高温调节阀的选型提示

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　　高温调节与控制是自控执行中的难题，高温和超高温的切断难度更大。这一难题的主要表现是高温膨胀产生卡阻及切断问题。因此，高温和超高温控制一直是国内外厂家及设计院关注的重点。


　　一、应注意的几个问题


　　从设计、选型和使用的角度看，应注意以下几个问题：


　　(1)阀体及阀内件材料的选择问题


　　用于450℃以上的环境中的调节阀，在设计和选用时必须考虑温度、压力条件对材料机械强度的影响，如在锅炉给水系统和过热旁路系统高温条件下，常规阀体及阀内件材料是不适用的(例如O形圈、四氟材料、弹性材料和标准垫片等)。因此，必须选用更加耐用的材料。一般材料可使用的最高温度为500℃左右。对于高于538℃的场合，阀体通常采用铬-钼钢。对于最高温度达1035℃左右的场合，通常选用SUS310S型不锈钢，而且材料含碳量必须控制在0.04～0.08%之间。对于更高的温度，建议采用内衬非金属耐热材料(可用于1200℃的高温场合)或特殊的耐高温高强度合金(如发动机燃烧室用耐高温高强度合金，可直接用于1000℃高温场合)。


　　(2)热膨胀，冷收缩的影响


　　高温阀与常温阀的结构及阀内件有很大的差异，如导向间隙、阀板转动间隙、轴承方式等。除了从设计、制造方面控制外，从阀型结构的选择上来减少热膨胀、冷收缩的影响的方式更为可取。实践证明挡板式蝶阀是一种非常好的高温阀，挡板与阀体内腔间的间隙为3～6 mm，可彻底解决阀板与阀体内腔高温中卡阻的问题，并可达到较高的切断性能(5×10-4)。


　　对于介质温度高于400℃的场合普通的定位导向结构是不可靠的。此时应采用外部轴承结构来保证阀板的定位与支撑，这样可以避免内部高温对导向结构的影响。华林公司发明的“日”字型专利定位系统，该系统可起到非常好的定位、支撑和保护作用，能保证阀板在纵向的准确定位，避免阀板因重力而下垂造成的堵卡。同时，由于定位系统承受了阀板、阀杆的重力，从而减轻了执行机构负载，减轻了外部轴承负载，避免了常规蝶阀水平安装使用时易出现的单边卡阻现象，可垂直安装。


　　(4)填料的耐温性能


　　标准的聚四氟乙烯填料仅能用于200℃以下场合，如需用于中高温场合则必须采用伸长型阀盖以防止填料受到极高温度的影响。但较长较细的阀杆在高温条件下强度较差，易出现弯曲现象。因此，高温条件下应采用耐温性能优异(可达600℃)的柔性石墨填料，还可以大大降低伸长型阀盖的高度。同时配以“旋转类阀+粗阀杆”的方式提高阀整体强度，从而较好地解决这一问题。


　　(5)密封方式的选择


　　在高温条件下实现较高的切断性能是很困难的，很多常规的高性能密封方式是不可取的(如O形圈、四氟材料、弹性金属材料等)。在500℃以内，可采用特种复合石墨阀座软密封方式。典型的产品有华林的软密封高温O型切断球阀、V型球阀和软密封高温全功能超轻型调节阀等。在500℃以上的条件下，只能采用金属对金属硬密封方式(一般采用蝶阀结构)。为防止因高温中材料膨胀，而产生的卡阻的问题，密封间隙通常留得较大。从而导致泄漏率较大。为解决这一问题，华林公司开发了高温挡板式蝶阀，它采用平面档板(阀板)落于阀体凸台(一体化)之上的工艺，形成圆线密封面，达到很好的密封效果，泄漏率仅为10-3~10-4。同时在密封面上堆焊的耐磨合金使阀具有了较好的密封可靠性，使用寿命也得以延长。


　　二、典型高温调节阀


　　(1)普通高温合金蝶阀


　　普通蝶阀是结构简单、同口径重量最轻的蝶阀，并且易于锻造成型，可节约大量贵重的耐高温合金。普通型高温合金蝶阀只可用于泄漏要求不高的场合，应用中还应注意阀体与阀板之间应留有足够的间隙，避免高温条件下因材料热膨胀造成的卡阻。同时，应采用适当的定位措施(如华林“日”字型定位系统)，以保证阀板的有效定位，避免阀板下垂、偏移，造成单边卡死或咬死。


　　(2)高温合金挡板蝶阀


　　挡板蝶阀是针对调节阀在高温条件下易出现的主要问题而研发的新型高温调节阀，具有结构简单，易于锻造成型，密封性好，不易卡阻等优点，还可大量节约贵重的耐高温合金。其密封方式为平面档板(阀板)落于阀体凸台(一体化)之上，形成圆线密封面，从而达到很好的密封效果。该产品阀体与阀板间不存在间隙配合问题，如果同时使用华林“日”字型定位系统则可以更有效的保证阀板位置，减轻执行机构负荷，避免出现单边卡阻或咬死现象。


　　(3)高温导热油专用球阀


　　采用弹性层压特种复合石墨阀座与柔性石墨填料的高温导热油专用球阀，可有效地解决导热油工艺要求切断好、调节好，填料受导热油影响小(常规伸长型阀盖与散热片没有意义)、密封好的要求，是性能优异的中高温切断型调节阀，可应用于500℃以下场合。


　　(4)耐高温非金属内夹层超高温蝶阀


　　采用耐超高温合金材料为结构体，耐高温非金属材料为内衬，做到阀体内外有别，从而保证了阀体的强度。中空或耐超高温合金材料阀板配以循环或冷却手段可保证阀板在1200℃左右良好工作，同时采用华林专利技术的“日”字型定位系统更能有效地保证阀板的定位，减轻执行机构负荷，避免卡阻、咬死和对内衬非金属材料的破坏。





文章关键词： 调节阀