超纯水箱系统自力式氮封阀选型分析

  氮封水箱一般应用在超纯水系统中，一般用在混床或EDI电去离子设备后的需要设置缓冲水箱时，此时往往会优先考虑采用氮封水箱来作为缓冲罐，氮气要求纯度为99%。 氮封装置（氮封阀）是由ZZDG型指挥器操作型自力式压力调节阀（这里简称供氮阀）和ZZDX型自力式微压调节阀（简称泄氮阀）及呼吸阀三大部份组成。当罐内压力升高超过设定值时，供氮阀关闭，泄氮阀打开（罐顶未设呼吸阀，或呼吸阀故障打不开），将罐内多余压力泄放。在储罐内压力降低时，泄氮阀处于关闭状态，供氮阀打开，向罐内注氮气。供氮阀阀前压力在1.0Mpa以下，现场压力较高时，可在供氮阀前安装一只ZZYP型自力式压力调节阀将压力减至1.0 Mpa以下，以提高可靠性和使用效果。
 

      氮封装置（氮封阀）的供（泄）氮压力设定方便，可在连续生产的条件下进行。在设定压力范围内，如从100mm H20需调整到50mm H20，可通过调节供氮阀顶部的调节螺丝，改变弹簧的力，即可达到需要新设定的工艺值。泄氮阀的调整也是同理。呼吸阀设定值调整：在上述设定值调整好后，为避免呼吸阀启闭频繁，呼吸阀的设定值应大于泄压设定置。

    超纯水在空气中如何被污染：*，空气中含有二氧化碳、细菌、尘埃等杂质，而超纯水为纯的溶剂，对这些杂质的溶解能力很强，故一旦超纯水与空气接触，就会使其电阻率迅速下降，实践证明15MΩ.cm以上的超纯水暴露在空气中1分钟后水质就会下降至3-4MΩ.cm，3分钟以后就会下降到2MΩ.cm左右。因此必须要减少超纯水与空气接触的机会。空气中含有二氧化碳、尘埃等杂质，而超纯水为纯的溶剂，对这些杂质的溶解能力很强，故一旦超纯水与空气接触，就会使其电阻率迅速下降，实践证明15MΩ.cm以上的超纯水暴露在空气中1分钟后水质就会下降至3-4MΩ.cm，3分钟以后就会下降到2MΩ.cm左右，因此超纯水的储存容器需确保水体与空气的接触。

超纯水箱系统自力式氮封阀选型分析处理超纯水与空气接触的方法：
充氮法：即在水箱水面上充入氮气使箱内维持适当的正压力，阻止大气与箱内水面接触。
薄膜袋法：即在在水箱内设置袋状薄膜覆盖于水面上，薄膜袋随水位升降，减少水面与空气接触面积。   
浮顶法：即以密度比水轻的轻质材料在水箱内制成整块板状浮顶浮于水面，并用轻质弹性材料（如海绵、发泡塑料等）遮盖浮顶与箱间的间隙，浮顶随水面升降。从而减少空气与水面的接触机会。在上述三种方法中又以氮封水箱常见，实施简单，效果好。

超纯水箱系统自力式氮封阀选型分析的工作原理：
超纯水氮封水箱是将一定量的氮气充入密封的水箱内，水箱内氮气压力不大于80Kpa，氮气是惰性气体能防止CO2等其它物质溶入水中影响水质，保证水箱内的水不受二次污染而导致水质下降。
氮封装置由快速泄放阀及微压调节阀两大部分组成，而快速泄放阀由压力控制器及单座切断阀组成，当储罐内压力升高至设定压力时，快速泄放阀迅速开启，将罐内多余压力泄放。微压调节阀是在储罐内压力降低时，开启阀门，向罐内充注氮气。因微压调节阀必须使用在压力为0.1Mpa压力以下，现场N2压力较高，必须安装压力调节阀将压力降低至0.1Mpa以下才可使用。压力可按要求分段设定，从0.5Kpa至60 Kpa以下。
微压调节阀压力调节范围内选定一设定值 如：3Kpa
泄氮设定值的设定应远离供氮压力值，如：8Kpa。
具体压力的设定值要根据纯水系统的产水量和水箱容量大小来确定选择。
N2的纯度为99。995％以上。

是一种控制阀后压力的调节阀，其初始位置的阀芯在开启位置，当指挥器执行机器检测到阀后压力升高至设定值，自动关闭指挥器，随即主阀开度逐渐减小，直至阀后压力稳定在要求的设定值。

