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为什么要选用波纹管密封截止阀------蒸汽和高温热油管道的阀门选型依据及技术要求

 张景涛 2022-10-18 发布于辽宁

一、阀门的选型依据

1、首先,为了彻底解决阀门外漏的问题,建议选用波纹管密封阀门;

2、对于蒸脱机、汽提塔、膨化机和制粒机的调质器前直接蒸汽管道上, 需要经常手动调节阀门开度来控制流量,建议选用Way′s可调式波纹管截止阀S25FGB-N或S16FGBH-N。(也称手动调节阀)

3、对于灭火蒸汽和锅炉底部快速排污工况,要求阀门能快速开关、又要耐高温,考虑到使用寿命和密封性能,建议选用Way′s快开型波纹管截止阀S25FGB-1或S16FGBH-1,替代传统设计的高温球阀。

4、锅炉出口:一般压差比较大,因此蒸汽流速也大,而且蒸汽中含水,对密封面的冲蚀破坏作用也较大,建议锅炉附近分汽缸处阀门选用Way′s波纹管密封截止阀S25FGB,此型号的密封面使用司太立合金,具有非常优秀的耐强酸碱腐蚀性、耐磨性和耐冲蚀性能,可确保长效密封。

A、因为锅炉燃烧效率正常不可能为100%,这样将造成锅炉出口处的蒸汽含水量较大,容易对阀门密封面产生空化和汽蚀的破坏作用。

B、因为刚从锅炉出来的蒸汽,有间断性过热现象发生,在其饱和的过程中,若锅炉水软化处理不是太好的话,往往会析出部分酸碱物质,对密封面会造成腐蚀和冲蚀;还有一些可结晶的物质也可能附着在阀门密封面结晶,导致阀门无法严密密封。

C、分汽缸进出口阀门,阀后蒸汽用量因生产要求等原因而造成用汽量时大时小,在流速变化较大的情况下,很容易产生闪蒸、空化等现象,从而对阀门密封面造成冲蚀、汽蚀等破坏作用。

5、对于一些开关非常频繁的工况,用填料密封截止阀或柱塞阀,开关很紧,建议选用波纹管截止阀,可轻松操作。

6、对于压缩空气管线,位于泵房或大功率空压机附近的阀门,建议选用软密封,并对内部结构做特殊处理的阀门,以避免管线剧烈震动对阀门密封面及阀杆造成损伤,如果没有震动的其他空气管道,可以选用硬密封阀门。

7、若冷凝水作为配液使用,不允许有二次污染的,则选用不锈钢阀门,若按常规回送至锅炉房,则用铸钢阀门即可。

若用于有一些卫生要求的介质,或者有酸碱腐蚀的介质,如水、高温热油、脂肪酸、溶剂等,可以选用不锈钢材质波纹管截止阀,型号US16FGBH或US25FGB;如果是洁净蒸汽,则需要选用卫生级阀门(食品级)。

9、对于蒸汽介质,有些行业按照传统设计使用闸阀,因闸阀开关很紧,密封性能和使用寿命都不如波纹管截止阀优秀,建议使用波纹管截止阀。

10、对于导热油介质,因为导热油在高温下运行具有很强的渗透性,其渗透速度是同等条件下蒸汽的50倍以上,如果选型、使用、维修不当,极易发生泄漏,从而引起烫伤、中毒、火灾、爆炸等安全事故,造成人员及财产损失,因此阀杆外密封必须做到零泄漏,建议选用波纹管密封阀门。

11、对于其他高温介质,尽量不要选用软密封的阀门,如球阀和蝶阀,因为这种密封材质,PTFE(塑料王)、EPDM(乙丙橡胶)、NBR(丁晴橡胶),在高温下容易老化变形,导致阀门容易内漏,寿命短,建议选用金属密封的阀门。

12、对一些较早的设计,有些工厂还在使用柱塞阀。柱塞阀是最古老的一种截止阀,柱塞棒上的石墨环容易磨损,导致易泄漏,而且开关非常紧,目前已经很少厂家使用。现在一般选用波纹管截止阀代替。

13、对于一些高空管道、环境恶劣(如高温危险的地方、)频繁开关、工艺要求切断的位置,建议选用气动波纹管截止阀,自动开关阀门,自动切断介质。

二、用户对蒸汽阀门的要求及期待

1、首先是密封性能要好,外密封和内密封都要确保零泄漏;

2、要耐高温,蒸汽温度最低100℃以上,10Barg压力的蒸汽温度为183℃;

3、操作要方便,开关要轻松,如果开关太难,每次都要借助加力扳手来操作,太费劲费时间了;

4、不要出现阀体穿孔的问题,这会很危险,可能伤及人员或设备;

