壓力密封閥介紹
壓力密封閥
高壓應(yīng)用的閥門通常采用超過170 bar的壓力密封結(jié)構(gòu)。壓力密封閥蓋的獨特之處在于，與其他結(jié)構(gòu)相比，閥體內(nèi)蓋的密封性會隨著閥門內(nèi)部壓力的增加而提高，而內(nèi)部壓力的增加往往會在閥蓋-閥體的連接處造成泄漏。
壓力密封設(shè)計
A / B-閥蓋隨著壓力的變化而向上或向下移動的趨勢
C-系統(tǒng)壓力
D-壓力引起的密封力
內(nèi)部壓力越高，密封力越大。通過將閥蓋組件放入體腔中并通過推銷將四段推力環(huán)推出，可以輕松拆卸。
依靠相當(dāng)簡單的設(shè)計原理，隨著設(shè)計人員不斷推動鍋爐，HRSG和管道系統(tǒng)壓力/溫度范圍的變化，壓力密封閥已證明其能夠處理日益苛刻的化石和聯(lián)合循環(huán)蒸汽隔離應(yīng)用。壓力密封閥的尺寸范圍通常為2英寸至24英寸，ASME B16.34壓力等級為＃600至＃2500，盡管某些制造商可以滿足特殊應(yīng)用對更大直徑和更高額定值的需求。
壓力密封閥具有多種材料質(zhì)量，例如A105鍛造和Gr.WCB鑄造，F(xiàn)22合金鍛造和Gr.WC9鑄造；F11鍛造和Gr.WC6鑄造，奧氏體不銹鋼F316鍛造和Gr.CF8M鑄造；在超過500°C的溫度下，F(xiàn)316H鍛造了合適的奧氏體鑄鋼牌號。
壓力密封的設(shè)計理念可以追溯到1900年代中期，當(dāng)時，面對不斷增加的壓力和溫度（主要是在電力應(yīng)用中），閥門制造商開始設(shè)計傳統(tǒng)的螺栓-閥蓋方法來密封閥體/閥蓋接頭的替代方法。 。除了提供更高水平的壓力邊界密封完整性外，許多壓力密封閥設(shè)計的重量也大大少于螺栓閥蓋閥。
螺栓式閥蓋與壓力密封
為了更好地理解壓力密封設(shè)計概念，讓我們對比一下螺栓蓋和壓力密封之間的閥體到閥蓋密封機制。圖1描述了典型的螺栓閥蓋閥。閥體法蘭和閥蓋法蘭通過雙頭螺栓和螺母連接，并在法蘭面之間插入適當(dāng)設(shè)計/材料的墊圈，以利于密封。將螺栓/螺母/螺栓按照制造商定義的方式擰緊至規(guī)定的扭矩，以實現(xiàn)最佳密封效果。但是，隨著系統(tǒng)壓力的增加，通過車身/閥蓋接頭泄漏的可能性也會增加。
現(xiàn)在讓我們看一下圖2中詳細介紹的壓力密封接頭。注意各個閥體/閥蓋接頭配置的不同。大多數(shù)壓力密封設(shè)計都包含“閥蓋固定螺栓”，以將閥蓋向上拉并密封在壓力密封墊上。這繼而在墊圈和閥體的內(nèi)徑（ID）之間形成密封。
分段的止推環(huán)可保持負載。壓力密封設(shè)計的優(yōu)點在于，隨著系統(tǒng)壓力的增加，閥帽以及相應(yīng)的壓力密封墊圈上的負載也會增加。因此，在壓力密封閥中，隨著系統(tǒng)壓力的增加，通過閥體/閥蓋接頭泄漏的可能性降低。
這種設(shè)計方法在主蒸汽，給水，渦輪旁通以及其他要求閥門能夠應(yīng)對高壓和高溫應(yīng)用中固有挑戰(zhàn)的發(fā)電廠系統(tǒng)中，比螺栓式閥門閥門具有明顯的優(yōu)勢。