七、超纯水箱系统自力式氮封阀选型分析规格用技术参数

主要参数及主要性能指标见表一                             表一

2、超纯水箱系统自力式氮封阀选型分析压力调节范围见表二                                                   表二

3、超纯水箱系统自力式氮封阀选型分析主要零件材料见表三 表三

八、超纯水箱系统自力式氮封阀选型分析阀体强度和试验：

  试验前，必须将阀门腔体内的油污、水渍、杂质清理干净，在阀体两端及接座处安装度压板封堵，安装加压泵、压力表、截止阀和排气阀等。将自来水向阀体腔内冲压并保压，压力等级根据阀门技术要求和阀门试验标准来确定，保压时间10min。重点检查阀体承压面、焊缝处，若外泄漏和结构损失，方可认为合格。

1、单体密封试验：

  试验介质为液体：试验前，全开阀门，将其腔内的水渍、杂质、油污清理干净，*关闭阀门后，安装试压板、加压泵、压力表、截止阀、排气阀等。从进口盲板处对阀充入自来水，水压力等级根据阀门技术要求和阀门试验标准来确定，保压时间3min。泄漏量符合行业标准（GB/T4213-2008）的相关规定，可认为合格。

  试验介质为气体：试验前，全开阀门，将其腔内的水渍、杂质、油污清理干净，*关闭阀门后，安装试压板、加压泵、压力表、截止阀、排气阀等。从进口盲板处对阀充入温度为5~10℃的清洁空气，压力等级根据阀门技术要求和阀门试验标准来确定，保压时间3min。泄漏量符合行业标准（GB/T4213-2008）的相关规定，可认为合格。

2、动作试验：

  空载动作试验：试验前，全开阀门将其腔内的水渍、杂质、油污清理干净，*关闭阀门；外接液压驱动阀门开关数次，若阀门在开启过程能正常动作，全行程时间满足要求且没有异响声等现象，则认为合格。

  带负载开启试验：试验前，全开阀门将其腔内的水渍、杂质、油污清理干净，*关闭阀门；阀体一端安装试验盲板并安装加压力泵、压力表、截止阀等。对密封腔内充入干净空气压压，压力等级根据阀门技术要求和阀门试验标准来确定，持续一分钟。外接液压站驱动阀门开关次数，若阀门在开启过程中能正常动作，全行程时间满足要求且没有异响声等现象，则认为合格。

  总之，新购调节阀必须经过强度试验、密封试验和动作试验，验收合格后方可投入使用。

九、超纯水箱系统自力式氮封阀选型分析流量特性

超纯水箱系统自力式氮封阀选型分析规格与技术参数

注：表中数据为本公司标准配置，可按用户要求另行选配

超纯水箱系统自力式氮封阀选型分析连接尺寸及标准

连接方式：法兰 （标准型） 螺纹、焊接 （须用户）

法兰标准：PN16钢制法兰按GB/T9113.1 PN40钢制法兰按GB/T9113.2

密封面型式：PN16为突面（RF）； PN40为凹凸面，阀体为凹面；

法兰端面距：GB12221-89

薄膜执行机构气信号接口：内螺纹M16×1.5、M10X1、RC1/4

* 连接方式、阀体法兰及法兰端面距可按用户的标准制造,如：ANSI、DIN、JIS等标准。

注：1、指挥器与主阀可分开安装

十、超纯水箱系统自力式氮封阀选型分析典型的安装方式说明

超纯水箱系统自力式氮封阀选型分析工作原理：

当储罐出液阀开启，放料时，液面下降，气相部分容积增大，罐内氮气压力降低，供氮阀开启，向储罐注入氮气，罐内氮气压力上升，当罐内压力上升至供氮阀压力设定值时，供氮阀自动关闭。

当储罐进液阀开启，进料时，液面上降，气相部份容积减小，罐内压力升高，当高于泄氮阀压力设定值时，泄氮阀打开，向外界释放氮气，罐内氮气压力下降，降至泄氮阀压力设定值时，泄氮阀自动关闭。

超纯水箱系统自力式氮封阀选型分析选用说明：

一般供氮压力在300~800KPa左右，氮封设定压力1KPa，泄氮压力2KPa，呼吸阀呼气压力3KPa，吸气压力-300Pa。

罐顶呼吸阀仅起安全作用，是在主阀失灵，导致罐内压力过高或过低时，起到安全作用，在正常情况下不工作。

泄氮阀安装在罐顶，口径一般与进液阀口径相近，但工况参数不一样，需进选型计算再定。

一般供氮阀选用ZZYVP-16B供氮阀，泄氮阀选用ZZVP-16K泄氮阀、HXF-10呼吸阀采用阻火式。

超纯水箱系统自力式氮封阀选型分析安装注意事项：

自力式氮封阀利用介质自身的压力操作执行机构，在执行机构内充满介质，故合理的安装方式将提高设定点的调节精度和增加阀门的使用寿命。

在安装时取压点的位置应离调压阀有适当距离，大于6~10倍管道直径。

建议安装旁路以供定期检修。

指挥器与主阀可分开安装。

十二、超纯水箱系统自力式氮封阀选型分析安装、维护、调试

1、安装（见图三）

检查整机零件是否缺损与松动，对使用有害人体健康的介质，必须进行强度、密封、泄漏与精度测试。

在安装前，对管道进行清洗（否则由于焊渣等管道垃圾，损坏阀芯密封面，导致阀门不能正常工作），阀门入口处要有足够的直管段，并配有过滤器。阀体与管道的法兰连接，要注意同轴度。