5、使用寿命要长,一年更换一次,甚至几次,给工厂带来的损失会很大,得不偿失;

6、不希望有易损件,经常更换零部件,可不是件容易的事。

三、用户对高温热油或导热油阀门的要求及期待

1、首先是密封性能要好,外密封和内密封都要确保零泄漏,尤其是外密封,因为导热油温度大多高达300℃,如果溅到人员身上,会造成严重烫伤,非常危险;粮油行业精炼车间,有很多200℃以上的高温混合油,也是同样要求。

2、操作要方便,开关要轻松,如果开关太难,每次都要借助加力扳手来操作,太费劲费时间了;

3、使用寿命要长,一年更换一次,甚至几次,给工厂带来的损失会很大,得不偿失;

4、不希望有易损件,经常更换零部件,是非常困难的事,高温工况,每次等阀门冷下来时间很长。

四、为什么蒸汽管道不建议用闸阀

1、闸阀一般用于水、溶剂等液体介质较多,因为液体的流速很低,压力也低,而闸阀属于直通型,流阻极少,没有方向性的限制,正反都可以,因此非常适合用,尤其是大口径的液体管道,或者有些粘稠的介质。

2、若使用在蒸汽管道上,因为蒸汽的压力可能较高,流速很快,而且蒸汽中带水,如果用闸阀,一是闸阀密封性能远不如波纹管截止阀,二是闸阀的闸板槽里容易卡杂质,三是闸阀开关太紧,安装高度太高不方便,因此极力建议用波纹管截止阀替代闸阀。

至于有人会说,截止阀有流阻,可能会导致流量不够,这个其实是一个误解!!!因为蒸汽流速一般30m/s,即108公里/小时,相当于汽车速度,很快,所以,由于阀体的S型结构,造成内部的那一丁点流阻对于蒸汽介质而言完全可以忽略不计!更重要的是,截止阀的流道尺寸和阀门开度都是有严格标准的,每个厂家的截止阀,其内部尺寸都一定能满足管道流量的要求,这是最基本的要求,因此作为用户,完全不用担心这一点!

五、为什么蒸汽或其他高温介质不建议用球阀

1、球阀一般用于水、溶剂等液体介质较多,而且主要是低于100℃的液体,因为液体的流速很低,压力也低,而球阀属于直通型,流阻极少,开关又很快,很方便,因此非常适合用,但是不能用于粘稠的介质或高温介质。

若使用在蒸汽管道上,因为蒸汽的压力可能较高,流速很快,而且蒸汽中带水,如果用球阀,正常都是软密封,虽然刚开始密封性能很好,可以零泄漏,但是因为软密封在高温下容易老化变形,导致阀门容易内漏关不死,寿命很短,因此极力建议用波纹管截止阀替代球阀。如果用硬密封的球阀,质量好的则成本非常高,甚至高于截止阀,反而得不偿失,还不如直接选用波纹管截止阀好了。

五、选用波纹管密封截止阀的理由

下面我们来说说为什么要选用波纹管密封截止阀,而不用填料截止阀或柱塞阀?

1、首先,我们梳理一下截止阀选型时需要考虑的技术因素

一个优秀的截止阀,应该具备如下特性:

A、外密封:优先选用波纹管密封截止阀,且波纹管要用双层或三层316L不锈钢材质。

传统的截止阀是填料密封的,导致开关很紧,并且使用时间长了会出现外漏,需要更换填料盘根,非常麻烦。而波纹管密封结构则彻底解决了外漏问题。

B、阀座:必须是独立阀座,不能用整体阀座,这一点对于密封性能和使用寿命非常非常重要。

独立阀座是指阀座单独加工成一个零件,使用不锈钢材质,采用冷压嵌入的工艺,镶嵌到阀体内。

B1.从工艺上来说,采用独立阀座,可以使阀座在数控机床上单独加工,以确保其平面度,同轴度和光洁度等加工精度,同时阀体也同样使用数控车床加工,保证相互配合精度。避免由阀体铸造或堆焊产生的密封面含气孔、砂眼、夹砂等严重影响密封性能的缺陷,确保密封持久可靠。

B2. 从材质上来说,阀座可以采用13Cr、304或316不锈钢,这些材质本身具有优良的耐冲蚀性和耐腐蚀性,而且还可以在阀座表面堆焊非常耐磨、耐冲蚀和耐腐蚀的司太立合金,有效增加了阀门的使用寿命。

