选择超高压阀门过流部件材质时,应考虑流速(高使用压力)的不同,失重也不同。在较高压下(400MPa以上),选用硬度高和红硬性好的材料,如工具钢或硬质合金。在较低压力下(100~400MPa),要求材料既具有良好的塑性和韧性,又要有较高的硬度。如美国HIP公司的超高压针阀,工作压力为690MPa的采用奥氏体316不锈钢,工作压力为1034MPa的采用体型沉淀硬化不锈钢17-4PH。
高压阀门采用自紧式密封
◆一般超高压卸荷阀工作时,阀瓣在介质压力作用下受到一个向上的推力,系统中压力越高所受到向上的推力越大,密封面的比压就越低。并且阀门在关闭的瞬间受到控制压力的作用,对阀座产生很大的冲击力,易损坏密封面而降低阀门的使用寿命。自紧式可换阀座超高压卸压阀,该阀阀瓣不直接受介质冲刷,降低了冲蚀磨损。阀门关闭时,阀瓣只受小弹簧的弹力作用,使得阀瓣对阀座的冲击力很小,密封面不易受损,提高了阀门使用寿命。由于其结构简单、工作可靠,能保证阀门在超高压下工作时的稳定性。
高压阀门阀芯与密封圈之间的圆周密封面构成阀的滑动密封副, 用于保证阀室与外界的密封。阀芯采用针形, 靠锥面密封, 一般阀芯锥角为59°, 阀座锥角为60°。实验证明在开锥孔时, 锥角选取45°~60°时, 孔边缘的应力集中系数小, 且使应力出现在锥孔的小端。阀座锥角大, 阀芯锥角小时, 靠上表面密封, 有利于提高阀的使用寿命.
毛坯铸造工艺的改进
我厂井口闸阀采用砂模铸钢毛坯,阀体加工过程中,在与阀座配合的内螺纹处经常出现气孔、缩松等铸造缺陷,经对阀体剖面的宏观分析发现,在图1所示的热节区,有程度不同的缩松现象,为解决上述问题,我们对铸造工艺进行多次改进试验。
1)改进浇冒口系统。将设置在阀体两侧圆柱面的浇冒口系统改为如图1所示在阀体底部设置的横直浇口系统;
2)改砂模铸造为熔模铸造;
3)改侧浇法为顶浇法,且使中法兰向下。由于熔模铸造比砂模铸造具有更好的透气性、更快、更均匀的冷却条件,所以组织更为致密。由于钢液从顶部浇入,又是从冒口直接浇入,浇冒口的位置靠近热节区。为铸件创造了极为有利的顺序凝固条件,热节区得到及时的补缩,所以经工艺改进后生产的铸件组织致密,消除了缩松、缩孔等铸造缺陷,产品合格率达到99%以上。