高温阀门填料结构外漏分析
在高温工况下,如选用石墨盘根密封结构,很容易出现外漏情况。经分析原因如下:
石墨盘根装入填料函内,通过填料压盖上紧固螺栓松紧来施加对填料的轴向压力。坏了再修是一种无保养性维修,这对于quan套设备的安全运转和阀门的使用寿命都是极为不利的,其潜在的紧急停机事故的危险性极大,由此造成的损失也是巨大的。由于填料具有一定程度的可塑性,受轴向压力后产生径向压力和微变形,内孔与阀杆紧密贴合,但是这种贴合上下不是均匀的。通过填料压力分布和填料密封力分布可知,填料函中上部填料和下部填料受介质压力是不均匀的。直接导致两部分填料塑性变形不一致,容易出现填料与阀杆的局部密封过度或者密封不足,同时靠近压盖处受的径向压紧力大,所带来的填料与阀杆的摩擦力也大,在此处阀杆和填料容易出现磨损。
在高温情况下,温度越高,石墨盘根膨胀越大,摩擦力也随之加大,高温所带来的散热不及时,加速了阀杆和填料的磨损率,这也是高温阀门填料容易出现外漏的主要原因。
高压阀门材料选择
◆为了提高超高压阀门抗冲蚀磨损的能力,通常选择抗蚀材料:
1、硬度高的材料
2、有耐酸蚀保护膜的材料
3、屈服点高、稳定性好的材料
4、疲劳强度高的材料。
◆要提高材料的各种性能,一是采用合金化,二是采用适当的热处理。合金化法是通过改变钢的化学成分,研制各种特殊性能的新材料。热处理法是不改变钢的化学成分,而是对钢在固态下施以不同的加热、保温和冷却,以改变钢的组织结构,提高材料的性能
高压阀门物理相沉积(PVD法)
◆在真空中应用蒸镀、离子镀、溅射等物理方法产品金属离子,这些金属离子在工件表面沉积,形成金属涂层,或与反应器反应形成化合物涂层,这种处理工艺方法称为物理相沉积,简称PVD法。由于高压技术的广泛使用,超高压系统中的超高压阀门性能直接影响整个系统工作的可靠性、安全性、工作效率和使用寿命。此方法沉积温度低,处理温度400~600℃,变形小,对零件的基体组织及性能影响小。利用PVD法在W18Cr4V制造的针阀上沉积TiN层,而TiN层有极高的硬度(2500~3000HV)和高耐磨性,提高了阀门抗腐蚀性,在稀的盐酸、硫酸、xiao酸中不受侵蚀,能保持光亮表面。PVD处理后覆盖层精度很好。可研磨抛光,其表面粗糙度为Ra0.8µm,抛光后可达到0.01µm。
毛坯铸造工艺的改进
我厂井口闸阀采用砂模铸钢毛坯,阀体加工过程中,在与阀座配合的内螺纹处经常出现气孔、缩松等铸造缺陷,经对阀体剖面的宏观分析发现,在图1所示的热节区,有程度不同的缩松现象,为解决上述问题,我们对铸造工艺进行多次改进试验。
1)改进浇冒口系统。将设置在阀体两侧圆柱面的浇冒口系统改为如图1所示在阀体底部设置的横直浇口系统;
2)改砂模铸造为熔模铸造;
3)改侧浇法为顶浇法,且使中法兰向下。增强型石墨盘根因含有镍丝等,结实抗挤压,故可以安装在顶部和底部。由于熔模铸造比砂模铸造具有更好的透气性、更快、更均匀的冷却条件,所以组织更为致密。由于钢液从顶部浇入,又是从冒口直接浇入,浇冒口的位置靠近热节区。为铸件创造了极为有利的顺序凝固条件,热节区得到及时的补缩,所以经工艺改进后生产的铸件组织致密,消除了缩松、缩孔等铸造缺陷,产品合格率达到99%以上。