整体阀座:实质是指阀门内没有阀座这个零件,是在阀体内的台阶上直接加工而成,本体材质为碳钢,这样很容易被冲蚀或腐蚀,容易产生焊接缺陷或加工精度不够高的现象,导致无法保证密封性能和寿命。有时虽然会在内部焊接一些硬质合金,但是,因为空间非常有限,对加工焊接等工艺带来了很大困难,因焊接造成的气孔夹砂龟裂现象,基本无法排除,因此,其加工精度、配合精度和焊接质量也就无法保证,耐磨、耐冲蚀和耐腐蚀性能远远不如独立阀座,因此这种整体阀座的截止阀密封性能和使用寿命都远远不如独立阀座的截止阀。--目前国内其他厂家的阀门几乎都采用整体阀座形式。

C、内密封面:最好使用司太立合金,密封面要研磨成镜面。

司太立合金(stellite)的冲蚀深度为0.00127MM, 2Cr13阀座的冲蚀深度为0.0508MM,黄铜阀座的冲蚀深度为0.1016~0.2032MM,由此可算出司太立的耐冲蚀能力是2Cr13的40倍之多,是黄铜的80~160倍之多,可见密封寿命要长多少倍了!司太立合金是一种钴铬钨合金,硬度高,耐冲蚀性、耐腐蚀性、耐磨性、热稳定性都非常优异的密封材质。

D、波纹管与阀杆要分离。

波纹管不要焊接在阀杆上,避免波纹管容易出现意外破裂。

E、内置滤网。

可以有效避免焊渣等杂质进入破坏密封面,造成内漏关不严。

F、对于大口径阀门,建议采用高进低出流向,采用平衡阀瓣。

正常阀门都是低进高出流向,在日常操作中,常规的那些阀门,都很难关下去,操作人员都要使用加力杆

或加力扳手来开关阀门,但是这样人为的加大力矩,很容易损坏阀门内部零部件。尤其是其他厂家的的波

纹管截止阀,很容易出现因用力过度而导致波纹管意外破裂的问题。因此使用高进低处流向,同时采用双

阀瓣的平衡结构,就可以解决开关很难的问题。

G、阀体最好用铸钢材质,要慎用铸铁材质。

铸铁是砂铸而成,铸件组织疏松,易产生气孔等铸造缺陷,因此耐温耐压比铸钢低,可能会出现阀体穿孔、蒸汽外泄的严重问题。而铸钢是精密铸造而成,铸件组织紧密,耐温耐压更高,更坚固,极少出现阀体穿孔问题。

2、其次,我们说说填料密封截止阀和柱塞阀的问题及缺陷:

1、填料密封,就是我们常见的石墨填料,也叫石墨盘根,铅笔芯就是石墨做的,这样大家比较直观了。

石墨填料会有两个问题,一是开关很紧,二是开关多了以后,容易磨损损耗,然后阀杆处出现外漏;

2、柱塞阀,这是最古老的一种截止阀,由套在柱塞棒上的两个弹性密封圈来实现。两个弹性密封圈用一个套环隔离开,柱塞用Cr13,密封圈用柔性石墨或PTFE,大多数就是用的带石墨环的柱塞棒。

同样也带来两个问题,一是开关很紧,二是开关多了以后,容易磨损损耗,然后出现内漏;

3、广州维远Way’s波纹管密封截止阀的优势:

波纹管密封截止阀:是在填料密封截止阀基础上发展起来的一种最新最好用的截止阀。

A、内密封:维远是独立阀座结构,阀芯阀座配合严密,且密封面堆焊司太立合金,并研磨成镜面,特别耐磨损、耐冲蚀,确保零泄漏。

其他品牌绝大部分没有阀座,在阀体本体上车一个台阶与阀芯配合,很难做到零泄漏,密封面也没有做硬化处理,仅仅用普通材质,容易出现泄漏、关不死。

B、外密封:维远用双层或三层316L不锈钢材质的Ω型波纹管,开关次数达10000次。且波纹管与阀杆分离,杜绝了波纹管意外破裂的问题,真正的实现了零泄漏;

其他品牌绝大部分还是传统填料密封,或者用柱塞阀,开关多了就一定会外漏。部分品牌用波纹管的,但仅仅用单层304不锈钢波纹管,开关次数一般只有2000-3000次。且波纹管是焊接在阀杆上,客户用加力杆操作时,很可能会出现波纹管意外破裂,而导致阀门外漏的问题。

C、阀体材质:维远用铸钢,大多进口品牌用普通灰铸铁,组织疏松,可能出现阀体穿孔而泄漏的问题。

D、流向:维远大口径阀门(DN125-350)采用双阀瓣平衡结构,高进低出流向,可以一个人很轻松开关阀门,无需加力杆;其他品牌没有做特殊设计,都是常规低进高出流向,开关很紧,需要加力杆(或F扳手)来操作阀门。

E、滤网:针对小口径阀门,维远在入口端内置了不锈钢滤网,这一点是我们维远的独家设计。可以避免杂质卡堵的问题。

4、波纹管截止阀相比于填料密封截止阀的优势

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