В этом документе представлены требования и применение дроссельной заслонки с металлическим уплотнением в низкотемпературном клапане.

В этом документе представлены требования и применение дроссельной заслонки с металлическим уплотнением в низкотемпературном клапане.

С быстрым развитием современной нефтехимической промышленности, углехимической промышленности и холодильной промышленности использование низкотемпературных клапанов становится все больше и больше, дозировка все больше и больше. Поэтому правильное и разумное использование низкотемпературного клапана привлекает внимание людей. При использовании низкотемпературных клапанов в дополнение к обычному использованию обычных клапанов существуют некоторые особые требования, на которые следует обратить внимание.
Криогенные клапаны обычно относятся к клапанам, работающим при температуре ниже -29 ° C. Некоторые криогенные клапаны могут транспортировать сжиженные газы (например, азот, кислород и природный газ) при температуре до -196 ° C и при этом обеспечивать нормальную работу.
With the decrease of the temperature of the working medium, the material and structure of the low temperature valve used are different from the conventional universal valve, especially the temperature valve (t При снижении температуры рабочей среды материал и конструкция используемого низкотемпературного клапана отличаются от обычного универсального клапана, особенно температурного клапана (t Для уменьшения теплового потока к закрывающим деталям снаружи рабочие части следует снять с изоляционного корпуса. Поэтому горловина крышки криогенного клапана очень длинная. **Температурный клапан работает в сложных условиях от температуры наружного воздуха до температуры. И делает это без перерыва. Уплотнение закрывающей части обычно гарантируется необходимым контактным давлением, создаваемым на уплотнительном кольце, но если усилие передаточного устройства фиксировано, прочность уплотнительного кольца может быть разной в диапазоне рабочих температур, конечно, Характеристики материала уплотнительного кольца, особенно характеристики полимерного материала, различны. Таким образом, теплый клапан имеет строгие требования к уплотнительному кольцу, обычно лучше выбирать материал из твердого сплава (STL).
Температурный клапан весьма ограничен в скорости открытия запорного устройства. Несмотря на адиабатические меры, тепловой поток все еще существует в ограниченном диапазоне, что приводит к образованию жидкой фазы в некоторых частях системы. Следовательно, когда клапан открывается быстро, жидкость может набрать большую скорость, а при столкновении с препятствиями или сопротивлением, например, клапан приведет к удару воды, на что следует обратить внимание при использовании.
Обычно в холодильной технике используется азот или фреон, в прошлом обычно использовался чугунный клапан, применимая температура составляет от -28 до 150 ℃, сейчас используется меньше, но клапан с ферритным ковким чугуном имеет тенденцию к росту. Это связано с тем, что ферритный ковкий чугун обладает лучшей ударной вязкостью, износостойкостью и коррозионной стойкостью.
Клапан из обычного материала из углеродистой стали (WCB), температура использования составляет -29 ~ 150 ℃; Существуют также низкотемпературные углеродистые стали (LCB, LC1, LC2), минимальная температура эксплуатации которых составляет -46 ~ -73 ℃; Аустенитная нержавеющая сталь (304, 316) представляет собой превосходную низкотемпературную сталь, ее минимальная рабочая температура ниже -196 ℃, некоторые - -254 ℃.
Общие детали закрытия низкотемпературного клапана, выбор седла клапана с металлическим уплотнением на корпусе клапана, выбор фторопласта (F4) на диске клапана, к конструкции нет особых требований, и обычный универсальный клапан почти такой же. Разумный выбор в зависимости от температуры и среды.
Криогенный клапан, учитывайте только рабочие характеристики температурного клапана. Его можно установить в любом положении внутри инкубатора, но сальник, приводной механизм (маховик, гаечный ключ) и индикатор положения подъема тарелки клапана должны располагаться вне инкубатора. Простота в эксплуатации и замене упаковки. Большинство клапанов устанавливаются штоком горизонтально. У теплых электрических клапанов шток клапана должен располагаться горизонтально.
