高溫閥門設計的有關技術

李東（哈爾濱熱電有限責任公司汽機分場管閥班班長，哈爾濱150046）

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高溫閥門設計的有關技術

李東
（哈爾濱熱電有限責任公司汽機分場管閥班班長，哈爾濱150046）

摘要：高溫的情況下，金屬物質在硬度、強度等很多特性方面都會出現一些失效的物理改變，同時在機械特征方面也會出現很大的改變，這種改變是很明顯的。因此高溫閥門在結構的設計方面需要與低溫閥門做出不同的設計，而且應該有很大的區別才可以。本研究從產品的構成等方面對高溫閥門在設計上進行了分析，為技術人員提供一些有用的參考。

關鍵詞：高溫；閥門；設計；技術；金屬物質

閥門是流體的控制活動里不能缺少的東西，在全部流體掌控中有著相當關鍵的作用。現代科技發展非常迅速，在不同的行業都獲得了很大的突破和發展，所以對高溫閥門的需求也變得越來越多，而且對高溫閥門設計上的要求也變得越來越高。

1　制約高溫閥門設計的因素

1.1熱膨脹量

物質的熱膨脹和承受熱的差別是決定熱膨脹量區分的重要條件，所以我們在試驗高溫的閥門設計活動中，應該將這種條件的制約因素考慮進來。為了讓閥芯里的溫度可以快速達到和流體中的溫度一樣，然后把受熱的高溫流體導入溫度很低的閥門里，讓側面面積小的閥桿可以有效地做好散熱工作。因為閥門的散熱條件和其他的物質不一樣，特別是在膨脹的方面是非常不一樣的，盡管是同時進行加熱的，不過在最后的膨脹量上完全不同。所以，需要確保閥門工作的間隙，同時還需要加大控制的范圍，這樣可以避免零件發生卡死的情況，可以顯著降低零件由于溫度升高出現的損壞。

1.2熱交變

介質在熱交變方面會對零件的作用產生很大影響，比如閥座和導向的接觸，有一定的可能是由于介質的熱交變出現變化而導致了松動，失去以前具有的密封功能。因此在之前做設計的時候，需要把閥座還有支撐的接頭進行嚴密的縫焊，保證它的密封功能不出現損壞。我們在進行設計時，還需要把熱交變情況下的密封選擇效果考慮進來，這樣才可以在源頭上降低熱交變對高溫閥門的影響，避免零件的消耗，從而增加高溫閥門的使用壽命。

2　閥體需要的材料

2.1閥體里的物質材料

如果想要保證高溫閥門對結構材料的要求，就應該符合以下標準：硬度、沖擊力、耐擦傷力。我們對閥體里面的材料做出選擇的同時，應該將物質的熱膨脹性作為一個重點。而且還應該考慮到高溫環境下部件損壞的幾率。閥體里面的材料經過銹鋼制作，可以在表面上做到堆焊的處理，這樣可以保證閥體耐磨和氣蝕這些性質，可以讓它們在高溫環境下正常工作。

在高溫的環境下，出現的介質腐蝕一定會對材料選擇產生很大的影響，因為是在高溫的環境下使用，所以應該選擇物質屬性比較好的材料，例如碳素鋼、耐高溫合金鋼、不銹鋼等作為閥體的物質材料，這才可以確保閥體在高溫環境下還能夠正常工作。

2.2殼體在壁厚方面的設計

做殼體的設計時應該考慮在具體使用時可能會發生的壓力，而且應該把它設計為殼體耐壓固定值，這樣才能夠保證有充分的耐壓力，可以有效地將腐蝕減到最低的程度。

2.3中部的密封設計

中部的密封可以設計為強制伍德密封。它的原理是將法蘭螺栓做好緊閉，使密封墊片使用壓力產生壓縮性的效果，然后在表面出現比較微小的縫隙。在中溫小口徑閥門的設計中，這樣的強制性密封是很常用的。具體來說強制伍德密封是由以下部分組成：閥體、浮動閥蓋、密封環等。我們在進行升壓操作以前，應該對牽制的螺栓做好固定，將浮動的蓋上移。這樣做的目的是讓閥蓋以及彈性墊保持很好的密封能力。當介質對它施加壓力，可以向上移動時，就能夠對螺栓產生有效地牽制。閥蓋和彈性墊的密封壓力有著正向的聯系，他們可以隨壓力的上升而加強，最后可以產生很好的密封作用。

