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陶瓷內件調節(jié)閥如何研制?

發(fā)布時間:2019-11-14 瀏覽量:1721

1 概述

    腐蝕、磨損與氣蝕是調節(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,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節(jié)閥。而對含有固體顆?;蚋邏翰钜鹂瘴g等流體控制系統,一般采用調質熱處理合金為調節(jié)閥內件材料制造耐磨調節(jié)閥。根據使用情況分析,聚四氟乙烯等襯里的調節(jié)閥耐熱及耐磨性差。耐腐蝕耐磨損合金材料制造的調節(jié)閥。使用時間雖然比普通調節(jié)閥長,但達不到預期時間。如某煉油廠在柴油加氫裝置脫硫廢液罐液位調節(jié)系統安裝的國外進口的耐腐蝕調節(jié)閥,僅使用1~2個月,最長約3個月,因閥關不嚴,泄漏嚴重,自控系統完全失效,只能由人工操作。此時雖然閥體和執(zhí)行機構性能良好,但也必須更換新閥,造成生產成本增加,還給生產安全帶來隱患。

    2 新型調節(jié)閥

    調節(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節(jié)閥耐腐蝕耐磨蝕的重要途徑。

    由于現有調節(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,設計制造調節(jié)閥的內件(閥瓣和閥座),如套筒式調節(jié)閥的內件(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℃時急冷急熱達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

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節(jié)閥技術設計,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低壓降比下運行。套筒式調節(jié)閥的l陶瓷內件(圖1)配以現有調節(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節(jié)閥。

    3 應用

    新型陶瓷內件調節(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中應用(圖2),系統正常運行至今,表明新型閥門經受住該處流體的強腐蝕作用,確保了生產的正常安全運行,并節(jié)約了大量維修更新閥門的費用。

    4 結語

    陶瓷內件的套簡式調節(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)約了費用,也節(jié)約了制造調節(jié)閥內件的稀有金屬。陶瓷材料雖然存在脆性,不抗沖擊,但作為閥內件避免了外力直接擊打。閥門正常工作時,閥瓣上下移動緩慢,由于陶瓷具有高的抗壓性能,故不會對內件構成損壞。陶瓷內件調節(jié)閥已獲國家專利局授予的實用新型專利證書(專利號:ZL 02 2 66206.5)。

    參考文獻

    [1] 張純潔.陶瓷材料的力學性能[M].北京:科學出版社.1987.
    [2] 美國金屬學會.金屬手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社.1978.
    [3] 張玉潤等.低壓降比調節(jié)閥與節(jié)能[M].北京:化學工業(yè)出版社.1994.



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