1、引言
把持阀是主动把持系统中非常重要的一个环节,如同人的手和脚。把持阀调节流体流量,克服干扰来保证被控变量达到给定的工艺指标。
把持阀的阀部分由阀的内件和阀体组成,阀的内件包含阀芯、阀杆、填料函和上阀盖等。上阀盖和填料函用于对阀杆密封和对阀杆进行导向,防止工艺介质沿把持阀门的阀杆这个可动部件向外泄漏,它是阀体不可分割的一部分。
惯例的上阀盖结构情势一般有四种:普通型、散热片型、长颈型和波纹管密封型。材质一般有铸铁、铸钢和不锈钢,填料函一般为聚四氟乙烯或柔性石墨。
典范的把持阀的阀盖由与阀体雷同的材料或等效的材料制成。阀盖蒙受与阀体雷同的温度和腐化性影响,阀杆密封在经过几百次的循环动作之后,就会磨损,在工程利用中,流体压力也会导致密封磨损;填料的选择也是一个标题,填料选择不当,把持阀的摩擦力增大而导致把持阀逝世区增大或者很轻易使阀杆密封失效。
因此,选择把持阀,除了阀体结构、材质、履行机构、口径盘算外,还应根据把持流体的压力、温度、压差、流体的性质,公平选择上阀盖的结构情势和填料函,以防止流体沿着把持阀阀杆泄漏出来,即应充分考虑阀杆密封的性能和应用寿命。这在工程设计中显得非常重要。
在强腐化、易挥发和有毒有害的工艺流体中,把持阀一般不采用普通型、散热片型、长颈型上阀盖及密封结构情势,由于此种结构情势的密封性能和应用寿命极为有限。作者曾在生产现场做过相干实验,采用304不锈钢直行程把持阀调节浓硝酸和浓硫酸混酸流量,应用聚四氟乙烯填料密封结构,不到一个月经过600次左右的全行程的把持阀阀杆的高低运动,聚四氟乙烯填料密封即完整被损坏。在强腐化、易挥发和有毒有害的工艺条件下,一旦阀杆密封被损坏,强腐化、易挥发和有毒有害的工艺介质从把持阀阀杆中泄漏出来,会对周边环境和人身安全带来严重的成果。
采用波纹管密封型情势是解决上述标题的一个道路。波纹管一般由不锈钢做成。这种特别的阀盖结构保护把持阀的填料函避免和流体接触,一旦波纹管决裂,在波纹管上面的填料函结构会防止波纹管决裂失效时产生的严重成果。在工程实际中,波纹管密封情势的选择应充分考虑波纹管密封的压力的额定值会随温度的增高而下降,流体中不能有固体的颗粒存在,及波纹管材料的最长循环动作寿命等。在不锈钢不耐某些工艺介质腐化的强腐化的场合,如工艺介质为湿氯气时,湿氯气中含有的微量盐酸会使不锈钢波纹管很快被腐化,则把持阀阀杆不能采用波纹管密封的情势。
在这种情况下,准确地选择似乎是采用隔膜把持阀。隔膜把持阀采用了耐腐化的衬里和耐腐化隔膜,不用填料,可以完整避免腐化性介质向外泄漏,但其流量特征不是很好,且受隔膜衬里的限制,耐压、耐温性能较差,最致命的是耐腐化隔膜片会由于高低折叠而造成疲惫损坏,寿命很短,一旦耐腐化隔膜片决裂,强腐化、易挥发和有毒有害的工艺介质会同样从裂口处泄漏出来,因此,隔膜把持阀的应用受到了很大限制。
因此,在强腐化、易挥发、有毒有害的工艺条件下,寻找一种可靠、经济和实用的把持阀上阀盖及密封结构情势是保证把持阀可靠工作从而实现生产过程主动把持的关键。
2、把持阀阀杆的新型密封方法
硝化棉硝化工序即浓硝酸和浓硫酸混酸和棉纤维反应天生硝化棉,把持浓硝酸和浓硫酸混酸流量和棉纤维量的比例是保证硝化棉产品德量的关键。在硝化棉硝化工序自控系统的改革中,我们设计了一种新型的阀杆密封方法,成功地解决了调节浓硝酸和浓硫酸混酸流量把持阀的阀杆密封标题。
在聚四氟乙烯填料密封的上方,我们设计了一个空腔,并且给这个空腔中通进惰性气体(如氮气,也可以是空气),并且请求惰性气体的压力要稍高于管道中工艺介质的最高压力。这样,把持阀在应用过程中 ,即使把持阀的聚四氟乙烯填料密封被损坏,由于气体的压力要稍高于管道中工艺介质的最高压力,强腐化、易挥发、有毒有害的气体也无法泄漏出来。为保证空腔中气体的压力稳固,防止气体沿阀杆高低串气,在空腔的下部,把聚四氟乙烯填料分割为高低两部分,在中间加一不锈钢隔垫,将氟橡胶O型密封圈嵌进不锈钢隔垫内,隔垫高低用聚四氟乙烯填料将其夹紧。空腔上部的阀盖中也嵌进氟橡胶O型密封圈,用螺栓将阀盖压紧。一般来讲,氟橡胶O型密封圈的应用寿命是比拟长的,高达上百万次,只要氟橡胶O型密封圈的密封不被损坏,空腔中惰性气体压力会始终高于管道中工艺介质的最高压力,因此,这种把持阀阀杆的密封结构情势是非常可靠的,也很经济。
3、结束语
这种密封结构的把持阀在2001年景功地用于某公司硝化工序主动把持系统改革上,实现了硝化工序生产过程主动化,把持阀运行至今,从未产生过由于把持阀阀杆填料密封损坏而导致浓硝酸和浓硫酸混酸沿把持阀阀杆外泄事故。