高温调节阀的控制是自动化控制中的难题,高温和超高温的切断难度更大。这一难题的主要
表现是高温膨胀产生卡阻及切断问题。因此,高温和超高温调节阀一直是国内外厂家及设计院 关注的重点。
一、 应注意的几个问题
从设计、选型和使用的角度看,应注意以下几个问题:
(1)阀体及阀内件材料的选择问题
用于450℃以上的环境中的调节阀,在设计和选用时必须考虑温度、压力条件对材料机械强度的影响,如在锅炉给水系统和过热旁路系统高温条件下,常规阀体及阀内件材料是不适用的(例如O形圈、四氟材料、弹性材料和标准垫片等)。因此,必须选用更加耐用的材料。 一般材料可使用的很高温度为500℃左右。对于高于538℃的场合,阀体通常采用铬-钼钢。对于很高温度达1035℃左右的场合,潜江气动调节阀,通常选用SUS310S型不锈钢,而且材料含碳量必须控制在 0.04~0.08%之间。对于更高的温度,建议采用内衬非金属耐热材料(可用于1200℃的高温场合)或特殊的耐高温高强度合金(如发动机燃烧室用耐高温高强度合金,可直接用于 1000℃高温场合)。
(2)热膨胀,冷收缩的影响
高温阀与常温阀的结构及阀内件有很大的差异,如导向间隙、阀板转动间隙、轴承方式等。除了从设计、制造方面控制外,从阀型结构的选择上来减少热膨胀、冷收缩的影响的方式更为可取。实践证明挡板式蝶阀是一种非常好的高温阀,挡板与阀体内腔间的间隙为3~6mm,可彻底解决阀板与阀体内腔高温中卡阻的问题,并可达到较高的切断性能(5×10-4)。
(3)导向轴承与阀板定位问题
对于介质温度高于400℃的场合普通的定位导向结构是不可靠的。此时应采用外部轴承结构来保证阀板的定位与支撑,这样可以避免内部高温对导向结构的影响。同时,由于定位系统承受了阀板、阀杆的重力,从而减轻了执行机构负载,减轻了外部轴承负载,避免了常规蝶阀水平安装使用时易出现的单边卡阻现象,可垂直安装。
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,气动调节阀报价,易脆裂,甚至未用先裂。
一、 水分造成的影响和故障
水分是压缩机吸人湿空气后,在冷却时形成的。水分使气动装置的元件生锈、影响气动元件动作。水分造成的影响如下:
1.管道。造成管道内部生锈;管道腐蚀,造成空气漏损,气动调节阀价格,容器破裂;管道底部滞留水分造成空气流量不足,压力损失增大。
2. 元器件。管道生锈,加速过滤器网眼堵塞,使过滤器不能工作;管内锈屑进入阀门内部,引起动作不良,空气泄漏;锈屑使元器件咬合,不能顺利运转;直接影响气 动元器件的零部件,引起转换不良,空气泄漏和动作不稳定;水滴侵入执行器内部,造成动作不良;水滴进入元器件内部,使不能顺利运转;水滴冲洗润滑油,使润 滑不良,阀门动作失灵,执行元件运转不稳定;阀内滞留水滴造成流量不足,压力损失增大;发生水击现象引起元器件损坏。
3. 环境。从排气口向外放出的泄放水,污染环境。水分造成的故障可采用的故障处理方法是除水,气动调节阀生产厂家,即压缩机出口温度下降到使所含水分析出水滴,并排除。为此,在压 缩机后应设置和安装冷却器和分离器,在压缩机人口安装空气过滤器。水平管道有一定斜度,在低端安装排水阀。出口安装干燥器。
可采用的除水措施如下。
a.吸附除水法:用吸附能力强的材料吸附水分,例如用硅胶、铝胶和分子筛等
b,压力除湿法:提高压力,使体积缩小,温度降低,从而析出水滴。
c.机械除水:用机械阻挡、旋风分离等除水。
d.冷冻除水:用制冷设备使空气冷却到零点以下,使水气凝结成水析出。
二、 油分造成的影响和故障
压缩机润滑油呈现油雾状混入压缩空气,并经受热随压缩空气一起送出,是压缩空气含油的原因。油分的影响如下:
1.密封圈变形。密封圈收缩,空气泄漏阀动作失灵,执行元件输出力不足;密封圈泡油发胀,摩擦力增大,阀不能动作或执行元件输出力不足;密封圈硬化,摩擦面磨损,空气
泄漏量增大;摩擦增大,阀门和执行元件动作不良。
2. 环境。工业原料化学药品直接接触空气的场所使原料化学药品性质变化;工业炉等直接接触火焰场所引起火灾危险;使用空气的计量仪器因喷嘴的堵塞而失灵;要求 极度忌油环境,由于阀门和执行元件密封部分的泄漏油造成环境污染,油分的清除方法是采用除油滤清器。例如,用离心式滤清器除油雾粒子,用活性炭吸附或用多 孔滤芯除油。