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陶瓷內(nèi)件調(diào)節(jié)閥如何研制？
發(fā)布于：2019/11/14 9:41:06 點(diǎn)擊量：57
1 概述
腐蝕、磨損與氣蝕是調(diào)節(jié)閥失效的主要原因之一。目前，腐蝕性流體的流量控制系統(tǒng)，一般采用耐腐蝕合金或聚四氟乙烯襯里等材料制造耐腐蝕調(diào)節(jié)閥。而對含有固體顆粒或高壓差引起空蝕等流體控制系統(tǒng)，一般采用調(diào)質(zhì)熱處理合金為調(diào)節(jié)閥內(nèi)件材料制造耐磨調(diào)節(jié)閥。根據(jù)使用情況分析，聚四氟乙烯等襯里的調(diào)節(jié)閥耐熱及耐磨性差。耐腐蝕耐磨損合金材料制造的調(diào)節(jié)閥。使用時(shí)間雖然比普通調(diào)節(jié)閥長，但達(dá)不到預(yù)期時(shí)間。如某煉油廠在柴油加氫裝置脫硫廢液罐液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)安裝的國外進(jìn)口的耐腐蝕調(diào)節(jié)閥，僅使用1~2個(gè)月，最長約3個(gè)月，因閥關(guān)不嚴(yán)，泄漏嚴(yán)重，自控系統(tǒng)完全失效，只能由人工操作。此時(shí)雖然閥體和執(zhí)行機(jī)構(gòu)性能良好，但也必須更換新閥，造成生產(chǎn)成本增加，還給生產(chǎn)安全帶來隱患。
2 新型調(diào)節(jié)閥
調(diào)節(jié)閥腐蝕和磨蝕的核心部件是對流體以接觸切斷方式工作的節(jié)流閥瓣與閥座的表面。這樣，選擇制造閥瓣和閥座材料是解決調(diào)節(jié)閥耐腐蝕耐磨蝕的重要途徑。
由于現(xiàn)有調(diào)節(jié)閥材料不適用于特殊工況耐腐蝕和耐磨損的要求，因此采用特種陶瓷（>97%AL2O3）為材料，設(shè)計(jì)制造調(diào)節(jié)閥的內(nèi)件（閥瓣和閥座），如套筒式調(diào)節(jié)閥的內(nèi)件（圖1）。該陶瓷與不銹鋼的耐腐蝕性能對比見表1，其表面硬度≥85HRC，抗壓>230MPa，抗彎>230MPa，耐溫1400℃，50~140℃時(shí)急冷急熱達(dá)200次無裂紋。
表1 不銹鋼與特種陶瓷的扁蝕性能對比
腐蝕介質(zhì) | 2Cr13 | 97%AL2O3 |
硝酸65%濃度沸騰 | 3~10mm/s | 0.01mm/s |
氫氧化鈉20%濃度沸騰 | <1.0mm/s | 0.01mm/s |
套筒的流通面積隨行程的分布是按低壓降比調(diào)節(jié)閥技術(shù)設(shè)計(jì)，即工作流量特性為線性或等百分比，并可在閥的壓降比為0.06~0.18低壓降比下運(yùn)行。套筒式調(diào)節(jié)閥的l陶瓷內(nèi)件（圖1）配以現(xiàn)有調(diào)節(jié)閥的其余部件，組成新及耐高溫，因此延長了閥門的使用壽命，節(jié)約的耐腐蝕耐磨損調(diào)節(jié)閥。
3 應(yīng)用
新型陶瓷內(nèi)件調(diào)節(jié)閥于2001年11月在某煉油廠300萬t/a輕柴油加氫脫硫廢液罐液位控制系統(tǒng)中應(yīng)用（圖2），系統(tǒng)正常運(yùn)行至今，表明新型閥門經(jīng)受住該處流體的強(qiáng)腐蝕作用，確保了生產(chǎn)的正常安全運(yùn)行，并節(jié)約了大量維修更新閥門的費(fèi)用。
4 結(jié)語
陶瓷內(nèi)件的套簡式調(diào)節(jié)閥耐腐蝕、耐磨損及耐高溫，因此延長了閥門的使用壽命，節(jié)約了費(fèi)用，也節(jié)約了制造調(diào)節(jié)閥內(nèi)件的稀有金屬。陶瓷材料雖然存在脆性，不抗沖擊，但作為閥內(nèi)件避免了外力直接擊打。閥門正常工作時(shí)，閥瓣上下移動(dòng)緩慢，由于陶瓷具有高的抗壓性能，故不會(huì)對內(nèi)件構(gòu)成損壞。陶瓷內(nèi)件調(diào)節(jié)閥已獲國家專利局授予的實(shí)用新型專利證書（專利號：ZL 02 2 66206.5）。
參考文獻(xiàn)
[1] 張純潔.陶瓷材料的力學(xué)性能[M].北京：科學(xué)出版社.1987.
[2] 美國金屬學(xué)會(huì).金屬手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1978.
[3] 張玉潤等.低壓降比調(diào)節(jié)閥與節(jié)能[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.1994.
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