Условия работы упаковочного устройства при низкой температуре очень сложны, поскольку упаковка легко теряет эластичность, поскольку из-за утечки испаряющейся среды шток замерзает, это приводит к застреванию, клапан не может нормально открываться и закрываться. Для улучшения условий работы упаковочного устройства можно установить термоперегородку, обеспечивающую изоляцию упаковки. В основном это сделано для увеличения длины штока. Перегородка изготавливается из неметаллических материалов с наименьшей теплопроводностью (ткань, лента и т.п.), благодаря чему теплопотери упаковочной коробки существенно снижаются. Альтернативно, упаковочное устройство оборачивается рубашкой и в образовавшееся пространство закачивается среда с температурой, достаточной для поддержания работоспособности упаковочного устройства. Его ФУНКЦИЯ заключается в том, чтобы сделать клапан от низкой температуры до рабочей точки иметь температурный градиент, в рабочей точке и за пределами рабочей точки, давление воздуха будет в определенном состоянии, что может привести к тому, что сжиженный газ перестанет быть жидким и вернется в исходное состояние. температура газа.
ДАВЛЕНИЕ ВОЗДУХА ВСЕГДА ОТКРЫТО, ОБЫЧНО СВЯЗАННО С одним концом КЛАПАНА ИЛИ С другим концом, так что в случае повышения температуры давления воздуха не возникнет опасно высокого давления.
Поскольку детали клапана обычно изготавливаются и испытываются при комнатной температуре и работают в условиях низких температур, разные детали будут производить различное расширение и сжатие при изменении температуры, что напрямую влияет на нормальную работу клапана, на что необходимо обратить внимание. и понятен в использовании.
В низкотемпературных клапанах используются различные материалы, обычные материалы: такие как углеродистая сталь (WCB), становятся хрупкими при понижении температуры. Наиболее часто используемые материалы: аустенитная нержавеющая сталь, бронза и медно-никелевые сплавы, все из которых нехрупки и могут использоваться по назначению. Опыт показывает, что аустенитная нержавеющая сталь, бронза и сплав Cu-Ni являются лучшими материалами по ударной вязкости и прочности. Поэтому некоторые важные части низкотемпературного клапана, такие как: проходной клапан, предохранительный клапан, регулирующий клапан, обратный клапан и т. д., выбирают этот тип материала.
Опыт производства подсказывает нам, что даже для аустенитной нержавеющей стали, бронзы и медно-никелевого сплава, если готовая продукция не будет должным образом обработана низкой температурой, при эксплуатации клапана при низкой температуре внутренние детали будут деформироваться из-за фазы материала. трансформация, вызванная низкой температурой, приводящая к утечке клапана.
В процессе сборки низкотемпературного клапана из-за различных материалов прокладок фланцевых соединений, соединительных болтов и соединительных деталей сжатие между различными материалами не будет синхронизировано, что приведет к расслаблению и утечке. Поэтому для низкотемпературного клапана, особенно для низкотемпературного клапана, используемого при температуре ниже -196 ℃, лучше всего использовать сварное соединение.
Низкотемпературная прокладка уплотнения клапана, в основном F4, благодаря хорошей самосмазыванию, коэффициенту трения невелик и обладает уникальной химической стабильностью. Поэтому он используется правительством, но у F4 также есть недостатки: один из них - большая склонность к хладотекучеству, другой - большой коэффициент линейного расширения, холодная усадка при низкой температуре приводит к утечке, что приводит к большому количеству обледенения. на штоке, так что клапан не открывается. Поэтому его используют только в обычных условиях низких температур. В случае температурных условий следует выбирать гибкий тканый графитовый наполнитель или намоточную площадку из нержавеющей стали и гибкого графита. При работе некоторых низкотемпературных клапанов часто обнаруживается, что трансмиссионная часть клапана залипает. Окклюзионный феномен возникает время от времени. Основные причины: необоснованный подбор парных материалов, слишком малый запас холодного зазора и точность обработки. Если подобные проблемы обнаружены в процессе использования, о них следует своевременно сообщить поставщику для улучшения конструкции конструкции и замены соответствующего материала подшипника (втулки).
Остальные требования к низкотемпературным клапанам такие же, как и к обычным клапанам.
Требование и применение дроссельной заслонки с металлическим уплотнением в низкотемпературном клапане
В условиях быстрого развития экономики и промышленных технологий, постоянно меняющихся высоких и новых технологий, а также спроса людей на клапаны, отрасль клапанов сталкивается с огромными проблемами и возможностями. Особенно использование дроссельной заслонки в низкотемпературной среде, помимо обеспечения производительности обычного клапана при комнатной температуре, более важным является надежность уплотнения клапана при низкой температуре, гибкость действия и некоторые другие специальные требования низкотемпературный клапан.
Дроссельный клапан имеет компактную конструкцию, небольшой объем, легкий вес (по сравнению с тем же давлением, задвижка того же размера может снизить сопротивление жидкости на 40% ~ 50%), быстрое открытие и закрытие и ряд преимуществ, так что используйте.
