李建芳 蘇旭林

摘 要： 在原有銅鍍鎳手動排氣閥基礎(chǔ)上，進行設(shè)計優(yōu)化，對采用O型密封圈密封方式和采用O型密封圈密封方式進行對比分析，得出結(jié)論，PTFE密封方式技術(shù)上可行，可以廣泛應(yīng)用于海外水冷產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞： 排氣閥；O型密封；PTFE端面密封

1 引言

隨著水冷產(chǎn)品在國外市場的不斷擴展，對水冷系統(tǒng)每個部件滿足客戶需求的同時，降低成本，提升質(zhì)量，無疑是當(dāng)前最主要的問題。目前海外用戶（主要是GE）要求水冷產(chǎn)品部件中，手動排氣閥材質(zhì)要求是不銹鋼304及以上，并能承受1.5Mpa壓力，且能應(yīng)用于-40℃—60℃溫度范圍。通過對公司原有手動排氣閥調(diào)查發(fā)現(xiàn)，目前在用的3/8"手動排氣閥共有兩種規(guī)格：

（1）手動排氣閥，材質(zhì)銅鍍鎳，價格低廉，13元/個；在國內(nèi)工程現(xiàn)場反饋的質(zhì)量問題中，問題頻出，主要失效方式體現(xiàn)在不能耐低溫，低溫情況下，密封失效，容易泄漏。

（2）手動排氣閥，材質(zhì)304，價格低廉，不能耐壓，不能耐低溫，廠內(nèi)試壓泄漏率比較高。

目前市場上，3/8"手動排氣閥一般材質(zhì)均為銅鍍鎳，世偉洛克不銹鋼排氣閥價格比較昂貴。故為了滿足技術(shù)需求，降低成本，在原有基礎(chǔ)上研發(fā)一款不銹鋼且能耐低溫的手動排氣閥，意義重大。

2 引進物料技術(shù)方案

2.1引進物料的技術(shù)指標(biāo)

引進物料技術(shù)指標(biāo)：

設(shè)計壓力：1.0MPa，測試壓力：1.5MPa，運行溫度：-40℃～60℃，儲存溫度：-40℃～60℃，閥體材質(zhì)：304，密封材質(zhì)：PTFE；閥蓋材質(zhì)：ABS，工作介質(zhì)：水、油、氣。

2.2引進物料的技術(shù)方案

在原有銅鍍鎳手動排氣閥基礎(chǔ)上，進行設(shè)計優(yōu)化，提升材質(zhì)，改變密封方式和密封材質(zhì)：

（1）第一種方案采用O型密封圈密封方式，詳見圖1；

（2）第二種方案采用，詳見圖2。

3 試驗驗證

3.1試驗方案及步驟

愛爾特不銹鋼手動排氣閥技術(shù)參數(shù)：DN10 A195-3/8；材質(zhì)：304 接口：G3/8"；溫度范圍：-40—60℃。

（1）試驗?zāi)康模候炞C兩種規(guī)格的G3/8"手動排氣閥，常溫1.6Mpa水壓和低溫-40℃時，能否手動正常排氣，高低溫沖擊試驗連接密封處是否泄漏。

（2）試驗平臺：搭建穩(wěn)壓系統(tǒng)，預(yù)充壓力，介質(zhì)為：乙二醇+純水混合物，冰點：-45℃。試驗過程手動排氣閥通過球閥控制與穩(wěn)壓系統(tǒng)連接成一個密封的整體。

（3）試驗方案：兩種規(guī)格手動排氣閥各3個，進行如下試驗：

1）水壓試驗：常溫下，1.6Mpa水壓試壓，驗證有無泄漏；

2）高低溫試驗：-40℃—60℃，五個循環(huán)，0.6Mpa，驗證有無泄漏。

3.2 高低溫試驗過程及數(shù)據(jù)

