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1、自平衡角式截止閥概述

　　在合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)中應(yīng)用的角式截止閥，開(kāi)啟高度小，密封面摩擦力小，制造工藝好，維修方便。由于截止閥屬于強(qiáng)制密封式閥門(mén)，所以在閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，必須向閥瓣施加壓力，以強(qiáng)制密封面不泄漏。為了使閥門(mén)開(kāi)關(guān)更省力，設(shè)計(jì)了自平衡角式截止閥。

2、自平衡角式截止閥技術(shù)參數(shù)

　　公稱尺寸DN65；公稱壓力PN450；工作介質(zhì)空氣、氮?dú)?、氫氣、氨氣、氦氣；工作溫?40～50℃；連接方式法蘭連接；驅(qū)動(dòng)裝置手輪。

3、自平衡角式截止閥工作原理

1. 　　角式截止閥的介質(zhì)流向?yàn)榈瓦M(jìn)高出，即介質(zhì)由閥瓣下方進(jìn)入閥門(mén)。在此工況條件下，開(kāi)啟閥門(mén)需要克服的阻力是閥桿和填料的摩擦力，關(guān)閉閥門(mén)需要克服的阻力是閥桿和填料的摩擦力與由介質(zhì)的壓力所產(chǎn)生的推力。由于關(guān)閉閥門(mén)的力比開(kāi)啟閥門(mén)的大，所以按照關(guān)閉閥門(mén)力設(shè)計(jì)的閥桿直徑較大(否則會(huì)發(fā)生閥桿頂彎的故障)，因此增大了閥門(mén)體積和質(zhì)量。經(jīng)過(guò)分析，將閥瓣和閥桿端部設(shè)置成壓力自平衡結(jié)構(gòu)。

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3. 　　采用自平衡結(jié)構(gòu)后，閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，介質(zhì)通過(guò)閥瓣和閥桿的壓力自平衡孔進(jìn)入閥瓣上腔，減小了介質(zhì)在閥瓣兩側(cè)的壓力差或流量差，用以調(diào)節(jié)壓力的相對(duì)平衡。閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)，介質(zhì)再由壓力自平衡孔返回閥體內(nèi)部，減小了由介質(zhì)壓力所產(chǎn)生的推力，使開(kāi)關(guān)更省力。

4、自平衡角式截止閥材料選用

　　自平衡角式截止閥主要由閥體、閥瓣、端法蘭、閥蓋、閥桿和壓蓋等組成(表1)。

　　閥體、法蘭和閥瓣等零部件材料選用奧氏體不銹鋼0Cr17Ni12Mo2。在奧氏體不銹鋼中，Mo元素可以促進(jìn)強(qiáng)化相的產(chǎn)生，有利于材料強(qiáng)度的提高，Mo的耐蝕性能顯著，特別是和Cr相互作用的效果更明顯，可以增加閥門(mén)的耐蝕性能。

　　閥瓣蓋和閥桿采用沉淀硬化不銹鋼0Cr17Ni4Cu4Nb，此材料對(duì)大氣及稀釋酸或鹽具有良好的抗腐蝕能力。0Cr17Ni4Cu4Nb經(jīng)過(guò)固溶和時(shí)效熱處理后，可以提升材料的機(jī)械性能，從而獲得合適的強(qiáng)度和硬度。

4、材料選用

　　自平衡角式截止閥主要由閥體、閥瓣、端法蘭、閥蓋、閥桿和壓蓋等組成(表1)。

　　閥體、法蘭和閥瓣等零部件材料選用奧氏體不銹鋼0Cr17Ni12Mo2。在奧氏體不銹鋼中，Mo元素可以促進(jìn)強(qiáng)化相的產(chǎn)生，有利于材料強(qiáng)度的提高，Mo的耐蝕性能顯著，特別是和Cr相互作用的效果更明顯，可以增加閥門(mén)的耐蝕性能。

　　閥瓣蓋和閥桿采用沉淀硬化不銹鋼0Cr17Ni4Cu4Nb，此材料對(duì)大氣及稀釋酸或鹽具有良好的抗腐蝕能力。0Cr17Ni4Cu4Nb經(jīng)過(guò)固溶和時(shí)效熱處理后，可以提升材料的機(jī)械性能，從而獲得合適的強(qiáng)度和硬度。

自平衡角式截止閥按照GB/T 12233-2006、GB/T 12235-2007和JB/T 53174-94設(shè)計(jì)，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行閥體壁厚、閥桿強(qiáng)度、閥體與閥蓋連接螺栓強(qiáng)度的校核及一次薄膜應(yīng)力極限分析，分析結(jié)果達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

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