化工衬氟塑料阀门选型分析

衬氟阀门是用来控制管道内介质的，具有可动机构的机械产品的总体。其基本功能是接通或切断管路介质的流通，改变介质的流动方向，调节介质的压力和流量，保护管路和设备的正常运行。

随着现代科学技术的发展，阀门在工业、建筑、国防、科研以及人民生活等方面使用日益普农业、遍，阀门现已成为人类活动的各个领域中通用机械产品。"用阀门诞生在蒸汽机发明之后，近十几年来，由于石油、化工、电站、冶金、船舶、核能、宇航等方面的需要，对衬氟阀门提出了更高的要求，促使人们研究和生产高参数的阀门。工作温度从一269C的超低温到3430C的高温，工作压力从超真空1.33X10-8Pa 到超高压1460MPa,公称尺寸从几毫米的仪表阀到公称尺寸十几米、重几十吨的工业管路阀，驱动方式从最初的手动发展到电动、气动、液动直至如今的程控、数控、遥控等。

从以上描述可知，阀门的用途极为广泛，但是如果选型、使用维护不当，造成阀门泄漏，由此引起的火灾、爆炸、中毒、烫伤事故及造成能源浪费、设备腐蚀、物料增耗、环境污染，甚至造成停产等事故，后果将难以想象。如何正确了解、选择、安装及使用维护阀门，成为广大用户及工程技术人员迫在眉睫的问题。随着各类成套设备工艺流程和性能的不断改进，阀门的种类也在不断变化增加着。阀门的分类方法有很多种，分类方法不同，结果也不相同，常用的几种分类方法如下。

1.2.1化工衬氟塑料阀门选型分析按用途和作用分类

阀门按用途和作用分类可分为截断阀类、止回阀类、分流阀类、调节阀类、安全阀类、其他特殊专用阀类和多用途阀类。截断阀类一一主要用于截断或接通管道中的介质。如闸阀、截止阀、球阀、旋塞阀、蝶阀等。

止回阀类一一用于阻止介质倒流。如止回阀等。分流阀类一一用于改变管路中介质的流向，起分配、分流或混合介质的作用。如三通或四通旋塞阀、通或四通球阀、分配阀等。

调节阀类一-主要用于调节介质的流量和压力等。如调节阀、减压阀、节流阀、平衡阀等。

安全阀类一一用于超压安全保护，排放多余介质,以防止压力超过额定的安全数值，当压力恢复正常后，阀门再关闭阻止介质继续流出。如各种安全阀、溢流阀等。

其他特殊专用阀类一一如蒸汽疏水阀、放空阀、排渣阀、排污阀、清管阀等。

多用途阀类一一如截止止回阀、止回球阀、截止止回安全阀等。

阀门按动力源分类可分为自动阀门和驱动阀门。自动阀门一依靠介质(液体、空气、蒸汽等)本身的能力而自行动作的阀门。如安全阀、止回阀、减压阀、蒸汽疏水阀、紧急切断阀等。驱动阀门一借助手动、电力、气力或液力来操作的阀门。如闸阀、截止阀、球阀、蝶阀、隔膜阀等。

(1)化工衬氟塑料阀门选型分析按公称尺寸分类

阀门按公称尺寸可分为小口径阀门、中口径阀门、大口径阀门和特大口径阀门。

小口径阀门一-公称尺寸

中口径阀门一一公称尺寸DN,DN50

大口径阀门一一公称尺寸DN,DN350

特大口径阀门一公称尺寸>DN1400 的阀门。

(2) 按公称压力分类

衬氟阀门按公称压力可分为真空阀、低压阀、中压阀、高压阀和超高压阀。

低真空阀门 ]一 105~ 102 Pa。

中真空阀门一102~10-1Pa。

高真空阀门-

一10-1~10-5Pa。

超高真空阀门一<10- 5Pa。

低压阀一一公称压办

中压阀

PN16<公称压力

高压阀一一PN100<公称压力

超高压阀一一公称压力>PN1000 的阀门。

化工衬氟塑料阀门选型分析

　由于衬氟阀门、衬里阀门有其自身的特点和要求。固此还必须满足下列技术要求：

　1)衬氟阀门、衬里阀门壳体的最小壁厚按照GB/T 12224标准中的规定，其压力等级按1.6 Mpa、2.0 Mpa选取，但此壁厚不包括衬里层厚度，衬里层厚度推荐采用表2的尺寸。也可按用户要求确定。

　2)衬氟阀门、衬里阀门的结构长度按GB/T 12221 的规定，对夹连接衬氟阀门、衬里阀门的结构长度按GB/T 15188.2的规定。也可按用户的要求确定其结构长度。

