Уплотнительная поверхность клапана часто подвергается коррозии, эрозии и износу под воздействием рабочей среды, поэтому это наиболее подверженная повреждениям часть клапана. Например, пневматические шаровые клапаны, электрические поворотные затворы и другие автоматические клапаны, из-за частого и быстрого открытия и закрытия, напрямую влияют на их качество и срок службы. Основное требование к уплотнительной поверхности клапана заключается в том, что клапан должен обеспечивать надежное и безопасное уплотнение в заданных условиях эксплуатации. Поэтому материал поверхности должен обладать следующими характеристиками:
(1) Хорошие герметизирующие свойства, то есть герметизирующая поверхность должна предотвращать утечку среды;
(2) Обладая определенной прочностью, уплотнительная поверхность должна выдерживать определенное значение давления уплотнения, образованного разницей давлений среды;
(3) Коррозионная стойкость. При длительной эксплуатации в агрессивной среде и под воздействием напряжений уплотнительная поверхность должна обладать высокой коррозионной стойкостью, соответствующей проектным требованиям;
(4) Способность противостоять царапинам, уплотнение клапана – это динамическое уплотнение, и во время процесса открытия и закрытия возникает трение между уплотнениями;
(5) Устойчивость к эрозии: уплотнительная поверхность должна выдерживать эрозию высокоскоростными средами и столкновение с твердыми частицами;
(6) Хорошая термическая стабильность, уплотнительная поверхность должна обладать достаточной прочностью и стойкостью к окислению при высоких температурах, а также хорошей морозостойкостью при низких температурах;
(7) Хорошие технологические характеристики, простота изготовления и обслуживания, клапан используется в качестве универсального компонента и гарантированно имеет экономическую ценность.
Условия применения и принципы выбора материалов для уплотнительных поверхностей клапанов. Материалы для уплотнительных поверхностей делятся на две категории: металлические и неметаллические. Применимые условия для широко используемых материалов следующие:
(1) Резина. Обычно используется для герметизации задвижек низкого давления с мягким уплотнением, мембранных клапанов, дроссельных клапанов, обратных клапанов и других клапанов.
(2) Пластик. Для уплотнительной поверхности используются нейлон и ПТФЭ, которые обладают хорошей коррозионной стойкостью и малым коэффициентом трения.
(3) Баббит. Также известный как подшипниковый сплав, он обладает хорошей коррозионной стойкостью и хорошей приработкой. Он подходит для уплотнительной поверхности запорного клапана для аммиака при низком давлении и температуре -70-150℃.
(4) Медный сплав. Обладает хорошей износостойкостью и определенной термостойкостью. Подходит для шаровых клапанов, чугунных задвижек и обратных клапанов и т. д. Обычно используется для воды и пара при низком давлении и температуре не выше 200℃.
(5) Хромоникелевая нержавеющая сталь. Обладает хорошей коррозионной стойкостью, устойчивостью к эрозии и термостойкостью. Подходит для работы с такими средами, как пары азотной кислоты.
(6) Хромированная нержавеющая сталь. Она обладает хорошей коррозионной стойкостью и обычно используется в клапанах с высоким давлением и температурой не выше 450 ℃ для масла, водяного пара и других сред.
(7) Высокохромистая наплавочная сталь. Обладает хорошей коррозионной стойкостью и способностью к упрочнению при обработке, подходит для работы с маслом, паром и другими средами под высоким давлением и высокой температурой.
(8) Азотированная сталь. Она обладает хорошей коррозионной стойкостью и устойчивостью к царапинам и обычно используется в задвижках тепловых электростанций. Этот материал также может быть выбран для сферы шаровых клапанов с жестким уплотнением.
(9) Карбид. Он обладает хорошими комплексными свойствами, такими как коррозионная стойкость, эрозионная стойкость и устойчивость к царапинам, а также имеет длительный срок службы. Это идеальный уплотнительный материал. Обычно используемые вольфрамовые сплавы для буровых долот и сплавы для буровых оснований и т. д. позволяют создавать уплотняющие поверхности, выдерживающие сверхвысокое давление и сверхвысокие температуры, подходящие для нефти, газа, водорода и других сред.
(10) Сплавы для напыляемой сварки. Существуют сплавы на основе кобальта, никеля и никеля, обладающие хорошей коррозионной стойкостью и износостойкостью.
Для обеспечения безопасности и надежности уплотнения клапана выбор материала должен определяться в соответствии с конкретными условиями эксплуатации. Если среда обладает высокой коррозионной активностью, при выборе материала следует в первую очередь учитывать его коррозионную стойкость, а затем уже другие характеристики; при уплотнении задвижки следует обращать внимание на хорошую устойчивость к царапинам; предохранительные клапаны, дроссельные клапаны и регулирующие клапаны наиболее подвержены эрозии под воздействием среды, поэтому следует выбирать материалы с хорошей коррозионной стойкостью; для вставной конструкции уплотнительного кольца и корпуса в качестве уплотнительной поверхности следует рассматривать материалы с высокой твердостью; для клапанов, работающих при низких температурах и давлениях, в качестве уплотнения следует выбирать резину и пластик с хорошими уплотняющими свойствами; при выборе уплотнительного материала следует учитывать, что твердость поверхности седла клапана должна быть выше, чем твердость уплотнительной поверхности диска клапана.
Дата публикации: 02.11.2022