有關高溫閥門設計的主要技術分析

孫建建

哈電集團哈爾濱電站閥門有限公司 黑龍江哈爾濱 150000

閥門是流體控制設備中最為關鍵的部分，發(fā)揮出了核心效用。在科技進步下，我國各個領域都取得相應突破，特別是汽車行業(yè)，對高溫閥門的需求更大，對其要求也越高，因此，近幾年，高溫閥門設計一直在持續(xù)創(chuàng)新中。對于高溫閥門設計的重點，業(yè)內人士放在了既能滿足需求同時也能保障安全方面。因此，筆者根據(jù)具體的高溫閥門設計的相關技術展開了探究，希望高溫閥門設計技術取得更大突破，獲得更好發(fā)展。

1 影響高溫閥門設計的因素

1.1 熱膨脹量的影響

材料的熱膨脹技術以及零件承受熱載的差別等條件是直接導致熱漲量差別的主要因素。因此，在進行高溫閥門設計過程中，應當將這些因素的影響都充分考慮在內。為了使得閥芯的溫度盡快與管線流體的溫度相一致，可以通過將熱態(tài)高溫流體導入溫度較低的閥門，使得橫截面積較小的閥桿完成對閥芯的散熱。由于閥座的散熱條件與閥芯不同，其膨脹量也有差別，雖然是同時加熱，但是最后的膨脹量等性能卻有所不同。因此，在確定閥門零件間的工作間隙時，應當增大其范圍，以保證在高溫介質的情況下，避免零件之間出現(xiàn)卡死或是擦傷的現(xiàn)象，有效地減少零件因為溫度造成的損傷。但是間隙的增加量也一定要適中，應當依據(jù)材料的熱膨脹系數(shù)、應力以及實際使用溫度來確定[1]。

1.2 擦傷問題

擦傷一般與材料的配對、溫度、表面光潔度、硬度、載荷等因素有關。引起擦傷的原因很多，管路系統(tǒng)中大的硬粒子會導致閥座和閥芯表面擦傷，振動沖擊也會導致擦傷。為了防止擦傷，設計中應注意密封副材料的選配和硬度的匹配。

2 有關高溫閥門設計的主要技術

2.1 熱膨脹變量分析

在進行內燃機高溫閥門的設計管理中，必須要將材料的熱膨脹因素，零件的承載力的差別因素都考慮其中，在進行高溫閥門的設計管理中，使得閥門內部的芯片溫度快速的與管線流體的溫度保持一致，必須要將高溫流體導入溫度較低的閥門內，橫截面積小的閥桿能夠完全利用閥門芯片進行散熱，保證其散熱條件與閥門的內部溫度處于一定的合理控制范圍之內。雖然是一起加熱，但是膨脹量這種性能卻是不一致的，所以為了進一步保證零件間工作間隙的增大，必須要保證在高溫介質的條件下避免零件部位出現(xiàn)卡死和擦傷的狀態(tài)，最大程度地減少零件由于溫度所造成的創(chuàng)傷，使得其間隙在增加的同時也保持足夠的含量，根據(jù)材料的高溫系數(shù)的系統(tǒng)應力和實際使用溫度來對其進行確定和管理，根據(jù)現(xiàn)有的實際情況來對現(xiàn)場進行多元的掌控[2]。

2.2 高溫螺栓連接

高溫閥門基本上都是在高溫情況下運行的，閥門螺栓自然也是如此?；诖?，相關設計人員在設計螺栓連接工作時，需要充分考慮兩方面內容，分別是螺栓在性能上發(fā)生的變化、力量緩和情況等。在這樣的情況下，相關設計人員可具體從以下方面來開展設計工作。首先，在螺旋運行的情況下，相關設計人員要保證不會存在螺紋咬死這一現(xiàn)象。然后，結合螺栓所處環(huán)境的特殊性，在設計時，最好選用粗牙螺紋，并且牙型上的空隙也要加大。最后，為了防止螺栓在實際運行中，會出現(xiàn)力量放松緩和這一情況，相關設計人員在設計工作中，要確保剩余預緊力遠大于實際需求，由此保證螺栓連接的安穩(wěn)牢固性。

2.3 閥體里的物質材料

如果想要保證高溫閥門對結構材料的要求，就應該符合以下標準：硬度、沖擊力、耐擦傷力。我們對閥體里面的材料做出選擇的同時，應該將物質的熱膨脹性作為一個重點。而且還應該考慮到高溫環(huán)境下部件損壞的幾率。閥體里面的材料經(jīng)過銹鋼制作，可以在表面上做到堆焊的處理，這樣可以保證閥體耐磨和氣蝕這些性質，可以讓它們在高溫環(huán)境下正常工作。在高溫的環(huán)境下，出現(xiàn)的介質腐蝕一定會對材料選擇產(chǎn)生很大的影響，因為是在高溫的環(huán)境下使用，所以應該選擇物質屬性比較好的材料，例如碳素鋼、耐高溫合金鋼、不銹鋼等作為閥體的物質材料，這才可以確保閥體在高溫環(huán)境下還能夠正常工作。

2.4 內燃機閥門內部的耐磨涂層設計

在進行管理時，必須要根據(jù)其設計的實際情況來保證其內部的耐高溫和耐腐蝕性，其閥門內部的耐磨涂層必須要在高溫工作的條件下進行，利用耐磨涂層的選擇技藝將其充分的硬化和管理。為了達到這一個要求，必須要選擇高速的噴涂工藝，在高溫球閥閥體內部噴上一層相應的耐高溫涂成，保證其在各種溫度下都能夠正常運轉。除此之外，要涂上一層耐沖石技能的涂料，保證這種閥門能夠根據(jù)現(xiàn)有的實際情況滿足高溫條件下的使用要求，使得涂層在高溫情況下不會受熱脫落。不僅如此，高溫球閥門的閥桿密封設計結構必須要采用現(xiàn)有的科技技術水平來對其進行多元的分析，采用錐形容器是墨環(huán)組合填料在使得其上下兩層都采用柔性的石墨編織添料，其中間三層都采用密度較低的柔性石墨環(huán)與斜面進行接觸，這樣才能夠使得閥門閥桿達到較好的密封效果。對此，在其運行過程中，不同的物質結構必須要對密封的材料進行現(xiàn)實情況的選擇，確保密封件的硬度匹配值處于比較合理的范圍內[3]。

3 結語

總之，在工業(yè)化發(fā)展下，各領域對高溫閥門的需求也持續(xù)加大，并且對高溫閥門技術提出了更好要求。所以，相關設計人員要在當前技術的基礎下持續(xù)改進創(chuàng)新，由此提高高溫閥門的設計質量，使高溫閥門在具體運行中，發(fā)揮有效的密封效果，并減少熱交變、擦傷問題對高溫閥門的質量，提升其使用壽命，最終給企業(yè)帶來經(jīng)濟效益，推動相關行業(yè)更好發(fā)展。