2020-09-25 02:18:24

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阀杆是阀门重要部件,用于传动,上接执行机构或者手柄,下面直接带动阀芯移动或转动,以实现阀门开关或者调节作用。

基本信息

  • 中文名称

    阀杆

  • 外文名称

    Valve handle

  • 作用

    实现阀门开关或者调节

  • 材料

    铜合金,碳素钢,不锈钢等

  • 性能要求

    足够的强度、良好的冲击韧性

折叠 编辑本段 特点

阀杆在阀门启闭过程中不但是运动件、受力件,而且是密封件。同时,它受到介质的冲击和腐蚀,还与填料产生摩擦。因此在选择阀杆材料时,必须保证它在规定的 温度下有足够的强度、良好的冲击韧性、抗擦伤性、耐腐蚀性。阀杆是易损件,在选用时还应注意材料的机械加工性能和热处理性能。

折叠 编辑本段 常用材料

1、铜合金

一般选用牌号有QA19-2、HPb59-1-1。适用于公称压力小于等于1.6MPa、温度小于等于200度的低压阀门。

2、碳素钢

一般选用A5、35钢,经过氮化处理,适用于公称压力小于等于2.5MPa的氨阀,水、蒸汽等介质的低、中压阀门。A5钢适用于温度不超过300度的阀门;35钢适用于温度不超过450度的 。(注:实路线证明,阀杆采用碳素钢氮化制造不能很好地解决耐蚀问题,应避免采用。)

3、合金钢

一般选用40Cr、38CrMoA1A、20CrMo1V1A等材料。40Cr经过镀铬处理后,适用于公称压力小于等于32MPa、温度小于等于450度 的水、蒸汽、石油等介质。38CrMoA1A经过氮化处理,能在工作温度540度的条件下承受10MPa的压力,常用于电站阀门上。20CrMo1V1A 经过氮化处理能在工作温度570度的条件下承受14MPa的压力,常用于电站阀门上。

4、

一般选用 2Cr13、3Cr131Cr17Ni21Cr18Ni12Mo2Ti等材料。2Cr133Cr13不锈钢适用于公称压力小于等于32MPa、温度 小于等于450度的水、蒸汽和弱腐蚀性介质,可以通过镀铬、高频淬火等方法强化表面。1Cr17Ni2不锈钢阀、低温阀上,能耐腐蚀性介质。 1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti不锈耐酸钢用于公称压力小于等于6.4MPa、温度小于等于600度的高温阀中,也可以用于温度小于 等于-100度的不锈钢阀,低温阀中。1Cr18Ni9Ti能耐硝酸等腐蚀性介质;1Cr18Ni12Mo2Ti能耐醋酸等腐蚀性介质。 1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti用于高温阀时,可采用氮化处理,以提高抗擦伤性能。

5、轴承铬钢

选用GCr15,适用于公称压力小于等于300MPa、温度小于等于300度的超高压阀门中。

用于制作阀杆的材料较多,还有4Cr10Si2Mo马氏体耐热钢4Cr14Ni14W2Mo奥氏体耐热钢等。

阀杆螺母与阀杆以螺纹相配合,直接承受阀杆轴向力,而且牌与支架等阀件的摩擦之中。因此,阀杆螺母除要有一定的强度外,还要求具有摩擦系数小、不锈蚀、不与阀杆咬死等性能。

折叠 编辑本段 阀杆密封

一、压缩填料的结构

大部分压缩填料由于考虑到石棉的性能故都采用它的纤维作基料。它基本上不受多数介质、温度和时间的影响,是一种好的导热体

(1)石棉的缺点就是润滑性差,因此必须填加不妨碍石棉性能的润滑剂,如石墨粉云母粉。由于这种混合物仍具有渗透性,故还要加注液体润滑剂。

(2)聚四氟乙烯具有皱缩率最小、缩水率最低,且具有摩擦系数小的特性。对于大部分的腐蚀性介质具有较高的抗腐性能。聚四氟乙烯填料在填料处的工作温度;-150--260℃之间。在这一温度范围内,它是一种高性能、多用途的阀杆填料。

(3)柔性石墨具有耐高温的特性,它还具有摩擦系数小且耐大部分腐蚀性介质,在填料处的工作温度可达600℃,故电站、石化等部门高温处的阀门都使用柔性石墨填料。

二、填料对不锈钢阀杆的腐蚀

不锈钢阀杆,特别是用铬1 3系钢做的阀杆,与填料接触的表面经常受到腐蚀。这种腐蚀常发生在使用前的贮存阶段,这是由于经过水压试验后的填料被水饱和的缘故。如果在水压试验后立即投入使用就不会发生腐蚀。从理论上讲,处于湿润填料之中的不锈钢阀杆其所以被腐蚀,是由于被填料所包围的阀杆表面处在脱氧环境之中的结果。这种环境影响了金属的活化与钝化特性。不锈钢氧化保护层表面的缺氧敏感点上产生了许多小的阳极,这些阳极与发生阳极作用的大量残留的钝性金属一起,就使金属内部产生原电池的作用。通常用于填料中的石墨作为阳极材料作用于阀杆钢的阴极场增强了原电池电流强度,从而大大加剧了对原始腐蚀点的腐蚀。

