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壓力密封閥介紹

發(fā)布時(shí)間2019-11-05人氣:534

壓力密封閥介紹

壓力密封閥

高壓應(yīng)用的閥門通常采用超過(guò)170 bar的壓力密封結(jié)構(gòu)。壓力密封閥蓋的獨(dú)特之處在于,與其他結(jié)構(gòu)相比,閥體內(nèi)蓋的密封性會(huì)隨著閥門內(nèi)部壓力的增加而提高,而內(nèi)部壓力的增加往往會(huì)在閥蓋-閥體的連接處造成泄漏。

壓力密封設(shè)計(jì)

壓力密封閥
  • A / B-閥蓋隨著壓力的變化而向上或向下移動(dòng)的趨勢(shì)

  • C-系統(tǒng)壓力

  • D-壓力引起的密封力

內(nèi)部壓力越高,密封力越大。通過(guò)將閥蓋組件放入體腔中并通過(guò)推銷將四段推力環(huán)推出,可以輕松拆卸。

依靠相當(dāng)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)原理,隨著設(shè)計(jì)人員不斷推動(dòng)鍋爐,HRSG和管道系統(tǒng)壓力/溫度范圍的變化,壓力密封閥已證明其能夠處理日益苛刻的化石和聯(lián)合循環(huán)蒸汽隔離應(yīng)用。壓力密封閥的尺寸范圍通常為2英寸至24英寸,ASME B16.34壓力等級(jí)為#600至#2500,盡管某些制造商可以滿足特殊應(yīng)用對(duì)更大直徑和更高額定值的需求。

壓力密封閥具有多種材料質(zhì)量,例如A105鍛造和Gr.WCB鑄造,F(xiàn)22合金鍛造和Gr.WC9鑄造;F11鍛造和Gr.WC6鑄造,奧氏體不銹鋼F316鍛造和Gr.CF8M鑄造;在超過(guò)500°C的溫度下,F(xiàn)316H鍛造了合適的奧氏體鑄鋼牌號(hào)。

壓力密封的設(shè)計(jì)理念可以追溯到1900年代中期,當(dāng)時(shí),面對(duì)不斷增加的壓力和溫度(主要是在電力應(yīng)用中),閥門制造商開(kāi)始設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的螺栓-閥蓋方法來(lái)密封閥體/閥蓋接頭的替代方法。 。除了提供更高水平的壓力邊界密封完整性外,許多壓力密封閥設(shè)計(jì)的重量也大大少于螺栓閥蓋閥。

螺栓式閥蓋與壓力密封

為了更好地理解壓力密封設(shè)計(jì)概念,讓我們對(duì)比一下螺栓蓋和壓力密封之間的閥體到閥蓋密封機(jī)制。圖1描述了典型的螺栓閥蓋閥。閥體法蘭和閥蓋法蘭通過(guò)雙頭螺栓和螺母連接,并在法蘭面之間插入適當(dāng)設(shè)計(jì)/材料的墊圈,以利于密封。將螺栓/螺母/螺栓按照制造商定義的方式擰緊至規(guī)定的扭矩,以實(shí)現(xiàn)最佳密封效果。但是,隨著系統(tǒng)壓力的增加,通過(guò)車身/閥蓋接頭泄漏的可能性也會(huì)增加。

現(xiàn)在讓我們看一下圖2中詳細(xì)介紹的壓力密封接頭注意各個(gè)閥體/閥蓋接頭配置的不同。大多數(shù)壓力密封設(shè)計(jì)都包含“閥蓋固定螺栓”,以將閥蓋向上拉并密封在壓力密封墊上。這繼而在墊圈和閥體的內(nèi)徑(ID)之間形成密封。

螺栓閥蓋閥
 
壓力密封閥

分段的止推環(huán)可保持負(fù)載。壓力密封設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于,隨著系統(tǒng)壓力的增加,閥帽以及相應(yīng)的壓力密封墊圈上的負(fù)載也會(huì)增加。因此,在壓力密封閥中,隨著系統(tǒng)壓力的增加,通過(guò)閥體/閥蓋接頭泄漏的可能性降低。

這種設(shè)計(jì)方法在主蒸汽,給水,渦輪旁通以及其他要求閥門能夠應(yīng)對(duì)高壓和高溫應(yīng)用中固有挑戰(zhàn)的發(fā)電廠系統(tǒng)中,比螺栓式閥門閥門具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
但是多年來(lái),隨著工作壓力/溫度的升高,以及調(diào)峰設(shè)備的出現(xiàn),這種有助于密封的瞬態(tài)系統(tǒng)壓力也嚴(yán)重破壞了壓力密封接頭的完整性。

