分析低温截止阀的故障并改正

1、概述

     低温遏制阀遏制阀是一种工作在低温气氢或液氢介质中,用来接通或切断管路介质的装置。本文先容一种用于氢氧发念头履行台上的低温遏制阀,针对在应用过程当中涌现阀门无奈动作的标题,进行了故障阐发,颠末改进结构,使阀门正常运转于履行系统中。

     2、结构本色

     2.1、手艺参数

     低温遏制阀的手艺参数以下。

     工作介质低温气氢、液氢

     公称通径65mm

     高应用压力25MPa

     最低应用温度液氢温度

     驱动法子气动(气缸双向通气)

     垄断气源氮气,5±012MPa

     毗连法子法兰式

     2.2、结构

     低温遏制阀由阀体、阀瓣、阀杆和汽缸等构成。阀体、阀盖和阀杆等均采纳不锈钢,阀瓣采纳铜。上下两段阀杆两端用环氧酚醛层压玻璃钢布板完成绝热,法兰密封面采纳铝垫片,填料应用聚四氟乙烯,汽缸应用双特密封,以减小争吵力,阀门团体采纳聚氨酯发泡保温。

      3、贪图

      3.1、材料选用

      航天火箭用低温推进剂一般有液氢、液氧和氟等,是以申请阀门材料伎俩低温、耐腐蚀与低温介质相容并具有对比低的导热性。目前,运用较多的金属材料有奥氏体钢、铜或铝等,非金属材料有玻璃钢、聚四氟乙烯等。

      从金相考虑,金属材料中具有面心立方晶格的奥氏体钢、铜和铝在低温外形下不会涌现低温脆性,但因铝及铝合金的硬度不高,铝密封面的耐磨、耐擦伤遵命差,所以在低温阀门中的应用有定然的限制,仅用于高压和小口径阀门中。

低温阀门用垫片必需在常温、低温及温度变动下具有可靠的密封性和恢复性,是以一般决意遵命变动小的垫片材料。如浸渍聚四氟乙烯的石棉填料或成型塑料件填料,而玻璃钢因为导热系数很小,大多用作热桥元件。

       3.2、密封结构

       在关闭件贪图时,阀座采纳较硬的材料———不锈钢,阀瓣采纳较软的材料———铜,当低温下奥氏体发生相变时,密封面上下不服,软材料在垄断力的感召下发生形变而使其与阀座贴合慎密,弥补因为热应力和构造应力惹起的材料变形,打算了高压低温工况下的密封性标题。

       3.3、绝热结构

      为较好地完成低温遏制阀的绝热,将阀盖贪图成修长结构,加长热桥,防止因填料函一小部分过冷而使处在填料函部位的阀杆以及阀盖上部的整机结霜,影响应用。采纳隔热垫(材料为环氧酚醛层压玻璃钢布)将阀杆分为上、下两一小部分,减小热流,完成绝热。阀门团体采纳外绝热模式,应用聚氨脂发泡保温,保层厚200mm。

      4、故障阐发

      低温遏制阀应用于履行系统后,涌现了无奈动作的故障。在对该阀崩溃后发明,阀杆与阀盖涌现了咬合,阀杆外表的外围线对称地位处有两处较深的划痕,与之相配的阀盖下法兰相应地位上也有两处划痕。颠末阐发,惹起故障的起因有单方面。

      (1)存储期

      阀门寄存期间程度放置并处于封闭外形,阀杆与阀瓣构成悬臂梁结构,悬臂长147mm,悬臂重418kg。因为重力感召惹起下阀杆笔直,使得下阀杆和阀盖法兰孔同轴度坏处增大。原贪图中同轴度最大坏处为0.1mm,吊销后实测同轴度坏处约为0.4mm。因为两整机材料均为OCr18Ni9不锈钢,低温下无奈进行润滑,动作时因为同轴度坏处大发生咬合情形。

      (2)加工期

       经搜查,阀盖上的销钉槽不有按图纸加工(图1)。将图纸中的方形槽加工成圆弧形槽,影响了销钉和销钉槽的正常配合,下阀杆承受侧向力,从而导致下阀杆和阀盖发生干涉。

       5、改进

       针对阐发中存在的标题,对低温遏制阀结构做了改进。

      (1)阀杆与阀盖配合一小部分不才阀杆<51mm处压入一个H62铜套(图2),不锈钢OCr18Ni9硬度160HB,黄铜H62硬度56HB,采纳这种法子可避免同种材料直接接触而发生咬合情形。将阀盖下法兰孔<51mm加工至<57mm,与下阀杆相应处采纳间隙配合(H8/f7),既担保了配合件具有较小的动争吵力,又起到了导向感召。

      (2)阀杆防转装置销钉和销钉槽配合的感召是避免阀杆篡改。因为该阀的阀瓣、阀杆、汽缸和活塞等为回转体,其阀杆是否篡改对其密封和启闭遵命不会发生影响。为了避免因为销钉和销钉槽配合不当而使下阀杆承受侧向力,取消了销钉。

       6、结语

       改进后的遏制阀在实际应用中动作遵命良好。一般环境下,低温阀门运动副在间隙适那时,大约采纳不锈钢,然而长期应用在有侧向力梗概轴变形工况时易发生咬合,是以尽量不用。别的,阀门要竖直放置和应用,长期不历时,应使阀门处于关闭外形。

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