浙江三方控制阀股份有限公司 311400
摘要：近几年来，高温阀门在众多行业获得了广泛的运用，高温阀门的设计也朝着越来越好的方向发展。为了满足日益剧增的市场的需求，实施研究高温阀门设计有关的技术也就迫在眉睫。在阀门的结构设计方面，高温阀门明显区别于低温阀门。为了使其能够在苛刻工况下出色的运行，因此高温阀门在结构设计、材料选择等方面也提出了越来越严格的要求，行业标准方面也在持续的加大对高温阀门设计的规范要求。高温阀门的设计工作是一项至关重要的程序。本文主要实施分析了高温阀门设计的有关技术，希望能够给同行一个有效的借鉴。
关键词：高温；阀门；设计；技术；金属物质
引言：
项目工程中因为当前科学技术的发展也提出了越来越多的高温阀门需求。在石油、化工、电力等行业都有运用到高温阀门。很多人非常重视高温阀门要怎样来设计才可以让应用要求得到满足，且可以确保安全。
1、阀门的主要特点和用途
现阶段，市面上有闸阀、止回阀、紧急切断阀、节流阀与减压阀等等类型的阀门，特别的多样复杂，这样每一个企业在选择阀门的时候就比较烦恼，不一样种类的阀门也就意味着不完全一样的功能，化工生产中每一个施工程序要进行充分的了解，方可更加科学的实施选择阀门。如截止阀，向下的闭合方向，阀门自身拥有控制启闭件体系，运行的时候沿着阀座轴线的方向启闭，这样来完成调控化工生产。简单的构造、较好的密封性、维护难度小是截止阀的优势。再例如闸阀，这类阀门运行时是通过阀杆从而控制阀板达到启闭功能，以完成对生产进行控制的目的。密闭性好是其优点，而且调节区域大，不足是相对繁杂的构造，且相对较大的占用空间，让维修的难度增加了，务必也会造成经济成本的增多。节流阀相对大的调节范围，简单的构造跟截止阀相似，但没有闸阀的尺寸那么大，然而在现实化工产品生产的时候，比较难实施精度控制。蝶阀非常大的垂直旋转优点，而且小体积、容易控制还简单的构造，维修时间与成本能够大大的减少。除此以外，其还得到大范围的应用，具体化工生产工作之中还有旋塞阀、止回阀以及球阀等等，在这之中，液体出现倒流的情况要止回阀来防止，球阀用于控制球体开关，根据带孔塞体旋转启闭而设计出旋塞阀，这些常用阀门在各行各业得到科学的运用，进行协调每一个应用功能，并在合理的范围内实施化工生产。
2、选择高温阀门的材料
2.1 阀体的材料
材料的选择会因为高温工况与介质的腐蚀性而遭到严重的影响，因为高温环境是其大部分应用的环境，阀体材料要选择相对高的质量的碳素钢、耐高温合金钢和不锈钢等，也唯有这样的材质在高温状态下才可以确保依然可以正常运行的阀体。
2.2阀体内的物质材料
假如高温阀门想要确保满足构造的材料要求，那就要符合下面的规范：硬度、冲击力、耐擦伤力。我们在选择阀体内部材料的同时，主要看物质的热膨胀性。并且高温环境下也要考虑到损坏部件的几率。阀体内部的材料通过锈钢进行制作，堆焊处理能够在表面上做好，如此阀体耐磨与气蚀这些性质能够得到保障，它们能够正常的在高温环境下进行工作。在高温环境下，发生介质腐蚀肯定会严重的影响着选择材料，由于是运用在高温的环境下，因此物资属性要选择相对好的材料，比如阀体的物质材料能选择碳素钢、耐高温合金钢、不锈钢等，如此才可以保证阀体还可以正常的在高温环境工作。
2.3 高温阀门内件硬化处理
高温阀门也就是指阀门是能够在450℃以上的高温条件下运行，正是因为存在的高温条件，阀门就经常会出现软化的现象，在实际的运行过程中，这就会造成阀门会发生损伤的情况，使得阀门的应用寿命减短。所以，在硬化处理阀门内件的时候，设计人员把堆焊层控制在至少4mm的厚度，如此既可以大大提高阀门的耐腐蚀性，且外部环境对阀门本体材料的影响也可以有效的减少，从而让阀门的使用寿命得以延长。
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3、高温阀门的设计要点