但是多年來，隨著工作壓力/溫度的升高，以及調(diào)峰設(shè)備的出現(xiàn)，這種有助于密封的瞬態(tài)系統(tǒng)壓力也嚴重破壞了壓力密封接頭的完整性。
壓力密封墊圈
密封壓力密封閥的主要部件之一是墊圈本身。早期的壓力密封墊片由鐵或軟鋼制成。這些墊圈隨后進行了鍍銀，以利用較軟的鍍層材料提供更緊密的密封的能力。由于在閥門的水壓測試期間施加了壓力，因此在閥蓋和墊圈之間進行了“設(shè)定”（或墊圈輪廓變形）。由于閥蓋固有的張緊螺栓和壓力密封接頭的彈性，當(dāng)承受系統(tǒng)壓力增加/減小時，閥蓋可能會移動并破壞“設(shè)定值”，從而導(dǎo)致閥體/閥蓋接頭泄漏。
在系統(tǒng)壓力和溫度均等后，可以通過“熱擰”閥蓋卷緊螺栓的方法來有效地解決此問題，但是在工廠啟動后，需要所有者/用戶維護人員這樣做。如果不遵守這種做法，則存在通過閥體/閥蓋接頭泄漏的可能性，這可能會損壞壓力密封墊圈，閥蓋和/或閥體的內(nèi)徑，并導(dǎo)致復(fù)合問題和效率低下。蒸汽泄漏可能會影響工廠運營。結(jié)果，Valve設(shè)計人員采取了幾個步驟來解決這個問題。
圖2顯示了活載的Bonnet緊緊螺栓（因此，在墊圈上保持恒定的載荷，從而最大程度地減少了泄漏的可能性）與鐵/軟鋼鍍銀壓力密封墊圈的替換，它們由以下模具制成：形成石墨。圖3中所示的墊片設(shè)計可以安裝在以前隨傳統(tǒng)墊片一起提供的壓力密封閥中。石墨墊片的出現(xiàn)進一步鞏固了壓力密封閥的可靠性和性能，在大多數(shù)應(yīng)用中，甚至在日常啟動/停止操作循環(huán)中也是如此。
盡管許多制造商仍建議使用“熱扭力”，但如果不這樣做，則泄漏的可能性會大大降低。相對于許多發(fā)電廠的閥門，壓力密封閥的閥座表面相對而言要承受很高的閥座載荷。座椅的完整性是根據(jù)零件上嚴格的加工公差來維持的，它是根據(jù)齒輪或驅(qū)動力提供打開/關(guān)閉所需的扭矩的手段，以及為座椅表面選擇/施加適當(dāng)材料的手段。
鈷，鎳和鐵基表面硬化合金可用于楔形/盤形和座環(huán)座面的最佳耐磨性。最常用的是CoCr-A（例如Stellite）材料。這些材料可通過多種工藝來施加，包括屏蔽金屬電弧，氣體金屬電弧，氣體鎢極電弧和等離子（轉(zhuǎn)移）電弧。許多壓力密封截止閥的設(shè)計都具有整體式硬面閥座，而閘閥和止回閥通常具有硬面式閥座環(huán)，這些閥環(huán)被焊接到閥體內(nèi)。
閥術(shù)語
如果您已經(jīng)處理了一段時間的閥門，您可能已經(jīng)注意到Valve制造商對于業(yè)務(wù)中使用的術(shù)語和術(shù)語并不太有創(chuàng)意。以“螺栓帽閥”為例。閥體用螺栓固定在閥蓋上，以保持系統(tǒng)完整性。對于“壓力密封閥”，系統(tǒng)壓力有助于密封機構(gòu)。對于“停止/止回閥”，當(dāng)閥桿處于關(guān)閉位置時，流量會機械停止，但在打開位置時，閥瓣可以自由動作以檢查流量的反向。相同的原理適用于設(shè)計中使用的其他術(shù)語，以及閥門類型及其組成部分。