　3)衬氟阀门、衬里阀门的法兰连接尺寸按GB/T 9113.1的规定或行业标准的规定。也可由用户在订货合同中确定。但不得采用焊接连接方式。

　4)衬氟阀门、衬里阀门通道尺寸可按表3推荐的尺寸，还可根据用户要求确定。对于阀门的可扫线性，可按用户要求给予满足。

　5)衬氟阀门、衬里阀门的手轮或板手上使用脱开力矩或轴力所需要的最大的力应不超过360N。板手应不长于两倍的阀门结构长度。

　6)如果买方有要求，阀门应提供锁定机构。锁定机构应设计为在开启或关闭位置锁定阀门。特别是有毒、有害的介质上使用的阀门，应提供锁定机构，保证使用安全。

　7)配有手动或动力驱动装置的阀门应提供一个可见的位置指示器以指示关闭件的开启和关闭位置。特别是衬里闸阀和截止阀，位置指示器的作用十分明显，因为氟塑料相对较软，用力过大容易损坏密封面，减少使用寿命。对于旋塞阀和球阀，其板手或位置指示器，当阀门在开启的位置，应与管道在一直线上，当阀门在关闭位置，应横置于管道上。

　8)操作装置和阀杆加长装配应提供一种防止由阀杆或阀盖密封泄漏引起的在机构中压力聚集的方法。外部的连接应加以密封，例如用垫片或O型圈，以防止外界杂质进入机构。

　9)驱动装置可采用电动、液动、气动、蜗轮传动方式;装置与阀盖或阀杆加长装置的连接面应设计成能防止零件的错误或不当的装配;传动装置的输出应不超过阀门的驱动链的最大载荷能力。

　10)阀杆应设计有防喷出机构，以防止在阀杆填料或保护圈卸去后在内压下阀杆喷出。

　11)衬氟阀门、衬里阀门的内部设计：

　a. 常规阀门的设计，只需考虑阀门铸件的铸造工艺性和结构的合理就行了，对于衬氟阀门、衬里阀门来说，这还不够，还要考虑衬氟塑料的模压工艺性、生产成本、流道畅通等问题。例如截止阀，其S型的阀门壳体流道设计(图1)，在铸造工艺性上没有什么问题，如果是衬氟截止阀设计成这样的结构，衬氟塑料模压工艺将无法实现。为了满足衬氟塑料模压的工艺性要求、又符合截止阀的一般性能参数规范。此衬氟截止阀应设计成的样式。

　又如球阀的球体与阀杆，蝶阀的蝶板与阀杆，常规阀门的设计是分开的，如图3(a，b),如果衬氟球阀和蝶阀采用这样的连接方式，衬氟工艺性没有什么问题但使用效果上有问题。阀杆头部受力部位在反复交变受力过程中，容易损坏衬里层，导致衬里层破坏，钢质骨架会受到腐蚀性介质的腐蚀而失效。从而缩短阀门使用寿命。所以，在设计中，通常设计成连体形实践证明，这样的设计使用效果良好。

　b. 衬氟塑料阀门的内部设计形状应尽量简洁、要充分考虑模具制造的简易，模压工艺的合理，制造成本的低廉，并保证介质流动顺畅，要求衬里面平整，所有转角处呈圆弧过渡，圆弧半径R≥2mm.

　c. 衬氟阀门、衬里阀门的壳体内件如采用焊接方式，其焊缝应设计成连续焊，并且为对接焊缝。焊缝应符合GB/T 150的规定。

　d. 法兰面的衬氟应设计成衬满密封面，并且有扣紧基体的设计结构，防止脱壳，如图(5)。当然还有很多方法，如钻螺纹孔紧固法，粗车螺纹沟槽法等。

　e. 衬里层厚度不得小于2mm。因为氟塑料是高分子材料，具有吸收少量与其接触的气体的特性。随着温度升高，材料体积膨胀，分子之间空隙增大，渗透吸收就加剧，只有适当增加厚度才能减少渗透。因此，在衬里层设计时采用加厚度来弥补这一缺陷，经过试验、研究确定δ≥2mm较为合适。

　f. 衬里层的表面应当光滑平整，无气孔、裂纹、夹杂等缺陷。法兰的翻边处及其他转角处应色泽均匀，无泛白现象。

　12) 衬里材料必须符合相关材料标准的规定,其密度宜选用≥2.16g/cm?的氟塑料，且不允许有杂质存在。目前常用的氟塑料有：FEP(F46)、PFA、PTFE(F4)、F2等。随着新型塑料工程材料的不断出现，将给衬氟阀门、衬里阀门增添更多的品种。

　13) 用于食品、医药、卫生级阀门衬里材料，还要求无毒、无菌、无杂质、清洁卫生的材料，严禁使用再生、回收材料无牌号的材料。

　14) 衬氟阀门、衬里阀门的连接螺栓应选用适合于阀门的工况和压力额定值的螺栓。

　当然，还有很多设计和工艺方法能满足衬氟阀门、衬里阀门的特殊要求，如最近发展起来的滚塑工艺、喷塑工艺，还有热喷涂陶瓷、纳米复合材料等新工艺、新技术、新材料在阀门衬氟上的应用，并取得非常好的效果。这有待于同行的摸索、创新、总结、提高。