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化工襯氟塑料閥門(mén)選型分析

襯氟閥門(mén)是用來(lái)控制管道內(nèi)介質(zhì)的，具有可動(dòng)機(jī)構(gòu)的機(jī)械產(chǎn)品的總體。其基本功能是接通或切斷管路介質(zhì)的流通，改變介質(zhì)的流動(dòng)方向，調(diào)節(jié)介質(zhì)的壓力和流量，保護(hù)管路和設(shè)備的正常運(yùn)行。

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，閥門(mén)在工業(yè)、建筑、國(guó)防、科研以及人民生活等方面使用日益普農(nóng)業(yè)、遍，閥門(mén)現(xiàn)已成為人類活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域中通用機(jī)械產(chǎn)品。"用閥門(mén)誕生在蒸汽機(jī)發(fā)明之后，近十幾年來(lái)，由于石油、化工、電站、冶金、船舶、核能、宇航等方面的需要，對(duì)襯氟閥門(mén)提出了更高的要求，促使人們研究和生產(chǎn)高參數(shù)的閥門(mén)。工作溫度從一269C的超低溫到3430C的高溫，工作壓力從超真空1.33X10-8Pa 到超高壓1460MPa,公稱尺寸從幾毫米的儀表閥到公稱尺寸十幾米、重幾十噸的工業(yè)管路閥，驅(qū)動(dòng)方式從最初的手動(dòng)發(fā)展到電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)直至如今的程控、數(shù)控、遙控等。

從以上描述可知，閥門(mén)的用途極為廣泛，但是如果選型、使用維護(hù)不當(dāng)，造成閥門(mén)泄漏，由此引起的火災(zāi)、爆炸、中毒、燙傷事故及造成能源浪費(fèi)、設(shè)備腐蝕、物料增耗、環(huán)境污染，甚至造成停產(chǎn)等事故，后果將難以想象。如何正確了解、選擇、安裝及使用維護(hù)閥門(mén)，成為廣大用戶及工程技術(shù)人員迫在眉睫的問(wèn)題。隨著各類成套設(shè)備工藝流程和性能的不斷改進(jìn)，閥門(mén)的種類也在不斷變化增加著。閥門(mén)的分類方法有很多種，分類方法不同，結(jié)果也不相同，常用的幾種分類方法如下。

1.2.1化工襯氟塑料閥門(mén)選型分析按用途和作用分類

閥門(mén)按用途和作用分類可分為截?cái)嚅y類、止回閥類、分流閥類、調(diào)節(jié)閥類、安全閥類、其他特殊專用閥類和多用途閥類。截?cái)嚅y類一一主要用于截?cái)嗷蚪油ü艿乐械慕橘|(zhì)。如閘閥、截止閥、球閥、旋塞閥、蝶閥等。

止回閥類一一用于阻止介質(zhì)倒流。如止回閥等。分流閥類一一用于改變管路中介質(zhì)的流向，起分配、分流或混合介質(zhì)的作用。如三通或四通旋塞閥、通或四通球閥、分配閥等。

調(diào)節(jié)閥類一-主要用于調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量和壓力等。如調(diào)節(jié)閥、減壓閥、節(jié)流閥、平衡閥等。

安全閥類一一用于超壓安全保護(hù)，排放多余介質(zhì),以防止壓力超過(guò)額定的安全數(shù)值，當(dāng)壓力恢復(fù)正常后，閥門(mén)再關(guān)閉阻止介質(zhì)繼續(xù)流出。如各種安全閥、溢流閥等。

其他特殊專用閥類一一如蒸汽疏水閥、放空閥、排渣閥、排污閥、清管閥等。

多用途閥類一一如截止止回閥、止回球閥、截止止回安全閥等。

閥門(mén)按動(dòng)力源分類可分為自動(dòng)閥門(mén)和驅(qū)動(dòng)閥門(mén)。自動(dòng)閥門(mén)一依靠介質(zhì)(液體、空氣、蒸汽等)本身的能力而自行動(dòng)作的閥門(mén)。如安全閥、止回閥、減壓閥、蒸汽疏水閥、緊急切斷閥等。驅(qū)動(dòng)閥門(mén)一借助手動(dòng)、電力、氣力或液力來(lái)操作的閥門(mén)。如閘閥、截止閥、球閥、蝶閥、隔膜閥等。

