)、大壓差(chà)、大口(kǒu)徑切斷閥選擇
高溫、高壓、大壓差、大口徑切斷(duàn)是一個比較普遍的難題,主(zhǔ)要原因是缺少同時(shí)具有允許壓差大、切斷好、耐高溫膨(péng)脹卡的閥,如(rú)高壓蒸汽調(diào)節與切斷,因壓(yā)差大(1~3MPa或更大),口徑大(DN200~300),不得不采(cǎi)用平衡式的雙密封(fēng)結構(如(rú)雙座閥或雙密封套筒閥),經特殊處理,泄漏率可達10-4,再提高就困難了,而全功能超輕型調節閥綜合性能好,可較好的解決這一難題,泄(xiè)漏率(lǜ)可達(dá)10-6~10-7以上。