气动调节阀或者电动调节阀运行在复杂工况下,会产生严重的腐蚀、汽蚀、冲蚀、堵卡、划伤,对调节阀密封面会产生严重的破坏,致使调节阀密封不可靠,密封寿命短,成为国内调节阀几十年未攻破的顽症。全功能超轻型调节阀突破了调节阀的笨重和功能不全问题之后,我们又致力于复杂工况密封难的突破。
一、何谓复杂工况及其引起的问题
1、高压、大压差——产生严重的冲蚀或汽蚀,影响密封寿命。
2、高温、大温差——严重的热胀冷缩改变了在常温下装配的配合性质,造成泄漏,严重时堵卡,使动作困难,甚至被“卡死”。
3、不干净介质——造成严重的冲蚀、堵卡,芯座划伤,影响动作和密封。
4、腐蚀介质——使接触材质造成腐蚀破坏。
5、Ⅵ级硬密封切断——尤其是大压差切断,芯、座必须关得紧,在打开的瞬间,密封面产生摩擦而被拉伤。
综上所述:在上面提到的产生严重的汽蚀、冲蚀、腐蚀、膨胀收缩、堵卡、划伤等恶劣工作环境下,Ⅵ级硬密封切断更是难上加难,成为国内调节阀几十年来未攻破的顽症。
二、传统密封结构可靠性分析
1、软密封对软密封材质软——易密封,因材质软可靠性极差。
2、软密封对不锈钢——比(1)略好,但密封仍不可靠。
3、不锈钢对不锈钢——比(2)略好,但不锈钢硬度仍很低(HRC20~25),密封仍不可靠。
4、多层密封阀座——不锈钢薄板与软材料重叠使用,密封的可靠性与上述(2)(3)差不多,但耐温性能有所提高。
5、堆焊耐磨合金——通常堆焊STELLITE合金,是目前很佳的密封材料。但它硬度仍不高(HRC40~45),仍不适应复杂工况的苛刻条件。
6、陶瓷密封——硬度极高,缺乏韧性,易脆裂,甚至未用先裂。
大多数调节阀的噪音发生在可压缩流体的情况,因为一部分能量在节流过程中转化为声音的缘故,电动调节阀销售,一般是测量估算是:若Cv值和进口压力的乘积超过1000,在临界压降下,调节阀将产生大量的噪音。
? 设计低噪音调节阀的两个主要因素是流体速度和噪音频率。在低于音速时,噪音的能量级是以流速的8次方增加的,这就说明这个因素是多么重要。在同样的噪音能量级时,增加平均频率是有好处的,因为较高的频率在通过阀体和下游管壁时有较大的衰减。
??调节阀采用多级降压的内件结构形式(比如迷宫式)可以大大降低噪音,它利用许多台阶迫使流体连续改变方向,形成高紊流和摩擦能量损失,不但大大减少噪音,而且减少了阀内件是磨损,增加了调节阀的使用寿命。
??直通的单座调节阀,特别是那些有窗孔的套筒调节阀结构,可以改进一下以增大很大噪音频率,使噪音难以听见。在所有的结构中,假如调节阀的出口速度达到或超过声音速度,在下游的管道中就会产生有害的噪音,因此,在高压差使用时,需要对下游侧进行特殊处理,可以使用一个或者更多特殊的节流板,这种结构既逐级降低了速度,也增加了频率,还可以用各种工业消音器。为了限制某一区域的噪音,采取隔音是有效的,电动调节阀价格低,但是在隔音区以外,仍然存在有害的噪音。
调节阀的出厂检测,主要是静态特性的检测,包括基本误差、额定行程偏差、回差、起点和终点偏差、死区、重复性误差、密封性、泄漏性等,这都是在空载的情况下做出的测试,实际上它们是在工作台上对阀进行测量所获得的结果,但这样的结果很难说明阀门在实际运行条件下将会表现出什么样的性能。传统理论认为,仔细调节静态因素将会使阀(从而也使整个回路)获得良好的性能。然而,现在我们认识到情况并非总是如此。
研究人员和生产商进行的成千上万次性能检查证明,多达50%的调节阀(其中有许多是通过考虑传统因素而选择的)对于优化控制回路性能未能产生多大效果。后继研究表明,阀的动态特性对于降低流程易变性起了很重要的作用。在许多关键的流程中,不同的阀门降低流程易变性的幅度即使相差1%也能够大幅度提高生产效率并减少废物,从而可取得很大的经济效益。很显然,池州电动调节阀,这样的经济效益使我们完全可以否定传统的做法,即只根据阀的初购买价格来决定是否购买。
其次,电动调节阀供应,传统的看法总是认为,流程优化的改进总是来自于控制室控制仪表的升级。但是,测试数据表明,在使用相同控制仪表的条件下,阀的动态特性能够对回路性能产生显著的影响。如果控制阀的精度只能达到5%,那么,花费大量的钱去配置一套其控制精度可达到0.5%的高级控制仪表系统并不能起到多大作用。
在寻找一种与使用场合相匹配的阀门时,首先应考察一下4种基本型式的节流控制阀,即笼式球阀、旋转浮球阀、偏心阀与蝶形阀。
笼式球阀的调整片形式的种类非常广泛,因此能够满足大多数应用场合的需求,从而使它成为各种阀中的主要选择。笼式球阀调整片有很多种,包括平衡调整片、非平衡调整片、弹性座调整片、受约束调整片及全尺寸调整片等。在许多情况下,一种阀体的各种调整片配置是可以互换的。
笼式球阀也有若干缺点。一是该阀的尺寸受到限制(通常为16英寸);二是与同等规格的视线阀(如浮球阀或蝶形阀)相比,其容量比较低;三是售价较高,特别是大口径的笼式球阀。然而,在降低流程易变性方面,笼式球阀具有优异的性能,常常足以弥补这些缺陷。
旋转浮球阀的流量比同等口径的笼式球阀大。虽然旋转浮球阀的控制范围大于笼式球阀,但仍然优于大多数其他类型的阀。旋转浮球阀的允许压力降和允许温度范围比笼式球阀小。通常它们的压力降上限为7.0x105kg/m2,适合于在温度低于398℃的场合使用。浮球阀不适用于易起空泡的液体,而且在用于压力降较高的气体中时,常常可能发出较大的噪声。
偏心阀比浮球阀的摩擦更小,价格更低。特有的结构设计使其对于流程易变性的控制更准确。这一点从Fisher公司的新产品BV500可见一斑。除此之外,偏心阀的优缺点与浮球阀相差不大。