在要求較高的應用場合都會對調(diào)節閥提出切斷要求,因此切斷功能是調節閥的一個重要的使用功能(néng)和內在質量(liàng)指標。在(zài)現場使用(yòng)中(zhōng),往往會出現調節閥切斷不好,泄漏大等故障。除因堵卡、允許壓差過小而被頂開等原因(yīn)造成的泄漏增加外,絕大部分都是由於調節閥的(de)結構缺陷和選型不當造成的。
一.結構型式的選擇
雙(shuāng)密封類調節閥(如雙座閥、雙密封套(tào)筒閥等(děng))主要的缺點之一(yī)就是泄漏大。但上世紀80年代以前,由於當時(shí)較盛行套筒(tǒng)閥,然而,不少(shǎo)閥門生產廠家卻在套筒閥上下了很大功夫以改進結(jié)構來降低泄(xiè)漏量,使其演變成非常(cháng)複(fù)雜的結構。於是,這又帶來了許多不足:零件多、可靠性差、備件難、維護難、切(qiē)斷效果不理想等等(děng)。實際上,這是(shì)設計思路都陷(xiàn)入了誤區,與其在閥體(tǐ)的“心髒”內作如此複雜的(de)改動,倒不(bú)如通過外部調整來實現。因此,應選擇單密封類調節閥(fá)。這樣(yàng),密封問題、可靠性問題、維修和備件問題均被一一解決了。此時,解決矛盾的重點轉化為介質對閥的不平衡力增大的(de)問題,解決它僅需配強力(lì)活塞執行機構、加粗閥杆即可。這種通過外部來解(jiě)決的辦法顯然比通過內部的複雜改進要容易得多,與其說這是(shì)辦法問題,還不如說這是思路問題。進入到九十年代,人們開始(shǐ)尋找結構(gòu)更簡單、密封更可靠的切斷閥。這(zhè)時,發現角行程閥比直行程閥(單座閥、套筒閥、閘閥)更(gèng)具(jù)有優越性,於是產生了三偏心切斷蝶閥、全(quán)功能切斷閥、硬密封切斷球閥(fá)。
二.密封麵的選擇(zé)
(1)麵對麵密封(fēng):
常見(jiàn)的柱塞閥芯,其密封麵為60℃的小(xiǎo)錐麵,閥座也是60℃的小錐麵,此小錐麵的寬度通常在0.5mm~2mm之間(jiān),要(yào)密封(fēng)好就必須保(bǎo)證兩個錐麵良好接觸。但事實上,它始終受到加工誤差的影響(如同心度、不圓度、傾斜度等),其密封效果不(bú)十(shí)分理想。這類閥的泄漏率通常為10-4,經過精密的研磨可達10-6,隻能達到較好的密封等級。
(2)球麵密封(fēng):
利用(yòng)閥芯的球麵轉動與固(gù)定的閥座小錐(zhuī)麵相切,它們之間為線接觸,這就比上述麵對(duì)麵密封(fēng)的效果(guǒ)好。上海艾栗自動化科技有(yǒu)限公司推出的全(quán)功能(néng)超輕型閥、球麵密封蝶閥等就是采用這一思路來(lái)製作的,其泄漏率可達10-6~10-8,高(gāo)性能的三偏心蝶閥可高達10-8,以至零泄漏。
三.密封材料的(de)選擇
(1)軟密封
除耐腐蝕的襯裏閥(fá)門外,一般的軟密封閥(fá)指(zhǐ)閥芯或閥座兩者之一采用非金(jīn)屬材料(主要為聚四氟乙烯,還有橡(xiàng)膠等)的密封形式的閥(fá)。軟密封(fēng)閥密封效(xiào)果最(zuì)佳,但在管道安裝、係統的清洗中都有可能留下或多或(huò)少(shǎo)不幹淨的雜物(如焊渣、鐵屑等),它們流經(jīng)調節閥時,容易把軟密封閥座或閥芯劃傷,使(shǐ)泄漏量增加(jiā),密封的可靠性差(chà)。所以,選擇軟密(mì)封結構必須考慮介質的清潔和投運前嚴(yán)格衝洗管道。