(1)化工襯氟塑料閥門(mén)選型分析按公稱尺寸分類

閥門(mén)按公稱尺寸可分為小口徑閥門(mén)、中口徑閥門(mén)、大口徑閥門(mén)和特大口徑閥門(mén)。

小口徑閥門(mén)一-公稱尺寸

中口徑閥門(mén)一一公稱尺寸DN,DN50

大口徑閥門(mén)一一公稱尺寸DN,DN350

特大口徑閥門(mén)一公稱尺寸>DN1400 的閥門(mén)。

(2) 按公稱壓力分類

襯氟閥門(mén)按公稱壓力可分為真空閥、低壓閥、中壓閥、高壓閥和超高壓閥。

低真空閥門(mén) ]一 105~ 102 Pa。

中真空閥門(mén)一102~10-1Pa。

高真空閥門(mén)-

一10-1~10-5Pa。

超高真空閥門(mén)一<10- 5Pa。

低壓閥一一公稱壓辦

中壓閥

PN16<公稱壓力

高壓閥一一PN100<公稱壓力

超高壓閥一一公稱壓力>PN1000 的閥門(mén)。

化工襯氟塑料閥門(mén)選型分析

　由于襯氟閥門(mén)、襯里閥門(mén)有其自身的特點(diǎn)和要求。固此還必須滿足下列技術(shù)要求：

　1)襯氟閥門(mén)、襯里閥門(mén)殼體的最小壁厚按照GB/T 12224標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，其壓力等級(jí)按1.6 Mpa、2.0 Mpa選取，但此壁厚不包括襯里層厚度，襯里層厚度推薦采用表2的尺寸。也可按用戶要求確定。

　2)襯氟閥門(mén)、襯里閥門(mén)的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度按GB/T 12221 的規(guī)定，對(duì)夾連接襯氟閥門(mén)、襯里閥門(mén)的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度按GB/T 15188.2的規(guī)定。也可按用戶的要求確定其結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度。

　3)襯氟閥門(mén)、襯里閥門(mén)的法蘭連接尺寸按GB/T 9113.1的規(guī)定或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。也可由用戶在訂貨合同中確定。但不得采用焊接連接方式。

　4)襯氟閥門(mén)、襯里閥門(mén)通道尺寸可按表3推薦的尺寸，還可根據(jù)用戶要求確定。對(duì)于閥門(mén)的可掃線性，可按用戶要求給予滿足。

　5)襯氟閥門(mén)、襯里閥門(mén)的手輪或板手上使用脫開(kāi)力矩或軸力所需要的最大的力應(yīng)不超過(guò)360N。板手應(yīng)不長(zhǎng)于兩倍的閥門(mén)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度。

　6)如果買(mǎi)方有要求，閥門(mén)應(yīng)提供鎖定機(jī)構(gòu)。鎖定機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)計(jì)為在開(kāi)啟或關(guān)閉位置鎖定閥門(mén)。特別是有毒、有害的介質(zhì)上使用的閥門(mén)，應(yīng)提供鎖定機(jī)構(gòu)，保證使用安全。

　7)配有手動(dòng)或動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的閥門(mén)應(yīng)提供一個(gè)可見(jiàn)的位置指示器以指示關(guān)閉件的開(kāi)啟和關(guān)閉位置。特別是襯里閘閥和截止閥，位置指示器的作用十分明顯，因?yàn)榉芰舷鄬?duì)較軟，用力過(guò)大容易損壞密封面，減少使用壽命。對(duì)于旋塞閥和球閥，其板手或位置指示器，當(dāng)閥門(mén)在開(kāi)啟的位置，應(yīng)與管道在一直線上，當(dāng)閥門(mén)在關(guān)閉位置，應(yīng)橫置于管道上。

　8)操作裝置和閥桿加長(zhǎng)裝配應(yīng)提供一種防止由閥桿或閥蓋密封泄漏引起的在機(jī)構(gòu)中壓力聚集的方法。外部的連接應(yīng)加以密封，例如用墊片或O型圈，以防止外界雜質(zhì)進(jìn)入機(jī)構(gòu)。

　9)驅(qū)動(dòng)裝置可采用電動(dòng)、液動(dòng)、氣動(dòng)、蝸輪傳動(dòng)方式;裝置與閥蓋或閥桿加長(zhǎng)裝置的連接面應(yīng)設(shè)計(jì)成能防止零件的錯(cuò)誤或不當(dāng)?shù)难b配;傳動(dòng)裝置的輸出應(yīng)不超過(guò)閥門(mén)的驅(qū)動(dòng)鏈的最大載荷能力。

