通常PN≥16MPa的閥被稱為高壓閥。高壓閥使用中的主要問題是壽命問題(大壓差下出現的汽蝕、閃蒸、衝蝕等物理現象對閥內件的破壞)。一般結構的閥在高壓差條件下僅可使用1~2geyue,weilejiejuegaoyafashoumingduandewenti,guoneiwaidechangjiajunzuolehendadenuli,fenbiezaicaizhihejiegoushangzuoledaliangdetansuo,xingchenglexingxingsesedechanpin,zhuyaoyouduojishigaoyafa、迷宮式高壓閥和單座套筒負荷式高壓閥等。其目的隻有一個,通過減輕汽蝕、衝蝕、閃蒸等物理現象對閥的破壞,來提高高壓閥的使用壽命。在眾多結構中,華林公司按照“簡單就是美”的原則設計反汽蝕高壓閥,不僅結構簡單,維護方便,更主要是解決了高壓閥壽命短這一難題,在國內享有名氣。
一、閥壽命短的原因致使高壓閥的使用壽命短的原因主要有兩個:汽蝕、衝蝕。閃蒸、汽蝕如果閥門上的壓差(P1-P2)大於了介質的最大飽和壓差(△Pmax),namejiuhuichanshengshanzheng,youcizaichanshengqishi,bingduifamenneibujixianglinjindeguandaojiegouzaochengpohuai。jiezhitongguojiemianzuixiaodejieliukoushiliusushizuidade。liusu(或動能)的增加伴隨著壓力(或勢能)dedadajiangdi。dangyalidiyujiezhibaohezhengqiyashi,qipaojiuhuizaijiezhizhongxingcheng。suizhejieliukouchuyalidejinyibuxiajiang,qipaohuidaliangdixingcheng。zaicijieduanshanzhengheqishizhijianmeiyoubenzhidechabie,danshiduifamendejiegoupohuaidekenengxingqueshikendingcunzaide。
閃蒸、衝蝕:ruguojiezhitongguojieliukouhou,yalirengdiyujiezhibaohezhengqiyali。qipaojiangbaoliuzaijieliukouhoudeliushuzhong,womenchengzhiweishanzheng。shanzhengduifamendefaxinhuichanshengyanzhongdechongshuapohuai,qitedianshishouchongshuadebiaomianyoupinghuapaoguangdewaixing。chongshuapohuaizuiyanzhongdedifangyibanshiliusuzuigaodedifang,tongchangweiyufaxinhefazuodejiechuxianshanghuofujin。youqishizaixiaokaidu,jieliujianxixiao,liusugaodehuanjingxia,chongshipohuaiyezuiyanzhong。yinci,gaoyafayingjinliangbimianxiaokaidugongzuo。zaihaodefamen,ruochangqichuyuxiaokaidugongzuo,qishoumingjiangchengbeijianxiao。yaobimianxiaokaidugongzuo,guanjianzaijisuan、選型,這是設計院和用戶要倍加注意的。
閃蒸破壞的典型外形汽蝕:lingyifangmian,ruguojiezhiliujingjieliukouhoujiezhiyalihuifudaojiezhibaohezhengqiyaliyishangshi,qipaohuipoliehuoxiangneibaozha,congerchanshengqishi。zhengqiqipaopolieshifangchunengliang,bingchanshengyizhongleisiyushashiliuguofamendezaoyin。ruguoqipaozaijiejinfamenneidegutibiaomianpolie,shifangchudenenglianghuimanmansiliecailiao,liuxiafengwozhuangdexiaokong。qishidepohuaizuoyongkenenghuiyanshendaolinjindexiayouguandao。xianeryijian,congyalihuifuxishulaikan,gaohuifufamenbijiaorongyifashengqishi,yinweitadejieliukouhoudeyaligengyoukenengshengzhijiezhibaohezhengqiyazhishang。 氣蝕破壞的典型外形閃蒸與汽蝕、衝蝕之間的關係:小xiao開kai度du工gong作zuo時shi,節jie流liu口kou流liu速su更geng快kuai,壓ya力li更geng低di,介jie質zhi中zhong氣qi泡pao含han量liang更geng多duo,因yin此ci,此ci時shi閃shan蒸zheng破po壞huai更geng嚴yan重zhong,衝chong刷shua破po壞huai是shi主zhu要yao矛mao盾dun。