热膨胀量、热交变和材料机械性能的影响在高温阀门的设计时需非常重视。因为材料的不一样其热膨胀系数、零件所承受热载等就算在高温下同时加热阀座与阀芯，他们的膨胀量等功能也会不一样；为了让零件之间由于温度导致的卡死或者擦伤可以有效的减少，设计阀门零件时就得考虑将他们的运动间隙合理的增大，要根据材料的热膨胀系数、应力和具体应用温度来确定这间隙的增加量。高温热交变会造成阀座与导向套之间的连接变松、加剧阀门零件的疲劳老化等，在设计中要依据详细的状况使用相关的方法，像密封构造优先使用弹性阀座。高温肯定会明显的影响到材料的机械功能，不一样的温度下，材料也不一样的强度、硬度、塑性、弹性模量和波桑比等，这些原因对阀门功能的影响在设计的时候都要充分的考虑到。
4、高温阀门的具体设计
4.1壳体壁厚设计
壳体在实施设计的时候，现实运用程序也许会发生的最大压力值要充分的考虑好，并把其设计为壳体的耐压额定值，以确保壳体具备充足的耐压功能，然后降低腐蚀和侵蚀的不利影响。
4.2中部的密封设计
中部能够设计为强制伍德密封的密封。它的原理是做好法兰螺栓的紧闭，让密封垫片应用压力形成压缩性的作用，之后在表面发生相对微小的缝隙。在设计中温小口径阀门的时候，最常用的就是这样的强制性密封，详细而言，由阀体、浮动阀盖、密封环等部分组成强制伍德密封。我们在实施升压操作之前，必须先做好牵制螺栓的固定工作，然后上移浮动顶盖。能够非常好的保证阀盖和弹性垫的密封功能是如此做的目标。当介质对它施加压力时，顶盖能够向上移动，这样就可以有效的牵制螺栓。阀盖与弹性垫的密封压力有着直接的关系，他们能够随压力的提高而增强，最后产生非常好的密封功能。
4.3高温螺栓的相关连接
由于要在高温下实施螺栓的工作状态，要考虑以下问题：螺栓与被连接件力学功能改变、应力松弛、温差载荷等等。要把下面的设计坐好：为了防止能够在高温的条件下旋合螺纹出现了咬死类的故障，除合理的选材外，最好设计成一种粗牙的螺纹并在科学的范围内让中间径的距离加大。当螺栓在长时间处于300~500 摄氏度时会发生应力松弛的问题。因此必须要保证剩余预紧力一直高出全部需求值，让联接坚固性得到有效的保证。
5、要注意的一些变量
5.1擦伤的问题
材料本身间的互相作用力非常小，但因为受到外界的限制与影响，擦伤的状况就特别容易出现。例如管路系统里，常常发生阀座与阀芯之间擦伤的状况，他们发生擦伤关键是因为进入大的粒子而造成的。另外，有关冲击的振动也许会发生非常大的影响从而产生擦伤，所以为了在应用活动里减少擦伤的情况，需要科学的选择密封材料，并且密封间硬度的匹配还要确保控制在合理的范围内。
5.2 堆焊层的厚度
堆焊层的厚度在完成高温阀门内部硬化处理中占有非常重要的位置，所以务必就要先确认好它的厚度。运用恰当有效的试验结合相关的经验，对堆焊层的厚度进行判断，一般而言相对合理的厚度为至少4mm。如此的厚度可以让高温对内部材料的影响大大降低，保证阀门内部的寿命。
6、结语
随着高温阀门运用范围的持续扩大，尽管中国在高温阀门技术方面已经获得了较好的发展，但是人们还是对高温阀门领域提出了越来越高的技术的需求。高温下为了适应阀门的应用要求，选择高温阀门的设计与材料不同于一般阀门的特征，在实施设计高温阀门的过程中，首先要充分了解其运行工况，确保材料跟要求相符，其次是要确保构造设计的科学性、合理性。唯有这样才可以确保阀门具备优良的工作性能以及可靠的产品质量，同时具备较长的应用寿命。
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论文作者:高丽1,凌飞2
论文发表刊物:《防护工程》2018年第36期
论文发表时间:2019/4/16
标签：阀门论文; 高温论文; 材料论文; 阀体论文; 螺栓论文; 厚度论文; 功能论文; 《防护工程》2018年第36期论文;