高温阀门设计及材质选用

阀门是流体的控制活动里不能缺少的东西，在全部流体掌控中有着相当关键的作用。现代科技发展很迅速，在不同的行业都获得了很大的突破和发展，所以对高温阀门的需求也变得越来越多，而且对高温阀门设计上的要求也变得越来越高。

1、制约高温阀门设计的因素

1.1、热膨胀量

物质的热膨胀和承受热的差别是决定热膨胀量区分的重要条件，所以我们在试验高温的阀门设计活动中，应该将这种条件的制约因素考虑进来。为了让阀芯里的温度可以快速达到和流体中的温度一样，然后把受热的高温流体导人温度很低的阀门里，让侧面面积小的阀杆可以有效地做好散热工作。因为阀门的散热条件和其他的物质不一样，特别是在膨胀的方面是很不一样的，尽管是同时进行加热的，不过在 后的膨胀量上 不同。所以，需要确保阀门工作的间隙，同时还需要加大控制的范围，这样可以避免零件发生卡死的情况，可以显著降低零件由于温度升高出现的损坏。

1.2、热交变

介质在热交变方面会对零件的作用产生很大影响，比如阀座和导向的接触，有一定的可能是由于介质的热交变出现变化而导致了松动，失去以前具有的密封功能。因此在之前做设计的时候，需要把阀座还有支撑的接头进行严密的缝焊，保证它的密封功能不出现损坏。我们在进行设计时，还需要把热交变情况下的密封选择效果考虑进来，这样才可以在源头上降低热交变对高温阀门的影响，避免零件的消耗，从而增加高温阀门的使用寿命。

2、阀体需要的材质

2.1、阀体里的物质材质

如果想要保证高温阀门对结构材质的要求，就应该符合以下标准：硬度、冲击力、耐擦伤力。我们对阀体里面的材质做出选择的同时，应该将物质的热膨胀性作为一个重点。而且还应该考虑到高温环境下部件损坏的几率。阀体里面的材质经过锈钢制作，可以在表上做到堆焊的处理，这样可以保证阀体耐磨和气蚀这些性质，可以让它们在高温环境下正常工作。在高温的环境下，出现的介质腐蚀一定会对材质选择产生很大的影响，因为是在高温的环境下使用，所以应该选择物质属性比较好的材质，例如碳素钢、耐高温合金钢、不锈钢等作为阀体的物质材质，这才可以确保阀体在高温环境下还能够正常工作。

2.2、壳体在壁厚方面的设计

做壳体的设计时应该考虑在具体使用时可能会发生的压力，而且应该把它设计为壳体耐压固定值，这样才能够保证有充分的耐压力，可以有效地将腐蚀减到zui低的程度。

2.3、中部的密封设计

中部的密封可以设计为强制伍德密封。它的原理是将法兰螺栓做好紧闭，使密封垫片使用压力产生压缩性的效果，然后在表面出现比较微小的缝隙。在中温小口径阀门的设计中，这样的强制性密封是很常用的。具体来说强制伍德密封是由以下部分组成：阀体、浮动阀盖、密封环等。我们在进行升压操作以前，应该对牵制的螺栓做好固定，将浮动的盖上移。这样做的目的是让阀盖以及弹性垫保持很好的密封能力。当介质对它施加压力，可以向上移动时，就能够对螺栓产生有效地牵制。阀盖和弹性垫的密封压力有着正向的联系，他们可以随压力的上升而加强， 后可以产生很好的密封作用。

2.4、高温螺栓做好连接的工作

因为螺栓需要在高温环境下做工作，因此应该考虑几个主要的问题：螺栓还有被连接的性能改变，力量的松弛，等等。针对以上问题我们可以做出下面的设计：一，避免旋合的螺纹在高温环境下出现咬死的情况。第二，除了进行科学合理的选材，还应该将螺纹设计为粗牙螺纹，在适当的范围内加强半径的问隙。第三，钢螺栓一旦长期处于300℃，就会发生力相对松弛的情况。因此一定要保证剩余的预紧力要高出需求值，要检查联接的稳固性。

2.5、间隙的配合要科学

阀杆，上密封座之间应该保证合理的间隙，在材质的热膨胀指数上应该保证后者大于前者，不然就容易发生磨损的问题。

3、要注意的一些变量

3.1、擦伤的问题

要是材质的互相作用力很小，由于受到外界的制约和影响，就很容易发生擦伤的情况。比如管路体系里，阀座和阀芯经常会出现擦伤的情况，它们出现擦伤主要是由于大的粒子进入而导致的。此外，振动的相关冲击也可能出现很大的影响而发生擦伤，因此为降低在使用活动里的擦伤现象，需要对密封材质进行合理的选择，而且还要保证密封间里硬度的匹配控制在适当的范围内。

3.2、堆焊层的厚度

要想实现高温阀门内部的硬化处置，就应该对堆焊层的厚度做好确认。利用一些有用的实验，判断堆焊层的厚度，比较适宜的厚度应该>4mm，4mm的厚度会更好地将外界的高温隔绝，降低外界高温对里面材质的影响，确保阀门内部的寿命。

4、总结

现在的高温阀门技术使用范围逐渐加大，大家对高温阀门技术的要求变得越来越高，尽管现在中国的高温阀门技术获得了一些成绩，但是还是有很多的问题没有解决。因此我们对高温阀门的设计技术要进行更加细致的分析和研究，通过对高温阀门技术的研究、对材质的甄别、对内件的处理研究，探究出高温阀门技术应该注意的问题，大力推进技术的发展，加大高温阀门的使用范围，努力提高高温阀门的使用寿命。

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