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高壓閥門試驗

高壓閥門出廠前必須進行強度試驗和密封性能試驗。試驗工裝的頻繁使用和試驗介質(zhì)壓力高,導(dǎo)致工裝連接件容易出現(xiàn)變形和劃傷等損壞情況,造成試驗壓力不穩(wěn)定,產(chǎn)品不能正常保壓,導(dǎo)致試驗失敗,試驗成本上升和人力及物力的浪費。根據(jù)試驗需要,設(shè)計了一種方便拆裝,密封性能穩(wěn)定,維護成本低的工裝。

1、概述

  高壓閥門出廠前必須進行強度試驗和密封性能試驗。試驗工裝的頻繁使用和試驗介質(zhì)壓力高,導(dǎo)致工裝連接件容易出現(xiàn)變形和劃傷等損壞情況,造成試驗壓力不穩(wěn)定,產(chǎn)品不能正常保壓,導(dǎo)致試驗失敗,試驗成本上升和人力及物力的浪費。根據(jù)試驗需要,設(shè)計了一種方便拆裝,密封性能穩(wěn)定,維護成本低的工裝。


2、問題分析

  2.1、結(jié)構(gòu)


  閥門的進出口端與試壓接頭的密封結(jié)構(gòu)是常用的圓錐面與球面接觸(圖1) 。接頭前端圓弧面與閥體進出口端的圓錐面接觸,形成一條密封線,通過外套螺母和閥門進出口的螺紋連接提供預(yù)緊力,壓緊接頭,起到密封作用。在反復(fù)試驗過程中,接頭不斷的受壓變形,線密封變成面密封,密封預(yù)緊力越來越大,接頭密封部位嚴重變形,密封形式失效,必須更換。


  試驗過程中,口徑<10mm 的閥門使用接頭容易形成密封,拆裝使用次數(shù)較多,但是閥門口徑>15mm 時,密封效果較差。口徑32mm 的閥門,在試驗壓力達到35MPa 時,密封效果最差,新的接頭使用幾次,密封面處就出現(xiàn)泄露,必須更換接頭,重新試驗。如果隨意加大作用在外套螺母上的擰緊力,外套螺母和閥體的螺紋很容易出現(xiàn)變形,嚴重時還會出現(xiàn)螺紋卡住現(xiàn)象,使閥體報廢。閥體材料是不銹鋼2Cr13 或1Cr18Ni9Ti,材料和加工成本較高。



  2.2、材料


  接頭和閥體的接觸面在擰緊力的作用下,都會產(chǎn)生變形,為了減少閥體接觸面的變形,接頭材料的硬度不能超過閥體。接頭材料不一樣,使用的效果也不同。


  (1) 不銹鋼


  不銹鋼接頭材料一般為1Cr18Ni9Ti 或0Cr18Ni9,其硬度接近閥體。試驗后,接頭和閥體密封部位同時變形,閥體密封面會產(chǎn)生壓痕,不利于多次密封。在外套螺母旋轉(zhuǎn)擰緊的過程中,如果接頭與外套螺母一起旋轉(zhuǎn),會損壞產(chǎn)品的閥體密封面。接頭在多次使用后,密封線會變寬,容易出現(xiàn)外泄漏(圖2) 。如果強制增加擰緊力,容易損壞閥體連接螺紋,造成產(chǎn)品返修或報廢。


  (2) 黃銅


  黃銅接頭材料一般為H62,其硬度低于閥體。試驗后,接頭變形量較大 ,一般不會損壞閥體密封面。早期使用密封較容易,多次使用后,接頭密封線容易變寬,形成面密封,需要的擰緊力也會增大。黃銅接頭也不能多次使用。




  (3) 鋁碗或銅碗


  為了提高接頭使用壽命,減少螺紋擰緊力,在接頭和閥體密封面之間夾入一個薄鋁碗( 或薄銅碗) 。鋁碗材料為純鋁L2,退火處理降低材料硬度。鋁碗一般在管路連接中比較常用,呈圓錐體,外徑同閥體圓錐尺寸一致,厚度1.5mm。試驗時,鋁碗初期密封性能較好,不會破壞密封面,但是多次使用后變形較大,密封性能越來越差,需頻繁更換。這種方法不適合口徑較大的閥門使用。

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