三、阀杆密封填料的形式

(1)唇形填料。唇形填料由于其唇片柔软,在介质压力作用下会横向扩张紧贴在挡壁上,这种扩展型填料可以使用在压缩填料中,不能用相对较硬的材料。唇形填料的缺点是其密封作用只是单方向的。大部分用于阀杆的唇形填料是用纯聚四氟乙烯或填充聚四氟乙烯制造的。但也有使用纤维加固的橡胶或皮革制做的。主要是用在液压方面。大部分用做阀杆的唇形填料做成V型。这样既便于安装又便于扩充。

(2)挤压式填料。挤压式填料的名称适用于O形圈一类的填料。这种填料安装后其侧面受到挤压,借助材料的弹性变形保持其侧向的预负荷力。当介质从底部进入填料腔时,填料就向阀杆与支撑座之间的空隙运动,从而堵塞了泄漏通路。当填料腔压力重新下降时,填料又重新恢复其原先形状。

(3)止推填料。止推填料由填料环或由装在阀盖和阀杆台肩间的垫圈组成,阀杆可以相对填料环作自由的轴向移动。起始的阀杆密封可由辅助轴封如活缩填料来提供,也可由弹簧来提供,该弹簧迫使阀杆台肩顶住止推填料,尔后的介质压力就可迫使阀杆台肩更紧密地与填料接触。

(4)隔膜阀阀杆的密封 隔膜阀阀杆是由柔性且承压的阀盖来密封,该阀盖使阀杆与关闭件相连。这种密封只要隔膜不失效,就能避免任何介质通过阀杆向大气泄出。隔膜的材料依阀门的用途不同而不同,可用不锈钢、塑料或橡胶等。

折叠 编辑本段 阀杆工艺

阀杆在阀门开启和关闭过程中,承受拉、压和扭转作用力,并与介质直接接触,同时和填料之间还有相对的摩擦运动,因此在选择阀杆材料时,必须保证它在规定的温度下有足够的强度、良好的冲击韧性、抗擦伤性、耐腐蚀性。

阀杆与球体接合部以及阀杆与阀体接触处应有一防静电机构,防止静电在球体上集聚。阀杆安全设计应防止在工作压力下被"吹出",阀杆上防吹出的凸缘处置一环状环,以减少摩擦系数

传统阀杆加工工艺的特点

1.传统阀杆螺纹采用螺旋飞刀,螺纹精度不准;而采用传统无屑滚丝易损滚模,易变形,扭曲.

2.光杆部位采用磨床精度不高,耗时长,

3.倒关部位采用两次装夹掉头拉倒密封,同心度差,倒密封易漏.

4.端部位采用铣床分度盘分度,加工慢,工序多,耗时久.

新型阀杆制造工艺的特点

1.新型阀杆螺纹采用自制挤压,螺纹强度高,精度准.

2.螺纹部位和光杆部位的同心一致,克服了长期困扰国内滚丝工艺中易扭曲、易损滚丝模的问题.

3.光杆部位精度达到镜面效果,启闭轻松,密封性好.

4.倒关部位采用数控技术一次成型,精度高,倒关密封性能好.

5.端部位T型槽采用锻压成型工艺,效率高,成本低.

6.整套阀杆生产工艺达到国际先进水平在强腐蚀、易挥发和有毒有害的工艺条件下,一旦阀杆密封被破坏,强腐蚀、易挥发和有毒有害的工艺介质从控制阀阀杆中泄漏出来,会对周边环境和人身安全带来严重的后果。采用波纹管阀杆密封形式是解决上述问题的一个途径。波纹管一般由不锈钢做成。这种特殊的阀盖结构保护控制阀的填料函避免和流体接触,一旦波纹管破裂,在波纹管上面的填料函结构会防止波纹管破裂失效时产生的严重后果。在工程实际中,波纹管密封形式的选择应充分考虑波纹管密封的压力的额定值会随温度的增高而降低,流体中不能有固体的颗粒存在,及波纹管材料的最长循环动作寿命等。在不锈钢不耐某些工艺介质腐蚀的强腐蚀的场所,如工艺介质为湿氯气时,湿氯气中含有的微量盐酸会使不锈钢波纹管很快被腐蚀。

折叠 编辑本段 变形原因

阀杆主要具有比较能够受压,能够很好的进行保温,还有就是不太容易腐化和锈蚀,它具备双方的密封功能、比较耐于磨损,并且它的使用寿命比较长。那么阀杆之所以会产生断裂或者是变形有那么几点:

1. 面积

阀杆通常所断裂的部位在它的上下螺纹的底部,因为那个地方的面积比较小,容易出现相应的力量集中以及超出标准的情况。

2. 在开启时出现断裂

通常来说阀杆最会出现断裂事故的时候是在打开的那一个瞬间。主要是因为闸板还没有脱离开阀座,阀杆在上或下螺纹的根部发生断裂,一般情况下会被认为是闸板被卡住了,这并不是全部的原因,也不是最为重要的。

3. 阀体

阀体的中腔被关闭后出现不正常的升温和降压,就是说在阀门被关闭后,封闭于上下游两侧密封面之间的中腔流体压力要远远高出上游压力的情况。原因如下:

(1)膨胀

(2)封闭

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