高温对阀门内密封性能的莫须有
随着酒精、化工和燃气行当的迅速停滞,尤其是风化自然气(LNG)作为一种新兴能源的宽泛利用,招致LNG用深冷阀门的需要量大增。依据行政区划能源策略,我国将踊跃参加社会油气商场的开发。眼前,行政区划发改委曾经规划在广东、福建、上海、山东、浙江、江苏、天津及辽宁等地振兴11座自然气吸收站,并经过LNG船从海外一大批进口自然气。LNG吸收站、LNG运载船以及到用户端的输送管路上,都须要用到一大批的阀门。因为LNG常压下的热度为-162℃,且易爆易爆,因而在设计LNG深冷阀门时,对其密封性能提出了更高和更宽大的务求。
阀门的密封性能是考勤阀门品质优劣的重要指标之一,其重要囊括在两个上面,即内密封性能和外密封性能。内密封是指阀座与开放件之间对介质所达成的密封水平。如球阀的圆球与阀座之间的密封,蝶阀的蝶板与阀座之间的密封,截止阀的阀瓣与阀座之间的密封,闸阀的闸板与阀座之间的密封等。该署密封型式重要有立体密封、球面密封及锥面密封等。密封资料能够分为非金属对非非金属资料密封和非金属对非金属资料密封。
非非金属密封副
在常温下作业的球阀和蝶阀等正常均采纳非金属对非非金属资料密封副。因为非非金属资料的弹性大,失掉密封所需的比压小,因而密封性好。然而在高温状态下,因为非非金属资料的收缩系数较非金属资料大得多,使得其高温时的膨胀量与非金属密封件、阀体等配合件的膨胀量相差较大,从而招致密封比压重大升高而产生无奈密封的后果。大少数非非金属资料在深寒热度下会变硬和变脆,失掉韧性,从而招致冷流和应力松弛。如橡胶在热度低于其玻璃化热度时,会彻底失掉弹性,变成玻璃态,失掉其密封性。
另外橡胶在LNG介质中存在泡胀性,也无奈用来LNG阀门。因而眼前在设计高温阀门时,正常热度低于-70℃时不复采纳非非金属密封副资料,或将非非金属资料经过非凡工艺加工成非金属与非非金属复合构造型式。
据海外材料记录,也有全体非非金属资料能够在深冷状态下很好的利用。在70年岁,爱尔兰合金无限公司的一种新型塑料“slipshod”,是一种超高分子量的聚乙烯,在-269℃热度仍存在很好的韧性,接受定然冲锋陷阵应力时一直裂,而且能维持比较的抗磨性。法国研制的Mylar型塑料在液氢(-253℃)热度下仍存在比较的弹性。前苏联H.T.洛马宁柯的聚碳酸脂密封座在液氮(-196℃)热度下继续密封性尝试,数据表明聚碳酸脂在高温下存在良好的密封动机。
非金属密封副
在高温条件下,非金属资料的强度和硬度普及,塑性和韧性升高,出现出相反水平的高温冷脆景象,重大莫须有到阀门的性能和保险。为了预防资料在高温下的低应力脆断,在设计高温阀门时,正常热度高于-100℃采纳铁素体不锈钢资料,而热度低于-100℃时,阀体、阀盖、阀杆、密封座等大多采纳存在面心立方晶格的奥氏体不锈钢、铜及铜合金、铝及铝合金等。但因铝及铝合金的硬度不高,密书皮的耐磨、耐擦伤性能较差,因而在高温阀门中利用极少。
正常运用奥氏体不锈钢资料居多,罕用的有0Cr18Ni9、00Cr17Ni12Mo2(304、316L)等,该署资料没有高温冷脆临界热度,在高温条件下,仍能维持较高的韧性。
然而,奥氏体不锈钢作为高温阀门的非金属密封副资料也存在着某些有余。所以这类资料的大全体在常温下在于亚稳固状态,当热度升高到相变点(MS)以次时,资料中的奥氏领会转变成马氏体。关于体心立方晶格的马氏体致密度低于面心立方晶格的奥氏体,且因为全体碳原子团规定化排列龙盘虎踞体心立方点防区位,使晶格沿C轴位置丰富,从而体积产生变迁导致外部应力的增多,使本来经研磨后达成密封务求的密书皮产生翘曲变形,造成密封生效。
除非高温相变导致密书皮变形生效外,因为整机各全体的热度差或因为相反资料间物感性能的差距,导致膨胀不均,也会产生温变应力。当应力低于资料的弹性极时艰,就会在密书皮产生可逆性的弹性扭曲。当某一全体的温变应力胜于了资料的屈从极时艰,整机将产生不行逆转的扭曲变形,同样会造成密书皮的生效,莫须有密封动机。
对准高温对非金属密封副的莫须有,务必采取相应的措施,以使非金属密书皮的变形最小或密书皮的变形对密封性能的莫须有最小。率先在资料上面放量选用金相组织稳固性较高的资料(如316L但利润较高)。其次关于阀体、阀盖、阀杆、密封件等奥氏体资料制作的整机务必继续高温解决,以使资料的马氏体转变和变形失去充足继续后再继续精加工。高温解决的热度应低于资料相变热度(MS)且低于阀门理论作业热度,解决工夫以2～4h为宜,如须要能够继续屡次高温解决或继续适当的时效解决。除非之上措施,在构造设计时也要继续思忖,以升高密书皮变形对密封性能的莫须有,如在继续闸阀、球阀和蝶阀设计时能够思忖采纳弹性密封构造,以使高温变形失去全体弥补。关于截止阀应采纳锥面密封构造,使高温变形对密书皮的莫须有较小。
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