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低溫截止閥的介紹

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低溫截止閥的介紹

發布日期:2019-09-01 作者:鹽城K8凱發首頁閥門製造有限公司 點擊:

低溫截止閥的密封性能是考核閥門質量優劣的主要指標之一,其主要包括在兩個方麵,即內密封性能和外密封性能。內密封是指閥座與關閉件之間對介質所達到的密封程度。如球閥的球體與閥座之間的密封,蝶閥的蝶板與閥座之間的密封,截止閥的閥瓣與閥座之間的密封,閘閥的閘板與閥座之間的密封等。這些密封型式主要有平麵密封、球麵密封及錐麵密封等。密封材料可以分為金屬對非金屬材料密封和金屬對金屬材料密封。外密封是指閥杆填料部位的密封和中法蘭墊片部位的密封。在某些介質不允許排入大氣的工況下,外密封比內密封更為重要。

低溫對閥門內密封性能的影響

非金屬密封圈

在常溫下工作的球閥和蝶閥等一般均采用金屬對非金屬材料密封圈。由於非金屬材料的彈性大,獲得密封所需的比壓小,因此密封性好。但是在低溫狀態下,由於非金屬材料的膨脹係數較金屬材料大得多,使得其低溫時的收縮量與金屬密封件、閥體等配合件的收縮量相差較大,從而導致密封比壓嚴重降低而產生無法密封的結果。大多數非金屬材料在深冷溫度下會變硬和變脆,失去韌性,從而導致冷流和應力鬆弛。如橡膠在溫度低於其玻璃化溫度時,會失去彈性,變成玻璃態,失去其密封性。另外橡膠在LNG介質中存在泡脹性,也無法用於LNG閥門。因此目前在設計低溫閥門時,一般溫度低於-70℃時不再采用非金屬密封副材料,或將非金屬材料通過工藝加工成金屬與非金屬複合結構型式。

金屬密封圈

低溫止回閥在低溫條件下,金屬材料的強度和硬度提高,塑性和韌性降低,呈現出不同程度的低溫冷脆現象,嚴重影響到閥門的性能。為了防止材料在低溫下的低應力脆斷,在設計低溫閥門時,一般溫度高於 -100℃采用鐵素體不鏽鋼材料,而溫度低於 -100℃時,閥體、閥蓋、閥杆、密封座等大多采用具有麵心立方晶格的奧氏體不鏽鋼、銅及銅合金、鋁及鋁合金等。但因鋁及鋁合金的硬度不高,密封麵、耐擦傷性能較差,所以在低溫閥門中應用極少。一般使用奧氏體不鏽鋼材料居多,常用的有0Cr18Ni9、00Cr17Ni12Mo2(304、316L)等,這些材料沒有低溫冷脆臨界溫度,在低溫條件下,仍能保持較高的韌性。

但是,奧氏體不鏽鋼作為低溫閥門的金屬密封圈材料也存在著某些不足。因為這類材料的大部分在常溫下處於亞穩定狀態,當溫度降低到相變點(MS)以下時,材料中的奧氏體會轉變成馬氏體。對於體心立方晶格的馬氏體致密度低於麵心立方晶格的奧氏體,且由於部分碳原子規則化排列占據體心立方點陣位置,使晶格沿C軸方向增長,從而體積發生變化引起內部應力的增加,使原本經研磨後達到密封要求的密封麵產生翹曲變形,造成密封失效。

除了低溫相變引起密封麵變形失效外,由於零件各部分的溫度差或由於不同材料間物理性能的差異,引起收縮不均,也會產生溫變應力。當應力低於材料的彈性時,就會在密封麵產生可逆性的彈性扭曲。當某一部分的溫變應力超過了材料的屈服時,零件將發生不可逆轉的扭曲變形,同樣會造成密封麵的失效,影響密封效果。

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