安装场地应考虑到人员与设备的安全，即便于操作，又有利于拆装与维修。

阀门应正立垂直安装在水平管道上，导压管必须安装在距离阀出口至少六倍于公称通径的阀后管道上。阀自重较大与有振动的场合，要用支撑架，尽量避免水平安装。

介质流动方向应与阀体上的箭头指向一致。因微压阀属于精密仪表，其中指挥器膜片直接承受介质压力，若阀门反装或管道有反冲压力，则指挥器膜片由于受压过高导致膜片损坏，阀门不能工作。阀门应在环境温度-25～+55℃场所使用。

为使自控系统失灵或检修阀门时，仍能连续生产，应设置旁路阀（见图三）。

超纯水箱系统自力式氮封阀选型分析维护：

清洗阀门：对清洗一般介质，只要用水洗净就可以。但对清洗有害健康的介质，首先要了解其性质，在选用相应的清洗办法。

阀门的拆卸：将外露表面生锈的零件先除锈，但在除锈前，要保护好阀座、阀芯、阀杆与推杆等精密零件的加工表面。拆装阀座时应使用工具。

阀芯、阀座：二密封面有较小的锈斑与磨损，可用机械加工的方法进行修理，如损坏严重必须换新。但不管修理或更换后的硬密封面，都必须进行研磨。

阀杆：表面损坏，必须换新。

压缩弹簧：如有裂纹等影响强度的缺陷，必须换新。

易损零件：填料、密封垫片与O型圈，每次检修时，全部换新。膜片必须检查是否有预示将来可能发生裂纹、老化与腐蚀等痕迹，根据检验结果，决定是否更换，但膜片使用期一般最多2～3年。

阀门组装要注意对中，螺栓要在对角线上拧紧，滑动部分要加润滑油。组装后应按产品出厂测试项目与方法调试，并在这期间，可更准确地调整填料压紧力与阀芯关闭位置。

超纯水箱系统自力式氮封阀选型分析调试：

所需要压力值是通过对指挥器顶部的调节螺母的操作而得到调整，打开顶部的防尘盖，用扳手调整调节螺母。顺时针方向旋转使压力增大，逆时针旋转则压力减小。安装在压力调节阀后的压力表，可使工作人员借以观察调整后的压力给定值。

   超纯水箱系统自力式氮封阀选型分析防止超纯水容器被空气污染的常见方法：
   ☆充氮法：即在水箱水面上充入氮气使箱内维持适当的正压力，阻止大气与箱内水面接触。
   ☆薄膜袋法：即在在水箱内设置袋状薄膜覆盖于水面上，薄膜袋随水位升降，减少水面与空气接触面积。
   ☆浮顶法：即以密度比水轻的轻质材料在水箱内制成整块板状浮顶浮于水面，并用轻质弹性材料（如海绵、发泡塑料等）遮盖浮顶与箱间的间隙，浮顶随水面升降。从而减少空气与水面的接触机会。
在上述三种方法中又以氮封水箱zui常见，实施简单，效果。
  氮封水箱的组成：
  氮封水箱是由三部分组成：
  ☆氮气源：通常可以选用洁净高压氮气瓶、制氮机、工厂现有洁净压缩氮气……
  ☆密闭水箱：超纯水水箱一定要全密封，一方面防止氮气外泄，另外防止空气进入水箱污染超纯水。
  ☆控制系统：氮封阀装置

超纯水箱系统自力式氮封阀选型分析

1、水箱未满水前需要补水；
2、补水时需要打开呼吸器；
3、补水时水箱满后设备需停水；
4、水箱水位不足后处理系统需停机保护直至水位正常；
5、补水完成后关掉呼吸器；
6、前面的步骤完成后再补氮气……这些都需要有一套全自动的程序来协调控制，保证超纯水不会被大气污染。
7、反渗透设备在使用前，需采用蒸气进行高温消毒，设备运行时前72小时生产出来的超纯水需排放掉。
8、检测超纯水需在出水口安装可流运水探测槽再装电阻率擦头，才能反映出超纯水的水质。