在流程工业生产过程中,高温下的密封性能是评判管道阀门性能的一个重要标准。金属密封球阀常常是满足高密封性能的**型解决方案。它的应用范围相当广泛,而且在这些应用领域中都能够满足不同的流程工艺条件。
在化工、石油化工和火力发电生产领域中,管道阀门除了很高的工作温度以外,所承受的压力等级对阀门的使用有着决定性的意义。特殊的结构设计对于阀门所能承受的压力等级有着非常重要的作用。例如,Trunnion结构(固定式球阀)或者带有隔热层的特殊结构。
依靠金属材料相互接触、密封的管道阀门的关键是球形阀芯与密封系统的相互配合以及密封系统本身。具有金属密封座的密封系统,例如钴铬钨合金密封座的密封系统不仅具有很高的耐腐蚀性能,而且具有很长的使用寿命和很高的耐磨性。对于依靠金属密封面进行密封的管道阀门来说,对其密封系统最重要的要求就是不能有泄漏。至少其密封性能不低于普通的球阀。利用金属密封面进行密封的球阀大多数情况下都是因为磨损而失效或者报废。因此用户在使用、选择金属密封面密封的球阀时对耐磨性能非常重视。
而磨损又可以分为几种不同的类型。例如:粘附性磨损、剥蚀性磨损和表面锈蚀磨损等。
粘附性和剥蚀性磨损
粘附性磨损是球形阀芯和金属密封座圈化学和机械的直接接触反应造成的磨损:在球形阀芯和金属密封圈都利用了合适的加工工艺技术,经过偶件配磨工艺处理之后,球形阀芯和金属密封圈之间能够实现**的密封。经过这种配研之后,就能够在金属材料的管道阀门实现很高的密封性。但是,加工制造再精确的密封系统的运动副也会在一定时间之后出现一定的磨损。
剥蚀性磨损是球形阀芯和密封座之间可见的机械剥离。这种剥离是由于产品和介质之间的磨蚀和/或者球形阀芯与密封座圈之间表面粗糙而相互磨蚀的结果。当被输送介质中含有固体物质时,在高压下或者以很高的速度通过管道阀门时,这种剥蚀会更加剧烈。火力发电厂的煤炭输送,或者输送海水淡化设备的含钙污泥过程对管道阀门的抗剥蚀性能都提出了很高的要求。
表面锈蚀
表面锈蚀是一种可见的表面损伤形式,被输送介质中的化学成分与所有阀门金属表面产生电-化学反应。一般情况下,表面锈蚀可以分为大面积的整体锈蚀或者局部锈蚀。对于依靠金属表面进行密封的管道阀门来讲,局部表面锈蚀的危害**,因为局部锈蚀可能会“锈出一个洞”。对于本身腐蚀性并不强,浓度较低的液体介质也不可忽视。只要当产品的温度低于露点时,这类介质的相对优点可能会变成缺点:腐蚀性元素的浓度会很快地增加,在金属表面形成锈蚀的斑点。在生产实践中的例子很多,例如:燃烧过程中的尾气,火力发电厂中的废气清洗设备、化工生产领域中液体硫、磷的合成等。
对设计提出的要求
除了需要满足抗剥蚀性的标准和要求之外,阀孔的自动卸荷和球形密封补偿也越来越重要,成为长期、可靠工作的核心问题。自动卸荷指的是球形阀芯后封闭空间内过高的压力经密封系统卸荷。此时,弹性结构设计具有非常重要的意义。
阀门生产厂商JDV公司与其合作伙伴Zürcher公司在阀门领域中有着丰富的经验。30多年来,JDV公司在阀门产品的研发中投入了大量的资金。在过去几年里开发了一整套阀内零部件高耐磨性涂层的加工技术。这种技术被命名为HVOF热喷涂技术,满足了特殊加工的要求,并且在不断的发展完善。这是一种把等离子技术和爆震技术结合在一起,利用钴-铬化合物进行表面处理的技术。根据使用要求可以制成**硬度为HRC 70的零部件表面。
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