進(jìn)口高性能蝶閥的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
2018-03-22
高性能蝶閥（High Performance Butterfly Vlave-HPBFV）是20世紀(jì)60年代中期隨著聚四氟乙烯作為閥座材料在蝶閥中的使用而產(chǎn)生的，并被列入美國(guó)石油協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（API609雙法蘭式，凸耳式和對(duì)夾式蝶閥）.高性能蝶閥一般為雙偏心，球面密封結(jié)構(gòu)，閥座采用PTFE/RPTFE（聚四氟乙烯／增強(qiáng)聚四氟乙烯）材質(zhì)，較橡膠密封蝶閥具有摩擦系數(shù)小，扭矩小，壽命長(zhǎng)，可在管路終端安裝安裝使用等優(yōu)點(diǎn)，可以用于工作900LB(15MPA)，溫度230度，具有腐蝕性介質(zhì)的管路上，實(shí)現(xiàn)閥門的雙向密封和切斷介質(zhì)或調(diào)節(jié)流量，用途十分廣泛．
進(jìn)口高性能蝶閥設(shè)計(jì)要點(diǎn)
一、密封圈材質(zhì)
聚四氟乙烯材質(zhì)具有適用溫度范圍廣，耐腐蝕性能優(yōu)異，摩擦系數(shù)小和塑性好等優(yōu)點(diǎn)，是高性能蝶閥密封圈常使用的材質(zhì)．但相對(duì)來(lái)說(shuō)其材質(zhì)機(jī)械強(qiáng)度低，耐磨性差，剛度差和導(dǎo)熱性能差等缺點(diǎn)一般也會(huì)加以考慮，不過(guò)聚四氟乙烯材質(zhì)在載荷作用下的＂冷流傾向＂往往會(huì)被忽視．高性能蝶閥在現(xiàn)場(chǎng)使用一段時(shí)間后，由于＂冷流傾向＂從而導(dǎo)致密封圈的永久變形（類似于塑料材料的屈服現(xiàn)象）．為防止這類現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行聚四氟材質(zhì)的壓力溫度額定值，或采用具有填充材料的聚四氟乙烯材質(zhì)．
二、密封圈結(jié)構(gòu)
高性能蝶閥的密封圈應(yīng)設(shè)計(jì)成使介質(zhì)壓力有利于密封的結(jié)構(gòu)．當(dāng)無(wú)壓力時(shí)，閥桿傳遞過(guò)來(lái)的扭矩使蝶板與密封圈間產(chǎn)生足夠的密封比壓，使閥門密封．當(dāng)受到管道中正向介質(zhì)壓力時(shí)，能借助管路中的介質(zhì)壓力使密封圈緊緊壓在蝶板密封面上，使密封性能更加可靠．當(dāng)介質(zhì)反向流動(dòng)時(shí)，介質(zhì)壓力作用在密封圈的另一側(cè)，密封圈將反向變形，壓向蝶板密封圈形成密封比壓阻止介質(zhì)泄漏．
三、護(hù)板的緊固
對(duì)于高性能蝶閥，護(hù)板及護(hù)板螺釘應(yīng)設(shè)計(jì)成當(dāng)兩端法蘭被移走時(shí)足以承受最大壓差力額定值．護(hù)板螺釘?shù)妮d荷校核按規(guī)定計(jì)算執(zhí)行．因密封圈選用聚四氟乙烯材質(zhì)，使用溫度不超過(guò)200度，對(duì)螺釘?shù)妮Y荷只需按常溫工況進(jìn)行較核即可．護(hù)板用螺釘應(yīng)采用變硬化不銹鋼螺釘材料，并根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（如ASTM A193）的規(guī)定使用．另外，護(hù)板緊定螺釘應(yīng)凹進(jìn)或低于護(hù)板表面．
四、閥門扭矩
扭矩小是高性能蝶閥的一大特點(diǎn)，高性能蝶閥閥桿扭矩可由近似計(jì)算得出，受加工工藝及材質(zhì)選用等因素的影響，閥桿實(shí)際扭矩與計(jì)算扭矩口徑小于NPS12時(shí)略有差別，口徑大于等于NPS12時(shí)扭矩差別較大，另外，閥門最大和最小扭矩差值較大，分析其主要原因是閥桿，密封圈或蝶板加工精度及光潔度不夠，閥桿與閥體通孔同軸度低或填料壓蓋的螺栓預(yù)緊力不相均衡．經(jīng)實(shí)踐證明，可采用改進(jìn)閥門加工工藝和提高零件精度等措施，保證閥門具有相應(yīng)統(tǒng)一的閥門扭矩．
①嚴(yán)格控制閥桿及填料函的加工精度及精糙度．為保證閥桿的密封要求，閥桿與填料接觸面積的表面精糙度值為0.8um，填料函表面粗糙度值為3.2um或更光滑．對(duì)于閥桿及填料函表面光潔度的問(wèn)題，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)很多企業(yè)都沒(méi)有足夠的認(rèn)識(shí)和重視．閥桿及填料函表面光潔度不夠，容易導(dǎo)致填料的磨損，填料的磨損又會(huì)使閥桿在動(dòng)作過(guò)程中表面光潔度降低，形成惡性循環(huán)．長(zhǎng)此以往，不僅增大了填料與閥桿間的摩擦力，而且容易導(dǎo)致介質(zhì)從填料處發(fā)生泄漏．
②嚴(yán)格控制密封圈和蝶板的加工精度及光潔度．
③為保證閥體與閥桿配合面的同軸度，閥體上下通孔應(yīng)一刀加工．
改進(jìn)后，閥門最大最小扭矩波動(dòng)變小，一般可以控制在10%左右．
高性能蝶閥防火，防靜電，防射出結(jié)構(gòu)
隨著蝶閥在控制工藝過(guò)程中的使用，對(duì)處理碳?xì)浠衔镆约笆?，石油化工，化學(xué)工業(yè)中易燃介質(zhì)的高性能蝶閥提出了防火防靜電的要求，另外在很多場(chǎng)合也提出了當(dāng)管道異常升壓時(shí)閥桿防射出的要求．
防火型的高性能蝶閥用在要求發(fā)生火情環(huán)境下仍能可靠密封的場(chǎng)合．正常工作時(shí)，彈性閥座與蝶板接觸并保持密封．當(dāng)發(fā)生火情時(shí)，一旦四氟密封圈被燒毀或軟化，金屬層在介質(zhì)壓力作用下推向蝶板仍能起到密封作用．待災(zāi)情解除后再修復(fù)或更換．著火時(shí)，允許閥座，閥蓋或閥桿有少量的泄漏．設(shè)計(jì)符合API607,API6FA耐火試驗(yàn)的規(guī)定．
當(dāng)用戶提出防靜電要求時(shí)．閥門應(yīng)設(shè)計(jì)靜電連通結(jié)構(gòu)．蝶板與閥桿之間以及閥桿與閥體之間形成靜電通道．這樣，因摩擦而產(chǎn)生的靜電便可通過(guò)閥桿傳到閥體，從而通過(guò)管道與地接觸，消除靜電積累．
按照API609中對(duì)高性能蝶閥提出了閥桿需設(shè)置防射出機(jī)構(gòu)的要求，當(dāng)閥桿同蝶板連接處或閥桿內(nèi)部出現(xiàn)損壞時(shí)，由于內(nèi)壓作用，閥桿任何部分不致從閥門射出．此設(shè)計(jì)不應(yīng)依賴于驅(qū)動(dòng)裝置（如齒輪箱，驅(qū)動(dòng)器，把手等）閥桿射出．
