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      • 技術文章

        高壓閥門的試驗結構

        2018-05-31 14:12:07  來源:
        分析了高壓閥門強度和密封性能試驗用工裝存在的問題,介紹了利用O形圈密封原理設計的新型試驗工裝的結構特點、工作原理和使用性能。

        1、概述
          高壓角式閥門出廠前必須進行強度試驗和密封性能試驗。試驗工裝的頻繁使用和試驗介質壓力高,導致工裝連接件容易出現變形和劃傷等損壞情況,造成試驗壓力不穩定,產品不能正常保壓,導致試驗失敗,試驗成本上升和人力及物力的浪費。根據試驗需要,設計了一種方便拆裝,密封性能穩定,維護成本低的工裝。

        2、高壓角式截止閥問題分析
          2.1、結構

          閥門的進出口端與試壓接頭的密封結構是常用的圓錐面與球面接觸(圖1) 。接頭前端圓弧面與閥體進出口端的圓錐面接觸,形成一條密封線,通過外套螺母和閥門進出口的螺紋連接提供預緊力,壓緊接頭,起到密封作用。在反復試驗過程中,接頭不斷的受壓變形,線密封變成面密封,密封預緊力越來越大,接頭密封部位嚴重變形,密封形式失效,必須更換。

          試驗過程中,口徑<10mm 的閥門使用接頭容易形成密封,拆裝使用次數較多,但是閥門口徑>15mm 時,密封效果較差?趶32mm 的閥門,在試驗壓力達到35MPa 時,密封效果*差,新的接頭使用幾次,密封面處就出現泄露,必須更換接頭,重新試驗。如果隨意加大作用在外套螺母上的擰緊力,外套螺母和閥體的螺紋很容易出現變形,嚴重時還會出現螺紋卡住現象,使閥體報廢。閥體材料是不銹鋼2Cr13 或1Cr18Ni9Ti,材料和加工成本較高。
        2.2、材料

          接頭和閥體的接觸面在擰緊力的作用下,都會產生變形,為了減少閥體接觸面的變形,接頭材料的硬度不能超過閥體。接頭材料不一樣,使用的效果也不同。

          (1) 不銹鋼

          不銹鋼接頭材料一般為1Cr18Ni9Ti 或0Cr18Ni9,其硬度接近閥體。試驗后,接頭和閥體密封部位同時變形,閥體密封面會產生壓痕,不利于多次密封。在外套螺母旋轉擰緊的過程中,如果接頭與外套螺母一起旋轉,會損壞產品的閥體密封面。接頭在多次使用后,密封線會變寬,容易出現外泄漏(圖2) 。如果強制增加擰緊力,容易損壞閥體連接螺紋,造成產品返修或報廢。
        (2) 黃銅

          黃銅接頭材料一般為H62,其硬度低于閥體。試驗后,接頭變形量較大(圖3) ,一般不會損壞閥體密封面。早期使用密封較容易,多次使用后,接頭密封線容易變寬,形成面密封,需要的擰緊力也會增大。黃銅接頭也不能多次使用。
        (3) 鋁碗或銅碗

          為了提高接頭使用壽命,減少螺紋擰緊力,在接頭和閥體密封面之間夾入一個薄鋁碗( 或薄銅碗) 。鋁碗材料為純鋁L2,退火處理降低材料硬度。鋁碗一般在管路連接中比較常用,呈圓錐體,外徑同閥體圓錐尺寸一致,厚度1.5mm。試驗時,鋁碗初期密封性能較好,不會破壞密封面,但是多次使用后變形較大,密封性能越來越差,需頻繁更換。 這種方法不適合口徑較大的閥門使用。

        5、高壓角式截止閥結語
          利用O形圈設計的試驗工裝,在實際工作中密封效果好,拆裝方便,使產品密封面在各類試驗中不易受到損傷,避免造成返修和浪費,即完全滿足產品的各項性能試驗要求,又節約了生產成本
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