壓力密封墊圈

密封壓力密封閥的主要部件之一是墊圈本身。早期的壓力密封墊片由鐵或軟鋼制成。這些墊圈隨后進(jìn)行了鍍銀,以利用較軟的鍍層材料提供更緊密的密封的能力。由于在閥門的水壓測(cè)試期間施加了壓力,因此在閥蓋和墊圈之間進(jìn)行了“設(shè)定”(或墊圈輪廓變形)。由于閥蓋固有的張緊螺栓和壓力密封接頭的彈性,當(dāng)承受系統(tǒng)壓力增加/減小時(shí),閥蓋可能會(huì)移動(dòng)并破壞“設(shè)定值”,從而導(dǎo)致閥體/閥蓋接頭泄漏。

在系統(tǒng)壓力和溫度均等后,可以通過(guò)“熱擰”閥蓋卷緊螺栓的方法來(lái)有效地解決此問(wèn)題,但是在工廠啟動(dòng)后,需要所有者/用戶維護(hù)人員這樣做。如果不遵守這種做法,則存在通過(guò)閥體/閥蓋接頭泄漏的可能性,這可能會(huì)損壞壓力密封墊圈,閥蓋和/或閥體的內(nèi)徑,并導(dǎo)致復(fù)合問(wèn)題和效率低下。蒸汽泄漏可能會(huì)影響工廠運(yùn)營(yíng)。結(jié)果,Valve設(shè)計(jì)人員采取了幾個(gè)步驟來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

圖2顯示了活載的Bonnet緊緊螺栓(因此,在墊圈上保持恒定的載荷,從而最大程度地減少了泄漏的可能性)與鐵/軟鋼鍍銀壓力密封墊圈的替換,它們由以下模具制成:形成石墨。圖3中所示的墊片設(shè)計(jì)可以安裝在以前隨傳統(tǒng)墊片一起提供的壓力密封閥中。石墨墊片的出現(xiàn)進(jìn)一步鞏固了壓力密封閥的可靠性和性能,在大多數(shù)應(yīng)用中,甚至在日常啟動(dòng)/停止操作循環(huán)中也是如此。

盡管許多制造商仍建議使用“熱扭力”,但如果不這樣做,則泄漏的可能性會(huì)大大降低。相對(duì)于許多發(fā)電廠的閥門,壓力密封閥的閥座表面相對(duì)而言要承受很高的閥座載荷。座椅的完整性是根據(jù)零件上嚴(yán)格的加工公差來(lái)維持的,它是根據(jù)齒輪或驅(qū)動(dòng)力提供打開(kāi)/關(guān)閉所需的扭矩的手段,以及為座椅表面選擇/施加適當(dāng)材料的手段。

鈷,鎳和鐵基表面硬化合金可用于楔形/盤形和座環(huán)座面的最佳耐磨性。最常用的是CoCr-A(例如Stellite)材料。這些材料可通過(guò)多種工藝來(lái)施加,包括屏蔽金屬電弧,氣體金屬電弧,氣體鎢極電弧和等離子(轉(zhuǎn)移)電弧。許多壓力密封截止閥的設(shè)計(jì)都具有整體式硬面閥座,而閘閥和止回閥通常具有硬面式閥座環(huán),這些閥環(huán)被焊接到閥體內(nèi)。

閥術(shù)語(yǔ)

如果您已經(jīng)處理了一段時(shí)間的閥門,您可能已經(jīng)注意到Valve制造商對(duì)于業(yè)務(wù)中使用的術(shù)語(yǔ)和術(shù)語(yǔ)并不太有創(chuàng)意。以“螺栓帽閥”為例。閥體用螺栓固定在閥蓋上,以保持系統(tǒng)完整性。對(duì)于“壓力密封閥”,系統(tǒng)壓力有助于密封機(jī)構(gòu)。對(duì)于“停止/止回閥”,當(dāng)閥桿處于關(guān)閉位置時(shí),流量會(huì)機(jī)械停止,但在打開(kāi)位置時(shí),閥瓣可以自由動(dòng)作以檢查流量的反向。相同的原理適用于設(shè)計(jì)中使用的其他術(shù)語(yǔ),以及閥門類型及其組成部分。


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