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陶瓷內(nèi)件調(diào)節(jié)閥如何研制?

發(fā)布時間:2019-11-14 瀏覽量:1785

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。使用時間雖然比普通調(diào)節(jié)閥長,但達(dá)不到預(yù)期時間。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個月,最長約3個月,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,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(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.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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