2.4高溫螺栓做好連接的工作

因為螺栓需要在高溫環境下做工作，因此應該考慮幾個主要的問題：螺栓還有被連接的性能改變，力量的松弛，等等。針對以上問題我們可以做出下面的設計：第一，避免旋合的螺紋在高溫環境下出現咬死的情況。第二，除了進行科學合理的選材，還應該將螺紋設計為粗牙螺紋，在適當的范圍內加強半徑的間隙。第三，鋼螺栓一旦長期處于300℃，就會發生力相對松弛的情況。因此一定要保證剩余的預緊力要高出需求值，要檢查聯接的穩固性。

2.5間隙的配合要科學

閥桿，上密封座之間應該保證合理的間隙，在材料的熱膨脹指數上應該保證后者大于前者，不然就容易發生磨損的問題。

3　要注意的一些變量

3.1擦傷的問題

要是材料的互相作用力很小，由于受到外界的制約和影響，就非常容易發生擦傷的情況。比如管路體系里，閥座和閥芯經常會出現擦傷的情況，它們出現擦傷主要是由于大的粒子進入而導致的。此外，振動的相關沖擊也可能出現很大的影響而發生擦傷，因此為降低在使用活動里的擦傷現象，需要對密封材料進行合理的選擇，而且還要保證密封間里硬度的匹配控制在適當的范圍內。

3.2堆焊層的厚度

要想實現高溫閥門內部的硬化處置，就應該對堆焊層的厚度做好確認。利用一些有用的實驗，判斷堆焊層的厚度，比較適宜的厚度應該＞4mm，4mm的厚度會更好地將外界的高溫隔絕，降低外界高溫對里面材料的影響，確保閥門內部的壽命。

4　總結

現在的高溫閥門技術使用范圍逐漸加大，大家對高溫閥門技術的要求變得越來越高，盡管現在中國的高溫閥門技術獲得了一些成績，但是還是有很多的問題沒有解決。因此我們對高溫閥門的設計技術要進行更加細致的分析和研究，通過對高溫閥門技術的研究、對材料的甄別、對內件的處理研究，探究出高溫閥門技術應該注意的問題，大力推進技術的發展，加大高溫閥門的使用范圍，努力提高高溫閥門的使用壽命。

參考文獻：

［1］裘葉琴.淺析閥門設計領域中的知識構成問題［J］.科技創新導報，2010，（03）：64.

［2］孫仁和.淺談止回閥在燃氣工程設計中的應用［J］.中國新技術新產品，2013，（02）：83.

［3］朱錚錚，于傳浩.旋轉暖風管回轉閥門電動裝置選擇軟件的設計［J］.河南科技，2013，（01）：74.

［4］朱向陽.智能技術在高溫閥門領域的應用研究［J］.中國電力企業管理，2011，(04)：83.

［5］田桂林，馬玉珍.智能技術在高溫閥門中的優勢及應用分析［J］.科技創新與應用，2013，（09）：87.

［6］賈淑峰.淺談智能技術在高溫閥門系統中的重要性［J］.科技與企業，2014，（05）：92.

［7］劉永古.現代信息管理在高溫閥門中的應用［J］.中小企業管理與科技，2010，（09）：84.

［8］蔣國祥.完養工程建設管理體系的思考和實踐［J］.中國科技博覽，2010，（04）：95.

［9］許麗，李遷，姜天鵬.交通工程建設管理體系分析與實踐［J］.建筑安全，2006，(02)：85.

［10］高愷.探討高溫閥門建設中的控制管理［J］.城市建設理論研究，2013，（04）：62.

Related Technology of Valve Design Under HighTemperature

LI Dong
(Harbin Thermal Electricity Co., Ltd., Harbin 150046, China)

Abstract:The metal substance will have some physical changein many characteristics of hardness, strength and other aspects under high temperature, while there are also great changes in terms of mechanical features.Therefore, the design structure of high temperature valve needs to be made different from that of cryogenic valve.This study analyzed the design of high temperature valve in terms of product composition, and provided some reference to technical staff.

Key words:High temperature; Valve; Design; Technology; Metallic substance

中圖分類號：TK414.2

文獻標志碼：A

文章編號：1674-8646（2016）02-0032-02

收稿日期：2015- 12- 01