耐冲蚀工况的调节阀选型及技术分析
调节阀内件在使用过程中产生冲蚀现象,是一个工业现场应用中的难题。在冲蚀严重的场合,阀的寿命仅为1~2个月,最多也不过3~6个月。在现阶段还没有研制出特别耐冲蚀的阀门之前,解决的重点应该是从壳体结构、耐冲蚀材质的选择等几个方面来综合考虑。用于提高调节阀的耐冲蚀能力和使用寿命。
1.冲蚀产生的主要原因
冲蚀主要出现在大压差、含颗粒介质场合。在这些场合阀的节流口处的介质流速非常高,可以很快地将阀芯、阀座表面冲出流线形的细槽,从而使密封面被破坏,造成阀门使用寿命短。当阀处于小开度工作时,节流间隙更小,流体速度更快,冲刷破坏更大。所以,为延长使用寿命,应尽量避免小开度工作。
2.壳体结构的选择
阻碍介质流动的节流面都会受到介质的冲蚀。所以从壳体结构上应考虑选用流体方向改变尽可能小的阀,使介质尽量不和节流面直接冲突。直行程的角形是提供这种通孔的常用方法,一些旋转类的阀,如偏心旋转阀、“V”型等提供近于直通的流道,在防冲蚀方面效果极好。同时,节流口应尽量集中、圆整(防止颗粒介质与阀内件的接触次数和减轻湍流用途),减缓节流面流体流速,缓解介质对节流面的冲蚀。
3.耐冲蚀材质的选择
对于介质冲击破坏最严重的阀芯、阀座密封面,应在保证韧性的基础上选择尽可能硬的材质。如堆焊耐磨合金等,以提高阀的耐冲蚀破坏能力。若冲蚀特别严重时,导向面及受冲蚀的壳体面也应堆焊,以提高可靠性和使用寿命。
4.防冲蚀措施的选择
a.避让是简单而行之有效的方法。直行程阀流路复杂,在转弯处受到冲蚀;阀芯停在节流口中间,直接受到高速介质的直接冲蚀,更无法避让。所以,直行程类阀不宜选用。角行程阀较好解决这一问题,但是角行程阀中的闸板在中央也会受到冲蚀,所以避让效果最好的是偏心旋转阀、“V”型等。
b.尽可能避免小开度工作,应尽可能保证阀工作在60~70℅开度上。如介质中含有大量固体颗粒,正常开度更应提高到70~80℅,以减少颗粒介质对密封件的冲击次数,减缓流速,减轻冲蚀破坏用途,提高使用寿命。
c.选用耐磨材质。
e.配用大刚度大推力的执行器。
f.冲蚀严重的场合大多含有不干净介质,经常伴随堵塞,因此,选型上应同时注意防堵问题。