Но в некоторых низкотемпературных устройствах, таких как оборудование для сжижения газа, оборудование для разделения воздуха и адсорбционное оборудование с переменным давлением, используемое в химической промышленности, более 80% или шаровой клапан или задвижка, дроссельная заслонка мала. Основная причина заключается в том, что дроссельная заслонка с металлическим уплотнением имеет плохую герметичность при низкой температуре, а некоторые другие причины, такие как необоснованная конструкция, вызывают среднюю внутреннюю утечку и явление внешней утечки, что серьезно влияет на безопасность и нормальную работу этого низкотемпературного оборудования и не может отвечают требованиям низкотемпературного оборудования.
В связи с непрерывным развитием низкотемпературного оборудования в нашей стране потребность в низкотемпературном клапане растет с каждым днем. Таким образом, конструкция металлического уплотнительного клапана была усовершенствована, и был разработан трехэксцентриковый дроссельный клапан из чистого металла с высокими характеристиками уплотнения. Этот дроссельный клапан может удовлетворить свои требования независимо от того, является ли среда высокой или низкой температурой.
В сочетании с его структурными характеристиками просто обеспечивается устойчивость к низким температурам.
Во-первых, требования к уплотнению низкотемпературного дискового клапана:
Существует две основные причины утечки низкотемпературного клапана: одна — внутренняя утечка; Второе — утечка.
1) Клапан создает внутреннюю утечку.
Основная причина – уплотнительная пара деформируется при низкой температуре.
Когда температура среды падает до фазового изменения материала, вызванного изменением объема, так что первоначальная точность шлифования деформации уплотняющей поверхности приводит к плохому низкотемпературному уплотнению. Мы провели низкотемпературное испытание клапана DN250. Средой является жидкий азот (-196 ℃), а материал пластины-бабочки — 1Cr18Ni9Ti (без низкотемпературной обработки). Установлено, что деформация уплотняющей поверхности составляет около 0,12 мм, что является основной причиной внутренней утечки.
Недавно разработанный дроссельный клапан заменен с плоского уплотнения на коническое. Седло представляет собой коническую овальную уплотнительную поверхность и круглое эластичное уплотнительное кольцо, встроенное в дисковую пластину и образующее пару уплотнений. Уплотнительное кольцо может радиально перемещаться в канавке диска. Когда клапан закрыт, упругое уплотнительное кольцо сначала контактирует с короткой осью эллиптической уплотнительной поверхности, а при вращении штока клапана уплотнительное кольцо постепенно проталкивается внутрь, заставляя упругое кольцо соприкасаться с длинной осью клапана. наклонная коническая поверхность, что в конечном итоге приводит к полному контакту между эластичным уплотнительным кольцом и эллиптической уплотнительной поверхностью. Его герметизация достигается за счет деформации упругого кольца.
Поэтому, когда корпус или пластина-бабочка деформируются при низкой температуре, это будет поглощено и компенсировано эластичным уплотнительным кольцом и не приведет к утечке и застреванию. Эта упругая деформация исчезает сразу же при открытии клапана, и в процессе открытия и закрытия практически отсутствует относительное трение, поэтому срок службы длительный.
2) негерметичность клапана.
Во-первых, когда клапан и трубопровод соединены фланцами, утечка вызвана расслаблением соединительной площадки, соединительного болта и соединительных частей, которые при низкой температуре сжимаются не синхронно между материалами. Поэтому мы изменили способ соединения корпуса клапана и трубопровода с фланцевого соединения на сварную конструкцию, чтобы избежать утечки при низких температурах.
Второе — негерметичность штока и набивки. В целом, в большинстве набивок клапанов используется F4 из-за его хороших характеристик самоскольжения, небольшого коэффициента трения (коэффициент трения стали f = 0,05 ~ 0,1) и уникальной химической стабильности, поэтому его использовали.
Однако у F4 есть и недостатки. Во-первых, тенденция к хладотекучести велика; Во-вторых, коэффициент линейного расширения велик, что приводит к утечкам из-за холодной усадки при низкой температуре, что приводит к большому количеству обледенения на штоке, что приводит к отказу открытия клапана. Низкотемпературный дроссельный клапан, разработанный для этой цели, имеет самоусаживающуюся конструкцию уплотнения, то есть он может герметизировать как при нормальной, так и при низкой температуре через оставшийся зазор, используя преимущества большого коэффициента расширения F4.