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离心泵系统基础‖蝶阀的选择、正确使用和维护指南离心泵系统基础‖蝶阀的选择、正确使用和维护指南Gilbert Welsford Jr. ValveMan 前言 蝶阀是一种四分之一圈流量控制装置,利用金属阀瓣围绕固定的阀杆轴旋转。它们是快速动作流量控制阀,可旋转90度,从全开位置转到关闭位置。 当阀瓣垂直于管道中心线时,阀门处于关闭位置。当阀瓣平行于管道中心线时,阀门处于全开状态(允许最大流体流量)。流量控制机构(阀瓣)的尺寸与相邻管道的内径大致相等。 这些阀门有不同的尺寸和设计,决定了它们在工业加工应用、卫生阀门应用、消防服务、暖通空调系统以及渣浆中的性能。从广义上讲,蝶阀对于流量调节和流量隔离至关重要。 流量调节 阀瓣的运动可启动、减缓或停止流体的流动。对精确度要求较高的应用依赖于可监控管道状况的驱动蝶阀,在必要时打开或关闭阀门,以保持均匀的流量。用于流量调节的蝶阀具有以下流动特性之一: 1)近似线性。流量与阀瓣的角运动成正比。例如,当阀瓣开度为40 % 时,流量为最大值的40 %。这种流动特性常见于高性能蝶阀。 2)快速开启。这种流动特性在使用弹性阀座蝶阀时表现出来。当阀瓣从关闭位置开始移动时,流体流速最高。当阀门接近完全打开位置时,流速稳步下降。 3)流动隔离。蝶阀可提供开/关流体服务。当管道系统的某些部分需要维护时,就必须进行流动隔离。 蝶阀的优点 蝶阀因其轻巧的设计和快速的动作而适用于不同的应用。软阀座蝶阀是低温、低压应用的理想选择,而金属阀座蝶阀在处理严酷流体工况时具有良好的密封能力。此类工艺在高温高压下运行,输送粘性或腐蚀性流体。蝶阀的优点包括: 1)结构轻巧紧凑。蝶阀使用薄金属阀瓣作为流量控制机构。阀瓣体积小,占用空间少,但却有足够的强度来调节流体的流量。这些阀门具有紧凑的阀体,因此适用于狭窄(受限)位置的管道系统。大直径管道需要使用更多制造材料的大体积阀门,从而增加了成本。蝶阀比相同尺寸的球阀便宜,因为它消耗的制造材料更少。 2)快速高效的密封。蝶阀在启动时可提供快速密封,是高精度流量应用的理想选择。蝶阀的密封特性取决于阀瓣偏置的类型和阀座材料的性质。零偏置蝶阀可为低压【最高250 磅/平方英寸(psi)】应用提供足够的密封。双偏置蝶阀可为压力达到1,440 psi的流程提供优越的密封。三偏置蝶阀可为压力超过1,440 psi 的流量应用提供密封。 3)低压降和高压力恢复。虽然阀瓣始终处于流体流动中,但蝶阀的压降很低。低压降对于管理系统的泵送和能源需求至关重要。蝶阀的设计允许流体在离开阀门后迅速恢复能量。 4)维护要求低。蝶阀的内部组件较少。它们没有可能截留液体或碎屑的凹槽,因此只需最少的维护干预。它们的安装同样简单,只需在相邻管道法兰之间夹紧即可。无需焊接等复杂的安装过程。 5)操作简单。由于结构紧凑、重量轻,蝶阀操作时所需的扭矩相对较低。薄金属阀瓣只需很小的力即可克服流体的摩擦阻力。蝶阀更容易实现自动化,因为小型执行机构就可以为其动作提供足够的扭矩。这意味着操作成本更低(小型执行机构消耗的功率更小,附加到阀门中的成本也更低)。 蝶阀的缺点 1)蝶阀容易发生汽蚀和堵流。在开启位置,阀门不能提供一个全通径。阀瓣位于流体的流动路径中,会加剧阀门周围的碎屑堆积,增加汽蚀的可能性。对于需要全通径的流体应用,球阀是一种替代方案。 2)粘性流体服务中的快速腐蚀。流体在流过蝶阀阀瓣时会对其产生冲刷。随着时间的推移,阀瓣会发生老化,无法再提供密封。如果处理的是粘性流体,腐蚀速度会更快。闸阀和球阀比蝶阀具有更好的耐腐蚀性。 3)不适合高压节流。阀门只能用于低压应用中的节流,开启角度限制在30 ° 到 80 °之间。截止阀比蝶阀具有更好的节流能力。 如果阀瓣处于全开位置,则会妨碍系统的清洁,并使包含蝶阀的管线无法清管。 蝶阀安装指南 蝶阀的安装位置通常在法兰之间。蝶阀应安装在距离泵出口管口、弯头或支管至少四至六倍管径的地方,以尽量减少紊流的影响。 安装前,清洁管道并检查法兰的平整度。确保管道对中。安装阀门时,保持阀瓣处于半开状态。可能需要张开法兰,以免损坏阀座表面。起吊或移动阀门时,在阀体周围使用定位孔或吊索。避免在执行机构处起吊阀门。 将阀门与相邻管道的插入螺栓对准。先用手拧紧螺栓,然后用扭矩扳手慢慢均匀地拧紧螺栓,以估算螺栓与法兰之间的间隙。将阀门转动至全开位置,并使用扭矩扳手拧紧螺栓以检查螺栓是否均匀张紧。 工业蝶阀的维护 阀门的维护包括机械部件的润滑、执行机构的检查和维修。需要定期润滑的阀门都有涂抹润滑脂的接头。应按建议的时间间隔涂抹足够的锂基润滑脂,以尽量减少生锈和腐蚀。 同样重要的是,要定期检查执行机构,以发现任何可能影响阀门工作的磨损迹象或电气、气动或液压连接松动。 此外,用户应使用硅基润滑剂清洁蝶阀的所有部件。应检查阀座是否有磨损迹象,并在必要时进行更换。用于压缩空气服务等干燥应用的蝶阀阀瓣需要润滑。不经常循环使用的蝶阀应至少每月动作一次。 选择蝶阀时的其它考虑因素 蝶阀的选择看似简单,但需要考虑一些技术规范。首先要了解所需的流体控制类型和工作流体类型。腐蚀性流体应用要求阀门由不锈钢、镍铬基超级合金或其它耐腐蚀材料制成。 用户需要考虑管道系统的流量、压力和温度变化以及所需的自动化程度水平。虽然电动蝶阀可提供精确的流量控制,但其价格却比手动操作的蝶阀昂贵。蝶阀不是可拆卸的,不能提供全通径。 如果用户不确定流程的化学兼容性或驱动选择,合格的阀门公司可以提供帮助,确保选择正确。 作者简介:Gilbert Welsford Jr.是ValveMan的创始人和第三代阀门企业家。 |