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            阀门密封面应具备的性能
            添加:2020-12-9 9:02:19    游览:488    来源:网络

              阀门密封面失效意味着阀门的密封功能丧失,严重影响了正常的产品生产。为了防止阀门密封面失效,阀门的密封面应具有抗腐蚀、抗擦伤、抗冲蚀和抗气蚀等性能。

              1、 抗腐蚀性

              阀门的腐蚀体现在腐蚀介质在阀门底部流动或沉积,与阀门内壁金属表面发生氧化还原反应。当阀门内壁的保护层结构被破坏就会形成腐蚀层,腐蚀层脱落,并在局部区域形成腐蚀坑,而且随着初始腐蚀坑的形成,腐蚀性介质更容易聚集在此处。腐蚀坑越来越向深处发展,导致阀门密封面的密封性能下降,甚至发生严重泄漏,因此阀门密封面材料必须具有抗腐蚀性能。以某高炉煤气管道阀门为例,煤气生产过程中产生大量的氯化氢和硫化氢等酸性气体,其与阀门内介质反应引起酸腐蚀。为防止阀门腐蚀,刘利斌等[2] 采用含有 Cr、Ni、Mo 等元素的合金作为阀门密封面的材料,其成分如表 1 所示。在实际生产中,使用该种防腐蚀合金的烟道阀、煤燃阀、燃烧阀表现出优异的密封性能。

            表 1 阀门密封面常用合金成分( wt%)

              2 、抗擦伤能力

              阀门启闭件在相对于阀座运动的过程中,摩擦作用引起的阀门密封面擦伤是密封性能下降的主要因素,而密封面的擦伤必然会导致介质的泄漏。抗擦伤性能是由整个摩擦副决定的,因此,选定阀门密封副时,必须考虑偶件的搭配。相关研究表明[3],材料对抗擦伤性能有决定性影响,采用 CoCrW - CoCrW 材料的密封面最不容易被擦伤。氮化工艺也可在很大程度上提高抗擦伤性能。

              3、 抗冲蚀和气蚀能力

              阀门密封面冲蚀是指流体介质对阀门密封面高速的冲刷作用,尤其是当介质中含有固体颗粒,这种现象会更加明显。当介质中的气泡粒子在阀门密封面附近破裂瞬间会产生巨大的振动波使得阀门密封面受损,即阀门密封面的气蚀现象。

              在高压差和高流速下,具有极高速度的介质,会对密封面产生巨大的冲击作用,使其表面形成一道道沟痕。固体微小颗粒高速冲击密封表面也会在密封表面刮出痕迹。高速流体造成的侵蚀和固体颗粒造成的侵蚀形状上基本相同,都是一条条拉长的沟槽,其方向与介质的流动方向一致。冲蚀最严重的地方一般是在阀芯的中心,因为此处流速最高。随着开度减小,冲蚀现象就会更加严重[4],当密封面采用硬度较高的材料时,可有效提高其抗冲蚀的能力[5]。

              密封面材料的力学性能对阀门密封面的抗气蚀能力具有极大影响,抗气蚀能力与材料硬度大致成指数关系。由于气蚀现象是由于气泡不断破裂,对阀门密封面产生重复性的冲击,气蚀对阀门密封性能的影响程度与材料的疲劳强度有关。另外,水中氧气的含量、密封面的形状、出口背压等对气蚀都有影响[4]。与冲蚀现象不同的是,气蚀侵蚀密封面产生的是大大小小的坑,并且在流速最高部位的下游气蚀现象最严重[6]。

              参考文献:

              [1] 孙丽,陈立龙. 我国阀门行业现状与发展趋势[J]. 机电工程,2009,26( 10) : 103 - 104.

              [2] 刘利斌,孟翠娥. 防氯腐蚀合金在冶金阀门上的应用[J]. 通用机械,2012( 2) : 65 - 68.

              [3] 陈元方,方本孝,张洪文. 中温中压阀门密封面耐擦伤性能的试验研究[J]. 化工与通用机械,1982( 7) : 1 - 14.

              [4] 刘银水,黄艳,贺小峰,等. 水压阀的研究与发展[J]. 液压与气动,2001( 5) : 10 - 14.

              [5] 何奖爱,王玉玮. 材料磨损与耐磨材料[M]. 沈阳: 东北大学出版社,2001.

              [6] 袁格侠,段旭昌,钱学梅,等. 超高压针阀的失效机理[J]. 阀门,2005( 2) : 15 - 17.

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