目前調(diào)節(jié)低溫蝶閥失效分析及解決辦法

    LNG和液氮等低溫介質(zhì)是在零下196°C的環(huán)境中使用，對(duì)于閥門設(shè)備材質(zhì)的要求特別嚴(yán)苛，通常都要使用300系列的奧氏體銹鋼。在低溫環(huán)境中，金屬材料會(huì)發(fā)生相變，而且閥門材料零部件的熱膨脹系數(shù)也不一樣，在常溫下密封性能極好的閥門，在低溫環(huán)境中使用常常會(huì)發(fā)生泄露。

    是一種重量輕和價(jià)格相對(duì)便宜的閥門，閥門工作者設(shè)計(jì)三偏心蝶閥在低溫環(huán)境中使用。偏心蝶閥閥座的表面是由一個(gè)錐體的外表面加上一個(gè)圓形底面構(gòu)成的。由于錐體是通過(guò)斜切加工的，錐體底面和錐軸并非成直角，閥座開(kāi)口呈現(xiàn)圓形。考慮到上述事實(shí)，再加上閥體的外徑并非圓形，因此三偏心蝶閥不同部位的壁厚必定是不均勻的。橢圓形閥座在閥體內(nèi)耳軸區(qū)的軸長(zhǎng)較短，該區(qū)域內(nèi)壁厚也就較大，因?yàn)殚y座在這個(gè)部位的體積較小。另外，我們發(fā)現(xiàn)多數(shù)閥門在軸承區(qū)域的材料厚度確實(shí)更大，盡管技術(shù)上并不需要這樣。閥門的密封副通常是疊層材質(zhì)，外形和閥座相匹配，所以也是橢圓形。從目前市場(chǎng)上供應(yīng)的所有產(chǎn)品來(lái)看，密封復(fù)合層內(nèi)側(cè)上的孔通常都是圓形。這會(huì)產(chǎn)生不良的后果，密封副最厚的部位恰恰就是閥體壁厚最薄的部位，而且反之亦然。

    三偏心蝶閥的疊層密封副必須具有多項(xiàng)功能。只有在密封副疊層的彈性和柔軟程度恰好能允許密封副彌補(bǔ)掉錐形閥座表面最細(xì)微的瑕疵時(shí)，密封副才能實(shí)現(xiàn)其主要功能：零泄露。此外疊層密封副還必須承受閥門關(guān)閉時(shí)的作用力，因?yàn)槿康膲翰疃紩?huì)作用在閥碟上。密封副的第三項(xiàng)功能是充當(dāng)?shù)y的限止裝置。當(dāng)閥門達(dá)到關(guān)閉位時(shí)，疊層密封副必須能阻止執(zhí)行器繼續(xù)動(dòng)作。閥門設(shè)計(jì)師不得不尋找一種折中的辦法，使密封副同時(shí)實(shí)現(xiàn)這三種功能。疊層密封副必須比較柔軟并有足夠彈性，才能使閥門實(shí)現(xiàn)零氣泡密閉。與此同時(shí)還要有足夠的強(qiáng)度和剛性，才能承受閥門關(guān)閉后的壓差作用力，以及執(zhí)行器扭矩造成的額外作用力。實(shí)踐證明這樣的折中點(diǎn)很難找到，如果是大尺寸或高壓差閥門就更困難了。對(duì)于用在深冷工況的三偏心蝶閥，那就難上加難了。

    鑒于上述原因的考慮，閥門工作者在三偏心蝶閥的基礎(chǔ)上考慮由于采用了四偏心設(shè)計(jì)，對(duì)密封副就可以采用普通的設(shè)計(jì)規(guī)范。這意味著密封副可以非常柔軟和彈性，不用具備其它功能。目前調(diào)節(jié)低溫蝶閥失效分析及解決辦法采用InconelX-750金屬?gòu)椥設(shè)型環(huán)就可以作為純金屬密封副用在這里，不用考慮再增加石墨等軟性材質(zhì)。這種超級(jí)合金具有很好的回彈性，而且在低溫環(huán)境中具有良好的性能。不僅如此，四偏心設(shè)計(jì)還能將原本施加于疊層密封副上的所有作用力和扭矩都轉(zhuǎn)移到堅(jiān)硬的不銹鋼實(shí)心閥碟上。

    這種低溫蝶閥閥體特意采用了各種壁厚都很均勻的設(shè)計(jì)。而且密封副的各處壁厚也是相同的。甚至在閥體的軸承區(qū)域也不存在額外的材料。這樣就保持了密封副、閥座以及閥門的各個(gè)部位都有相同的熱脹冷縮特性，而且是對(duì)稱的，大大提高蝶閥在低溫環(huán)境中使用的可靠性。