(2)硬密封
硬密封再堆焊耐磨合金等是切斷閥的最佳選擇。這種方式在考(kǎo)慮密封性的同時也考慮了使用(yòng)壽命和可靠性,雖然閥門生產廠家設置(zhì)指標(biāo)隻有10-6~10-8,達不到軟密封(fēng)零泄漏的效果,但足以滿(mǎn)足嚴密切斷的要(yào)求(qiú),而且它經久耐用,從(cóng)經濟的角(jiǎo)度考慮更合算(suàn)。
四.密封(fēng)可靠性的考慮
(1)軟密封(fēng),切斷效果好,但不適(shì)宜用於含顆(kē)粒介(jiè)質,一旦劃傷,泄漏會急劇增加。
因此,條件允(yǔn)許時盡量選(xuǎn)用硬密封。全(quán)功能超輕型閥硬(yìng)密封可達10-7~10-8,三偏心蝶閥可達零泄漏。
(2)對密封耐磨性的考慮:除選硬(yìng)密封外,對泄漏要求10-6以上的(de)切斷型調節閥,應該(或者說必須)堆焊耐磨合金以提高密封的耐磨性、耐衝蝕、耐劃傷的能力,提高(gāo)閥的壽(shòu)命。
(3)對高(gāo)溫介質的(de)切斷調節閥在室溫下組裝的(de),在高溫下工作,溫度變化幾百(bǎi)度。熱(rè)膨脹會改變裝配時建立的密封比壓。過緊,密封麵會卡住(zhù),運動時(shí)會嚴(yán)重擦傷,拉傷;過鬆,密封(fēng)壓不夠,兩種情況泄漏都會急劇增加。解決的最好辦法是用彈性閥座來吸收這一變化造成的差異。通(tōng)常有三種彈性方(fāng)案:
①彈簧式(shì);
②薄片式柔性金屬環;
③剛(gāng)柔相濟的彈性閥座。後者(zhě)最好,即有柔性克服熱膨脹,又有剛度並堆耐磨合金(jīn)來提高耐磨(mó)麵的可靠性。
(4)對含顆粒的衝蝕介質,要考慮閥芯避(bì)讓開高速介質的直接衝蝕。直行程(chéng)閥、蝶閥都不具備(bèi)這一功能,而全功能超輕型閥偏心旋轉具有這一特點。遇此,應選後二種閥(fá)。
(5)對於硬密封,必須有足夠的硬度差,同一(yī)硬度(dù)材(cái)料“互不相(xiàng)讓”,容易擦(cā)傷。
(6)對所配執行機構應增大推力和剛度,使之動作自如(rú)。
五.切斷閥主要閥型
按上述分析,切斷閥的主要閥型(xíng)如下,選擇切斷閥應綜合(hé)考(kǎo)慮泄漏率、介質種類、介質溫度、流量係數等各種參數和(hé)性價比。在如下優選秩序中,先考慮硬密封,再考慮軟密封。
(1)全功能超輕型調節閥
(2)三偏心金屬硬密封蝶閥
(3)雙偏(piān)心(xīn)球麵密封蝶閥
(4)球閥
(5)偏心旋轉閥
(6)單座閥
(7)單座(zuò)套筒閥
(8)軟密封閥
六.高溫、高壓、大壓差、大口 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,主要原因是缺少同時具有允許壓差大、切斷好、耐(nài)高溫膨脹卡的閥,如高壓蒸汽調節與切斷,因壓差大(1~3MPa或更大),口徑大(DN200~300),不得不采用平衡式的雙密封結構(如雙座閥或雙密封(fēng)套筒閥),經特殊處理(lǐ),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(jiào)好的解決這一難題(tí),泄漏率可達10-6~10-7以上。