在zai大da開kai度du工gong作zuo時shi,主zhu要yao矛mao盾dun是shi係xi統tong壓ya力li恢hui複fu到dao飽bao和he壓ya力li以yi上shang時shi造zao成cheng的de汽qi蝕shi破po壞huai。所suo以yi,用yong戶hu在zai使shi用yong高gao壓ya差cha閥fa時shi應ying盡jin量liang避bi免mian小xiao開kai度du工gong作zuo,生sheng產chan廠chang家jia製zhi造zao的de高gao壓ya閥fa必bi須xu有you較jiao好hao的de反fan汽qi蝕shi措cuo施shi,否fou則ze,閥fa很hen快kuai會hui因yin汽qi蝕shi、衝蝕作用而破壞。
二、一種成熟的反汽蝕高壓閥現在使用最多的高壓閥從結構上劃分主要為多級式高壓閥、migongshigaoyafahedanzuotaotongfuheshigaoyafadengjilei。congshiyongqingkuangkan,tamengeyouyoushi,danduojishihemigongshigaoyaneibujiegoubijiaofuza,beipinbeijianzhunbeijigenghuanjiaonan,shiyongshanghenbufangbian。zhenduizhexieqingkuang,hualingongsikaifaledanzuofuheshijingxiaoxingfanqishigaoyafa。gaichanpinbeipinbeijianjiandan,genghuanweixiufangbian,henhaodijiejueleshangshunanti。1992年該產品獲得了國家專利(專利號:ZL 92 2 20633.3)。(該反汽蝕高壓閥采用的是“孔板+單座閥+套筒閥”三級節流結構:
●一次節流--接管縮徑(①處)相當於孔板節流,約占總壓降的12%。
●二次節流--單座節流(主節流、②處)單座閥的結構,約占總壓降的35%。
●三次節流--套筒節流(③處)套筒結構,約占總壓降的60%。
氣動薄膜反汽蝕高壓閥“孔板+單座閥+套筒閥”三(san)級(ji)節(jie)流(liu)結(jie)構(gou),將(jiang)通(tong)過(guo)閥(fa)門(men)的(de)壓(ya)降(jiang)分(fen)成(cheng)數(shu)個(ge)較(jiao)小(xiao)的(de)壓(ya)降(jiang),每(mei)個(ge)較(jiao)小(xiao)壓(ya)降(jiang)都(dou)確(que)保(bao)其(qi)節(jie)流(liu)麵(mian)最(zui)小(xiao)處(chu)的(de)壓(ya)力(li)大(da)於(yu)飽(bao)和(he)蒸(zheng)汽(qi)壓(ya)力(li),避(bi)免(mian)或(huo)減(jian)輕(qing)閃(shan)蒸(zheng)效(xiao)應(ying)對(dui)閥(fa)的(de)破(po)壞(huai)作(zuo)用(yong)。同(tong)時(shi)用(yong)小(xiao)孔(kong)噴(pen)射(she)型(xing)結(jie)構(gou)的(de)套(tao)筒(tong)節(jie)流(liu)件(jian)取(qu)代(dai)常(chang)規(gui)的(de)“導向襯套+閥座”fangshi,keyichedigenzhidaoxiangchentaoyisongluodewenti,tongshixiaokongpenshejieliujiegoukeyijianshaokangliuduifaxinzuodedanbianjubupohuaizuoyong,jiangdijieliuyinyin。yinweixiaokongpenshefangshichengshoulefajieliuyajiangdedabufen(約60%),可以將汽蝕破壞作用由閥座遷至小孔,保護了密封麵,提高了閥使用壽命,可達普通高壓差閥的2~3倍。
三、反汽蝕措施
(1)過去采用硬質合金的方式不可取,應采用硬度與韌性綜合性能更好的耐汽蝕、抗衝刷的材料。
(2)70年代常采用閥後設置孔板工藝技術來降低閥上壓降,借用此思路可在閥內設阻力,達到較好的降壓效果。
(3)防止小開度工作,降低衝刷流體的速度。
(4)選擇流體方式改變盡可能小的閥門如直行程角形閥來減小顆粒衝擊作用。
(5)撓流會造成局部嚴重衝蝕,應采用分散擾流的方法來克服。
(6)采用多級節流結構,將通過閥門的壓降分成數個較小的壓降來提高閥使用壽命。
(7)增大閥杆直徑,提高閥杆剛度,防止斷裂。
(8)大口徑、大壓差時,應配強力活塞式執行機構。
四、使用注意事項
(1)防止小開度工作是關鍵,小開度工作會成倍縮短壽命。選型遇到這類情況時,應縮小DN或dg;
(2)對大口徑閥,必須仔細計算不平衡力,選好執行機構和彈簧範圍,防止閥關不到位;
(3)對口徑小、壓差又特別大的閥,備好節流件,以便需要時及時換上;
(4)95年化工部通報了某化工廠因閥芯斷裂,流閉型高壓閥(側進底出)閥芯頭自動關閉,壓力升高,導致設備爆炸,造成了嚴重的傷亡事故。因此,從安全第一的角度考慮,應選用流開型(底進側出)。