　10)閥桿應(yīng)設(shè)計(jì)有防噴出機(jī)構(gòu)，以防止在閥桿填料或保護(hù)圈卸去后在內(nèi)壓下閥桿噴出。

　11)襯氟閥門(mén)、襯里閥門(mén)的內(nèi)部設(shè)計(jì)：

　a. 常規(guī)閥門(mén)的設(shè)計(jì)，只需考慮閥門(mén)鑄件的鑄造工藝性和結(jié)構(gòu)的合理就行了，對(duì)于襯氟閥門(mén)、襯里閥門(mén)來(lái)說(shuō)，這還不夠，還要考慮襯氟塑料的模壓工藝性、生產(chǎn)成本、流道暢通等問(wèn)題。例如截止閥，其S型的閥門(mén)殼體流道設(shè)計(jì)(圖1)，在鑄造工藝性上沒(méi)有什么問(wèn)題，如果是襯氟截止閥設(shè)計(jì)成這樣的結(jié)構(gòu)，襯氟塑料模壓工藝將無(wú)法實(shí)現(xiàn)。為了滿足襯氟塑料模壓的工藝性要求、又符合截止閥的一般性能參數(shù)規(guī)范。此襯氟截止閥應(yīng)設(shè)計(jì)成的樣式。

　又如球閥的球體與閥桿，蝶閥的蝶板與閥桿，常規(guī)閥門(mén)的設(shè)計(jì)是分開(kāi)的，如圖3(a，b),如果襯氟球閥和蝶閥采用這樣的連接方式，襯氟工藝性沒(méi)有什么問(wèn)題但使用效果上有問(wèn)題。閥桿頭部受力部位在反復(fù)交變受力過(guò)程中，容易損壞襯里層，導(dǎo)致襯里層破壞，鋼質(zhì)骨架會(huì)受到腐蝕性介質(zhì)的腐蝕而失效。從而縮短閥門(mén)使用壽命。所以，在設(shè)計(jì)中，通常設(shè)計(jì)成連體形實(shí)踐證明，這樣的設(shè)計(jì)使用效果良好。

　b. 襯氟塑料閥門(mén)的內(nèi)部設(shè)計(jì)形狀應(yīng)盡量簡(jiǎn)潔、要充分考慮模具制造的簡(jiǎn)易，模壓工藝的合理，制造成本的低廉，并保證介質(zhì)流動(dòng)順暢，要求襯里面平整，所有轉(zhuǎn)角處呈圓弧過(guò)渡，圓弧半徑R≥2mm.

　c. 襯氟閥門(mén)、襯里閥門(mén)的殼體內(nèi)件如采用焊接方式，其焊縫應(yīng)設(shè)計(jì)成連續(xù)焊，并且為對(duì)接焊縫。焊縫應(yīng)符合GB/T 150的規(guī)定。

　d. 法蘭面的襯氟應(yīng)設(shè)計(jì)成襯滿密封面，并且有扣緊基體的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，防止脫殼，如圖(5)。當(dāng)然還有很多方法，如鉆螺紋孔緊固法，粗車螺紋溝槽法等。

　e. 襯里層厚度不得小于2mm。因?yàn)榉芰鲜歉叻肿硬牧?，具有吸收少量與其接觸的氣體的特性。隨著溫度升高，材料體積膨脹，分子之間空隙增大，滲透吸收就加劇，只有適當(dāng)增加厚度才能減少滲透。因此，在襯里層設(shè)計(jì)時(shí)采用加厚度來(lái)彌補(bǔ)這一缺陷，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)、研究確定δ≥2mm較為合適。

　f. 襯里層的表面應(yīng)當(dāng)光滑平整，無(wú)氣孔、裂紋、夾雜等缺陷。法蘭的翻邊處及其他轉(zhuǎn)角處應(yīng)色澤均勻，無(wú)泛白現(xiàn)象。

　12) 襯里材料必須符合相關(guān)材料標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,其密度宜選用≥2.16g/cm?的氟塑料，且不允許有雜質(zhì)存在。目前常用的氟塑料有：FEP(F46)、PFA、PTFE(F4)、F2等。隨著新型塑料工程材料的不斷出現(xiàn)，將給襯氟閥門(mén)、襯里閥門(mén)增添更多的品種。

　13) 用于食品、醫(yī)藥、衛(wèi)生級(jí)閥門(mén)襯里材料，還要求無(wú)毒、無(wú)菌、無(wú)雜質(zhì)、清潔衛(wèi)生的材料，嚴(yán)禁使用再生、回收材料無(wú)牌號(hào)的材料。

　14) 襯氟閥門(mén)、襯里閥門(mén)的連接螺栓應(yīng)選用適合于閥門(mén)的工況和壓力額定值的螺栓。

　當(dāng)然，還有很多設(shè)計(jì)和工藝方法能滿足襯氟閥門(mén)、襯里閥門(mén)的特殊要求，如最近發(fā)展起來(lái)的滾塑工藝、噴塑工藝，還有熱噴涂陶瓷、納米復(fù)合材料等新工藝、新技術(shù)、新材料在閥門(mén)襯氟上的應(yīng)用，并取得非常好的效果。這有待于同行的摸索、創(chuàng)新、總結(jié)、提高。