（1）將手動排氣閥連接至穩(wěn)壓系統(tǒng)，升壓至1.2bar，試驗排氣性能，手動排氣正常。

（2）將高低溫濕熱試驗箱降低溫度至-40℃，保持2.5小時，壓力1.2bar，試驗驗證排氣性能。兩種方案手動排氣均正常。

（3）高低溫試驗環(huán)境：保持壓力6.0bar，常溫→-40℃（10h）→50℃（5h）→-40℃（10h）→50℃（5h）→-40℃（10h）→50℃（5h）→-40℃（10h）→50℃（5h）→-40℃（10h）→50℃（5h）→試驗結(jié)束，試驗共進行5個循環(huán)，75個小時。打開試驗箱，拆開包裝紙觀察發(fā)現(xiàn)：第一種方案手動排氣閥密封處發(fā)現(xiàn)有泄漏現(xiàn)象，而第二種方案未發(fā)現(xiàn)有泄漏現(xiàn)象。

3.3 水壓試驗

兩種方案的排氣閥進行水壓試驗，試驗壓力1.5Mpa，保壓12小時，檢查排氣閥接口是否漏水。

3.4 結(jié)論

試驗檢測結(jié)果表明：

（1）第一種方案不能承受-40℃低溫，而第二種方案可以。

（2）第一種方案在組裝過程中，O型密封圈容易損壞，長時間使用影響密封。第二種方案PTFE密封圈雖然每次裝配后會有無法恢復(fù)的壓痕，但是只要裝配時使用足夠力度的力矩擰緊，暫不影響密封，廠內(nèi)多次組裝，試壓均未發(fā)現(xiàn)有泄漏。水壓試驗，1.5Mpa，保壓12小時后檢查，均未發(fā)現(xiàn)任何泄漏。

（3）綜上所述表明第二種方案試驗合格。

4 與現(xiàn)有物料的兼容性及應(yīng)用范圍

與現(xiàn)有物料及現(xiàn)有的設(shè)計相比，兼容性很好。手動排氣閥接口一般情況有兩種規(guī)格，G3/8"和G1/4"，G3/8"手動排氣閥相對應(yīng)用的更廣，在國內(nèi)及國外的水機系統(tǒng)上廣泛使用，平均每臺水機（以DN40標(biāo)準(zhǔn)系列為例）8個/套左右，故而應(yīng)用前景很廣泛。同時，新開發(fā)的G3/8"手動排氣閥，整體尺寸與原有產(chǎn)品相比，相差不大，完全可以互換，不會產(chǎn)生任何干涉，不會帶來任何潛在的安裝風(fēng)險。

5 風(fēng)險分析

5.1技術(shù)風(fēng)險

從目前PTFE密封方式的G3/8"不銹鋼手動排氣閥的簡單應(yīng)用來看，使用情況良好，暫沒收到任何質(zhì)量方面的反饋；但根據(jù)用戶方面的反饋，該款手動排氣閥技術(shù)方面可能存在的泄漏風(fēng)險有：

（1）PTFE端面密封方式，長期反復(fù)使用，可能導(dǎo)致密封圈壓痕過深，不均勻，導(dǎo)致密封失效。預(yù)防方案：供應(yīng)商每批次產(chǎn)品提供密封圈備件，及時更換。

（2）閥蓋（材質(zhì)ABS）設(shè)計保持原有銅鍍鎳產(chǎn)品形式，其與不銹鋼閥體的連接配合可靠性，可能存在有一定的風(fēng)險。供應(yīng)商也正在研制和試驗，優(yōu)化閥蓋的設(shè)計，持續(xù)保持對這一問題的關(guān)注。

5.2 經(jīng)濟效益風(fēng)險

從經(jīng)濟效益上分析，不銹鋼手動排氣閥比同型號銅鍍鎳產(chǎn)品平均增加30/個的成本，但比市場上同規(guī)格不銹鋼手動排氣閥產(chǎn)品要便宜的多，不足5%，在滿足客戶技術(shù)要求的前提下，大大降低了成本，具有一定的經(jīng)濟效益。

6結(jié)語

PTFE密封方式的不銹鋼手動排氣閥試驗合格，在技術(shù)上可行，同時可以與以前同型號產(chǎn)品進行互換，可以廣泛應(yīng)用于海外水冷產(chǎn)品。

參考文獻

[1]中華人民共和國工業(yè)和信息化部.JB/T12386-2015給水管道進排氣閥 [R].2015.