姜雪　劉博男　李世濤

摘要：在對流體進行控制的過程中，閥門是不能缺少的重要組成部分。閥門在全部流體掌控過程中具有至關重要的作用。隨著現代化科技水平的不斷提升，閥門在各行各業(yè)中應用越來越廣泛。特別是對高溫閥門的應用需求也越來越多，為了能夠確保高溫閥門的應用安全性，需要重視高溫閥門設計工作。這就需要對高溫閥門的設計要求以及影響高溫閥門設計水平的因素進行研究和分析，盡可能提高高溫閥門的設計效果。

關鍵詞：高溫閥門;設計要點;技術應用

1. 高溫閥門材料的選擇

1.1閥門主體材料的選擇

在高溫閥門應用過程中，為了確保其能夠充分適應各種溫度，防止閥門因為在長時間的高溫影響下，出現物理性能以及結構性能的變化，必須根據高溫閥門的具體應用環(huán)境以及閥門的燒制技術，科學合理的選擇閥門材料。通常情況下，閥門材料包括碳素鋼、不銹鋼以及耐高溫合金鋼三種。而不同的閥門材料物理性能以及結構性能存在較大區(qū)別，為了確保閥門內部設計的合理性，需要確保高溫閥門的材料能夠滿足在應用過程中的沖刷力以及腐蝕性能要求。在對閥門主體材料進行選擇時，需要充分考慮材料的熱脹冷縮性質，這是對閥門材料進行合理選擇的基礎要素。此外，還要對材料的高溫情況進行充分考慮，這樣才能夠保證閥門基礎部件材料的合理性。同時要對閥門基礎部件進行科學管理，確保閥門主體材料與閥門的應用需求相適應。在對閥門材料進行選擇時，可以對不同材料的閥門進行性能以及結構性試驗。在不銹鋼為主體材料的閥門設計過程中，可以對材料表面進行各種合金堆焊處理（比如司太立合金堆焊）。而利用陶瓷堆焊的形式更有利于確保閥門內部的耐磨性以及耐腐蝕性能，使閥門能夠在高達800℃的環(huán)境下正常運行[1]。

1.2高溫閥門結構設計

在對高溫閥門進行設計時，除了對材料本身進行合理選擇之外，還要對高溫閥門的結構進行科學設計。在閥門殼體設計時，需要考慮到閥門的具體應用情況以及在應用過程中可能會出現的最大壓力值，將殼體設計成耐壓額定值進行管理與控制。這樣可以確保高溫閥門能夠有充足的耐壓能力，降低在高溫環(huán)境運行時產生的腐蝕以及侵蝕情況。除此之外，還需要對高溫閥門的密封結構進行科學設計，可以將其設計為多元一體化的密封墊片結構進行控制。這樣有利于確保高溫閥門在應用過程中的密封安全性。在中溫小口徑系列的閥門設計過程中，對強制性的密封要求比較高，開展密封性設計時可以考慮在介質升壓操作前對螺栓進行預擰緊操作，來增加彈性墊的密封性能。這樣閥門工作時，流體壓力升高，墊片回彈，密封面上的預緊力始終能夠大于流體的壓力，密封面始終可以保持良好的密封狀態(tài)。并且在閥門密封過程中還要保證其能夠應對壓力產生的影響，可以利用預緊密封比壓和介質壓力產生共同影響，如果流體介質的壓力不斷變大，其工作的密封性也會減弱。這樣在后續(xù)閥門設計時要考慮彈性墊片的結構、材料、形狀等等。在高溫閥門設計管理過程中，必須根據其具體的運行情況，與先進的技術進行結合。盡可能完善基礎物料設計，從而提高高溫閥門自動化功能[2]。

對高溫閥門的材料進行科學選擇后，需要重視高溫閥門螺栓連接設計工作，要保證螺栓在高溫的狀態(tài)下，其連接物件力學性能的穩(wěn)定性，保證其應力管理與實際情況相符合。除此之外，為了防止螺紋在高溫運行環(huán)境下出現故障，需要對材料進行科學選擇，可以將螺紋設計為粗牙型的螺紋，這樣能夠在確保合理的基礎上加大中間的間隙縫合力度，有利于確保剩余預緊力比需求值更高，從而保證螺栓連接的穩(wěn)固性。除此之外在對螺栓連接方式進行設計時，需要根據具體的情況確保閥桿上密封座之間具有一定的間隙，這樣材料在熱脹冷縮后可以加強其連接的穩(wěn)固性，并且有利于防止出現嚴重的磨損問題。

2.高溫閥門的設計分析

2.1.殼體壁厚設計

在對高溫閥門進行設計分析的過程中，需要探討殼體在壁厚方面的設計工作，對殼體進行設計時，必須充分考慮高溫閥門在具體的使用過程中可能會承受的壓力。同時要將其可能會承受的壓力設置為殼體的耐壓固定值。這樣能夠確保高溫閥門的殼體具有充足的耐壓力，盡可能降低高溫閥門在運行過程中受腐蝕介質產生的不利影響。除此之外，在對殼體壁厚進行設計時需要對高溫閥門的具體運行需求進行充分考慮，要在確保殼體能夠承受相應壓力的基礎上，盡可能提高壁厚設計的合理性。特別是要對壁厚的相關數值要進行科學規(guī)定，防止壁厚設計不當而影響殼體的設計效果。

2.2.中部密封結構設計

在對高溫閥門的中部進行密封設計的過程中，必須根據高溫閥門的具體要求對密封形式進行合理選擇。對中部密封進行設計時，可以設計為強制性的密封，這一密封方法的原理主要是利用法蘭螺栓實施預緊，這樣能夠確保密封墊片能夠產生壓縮性的效果，來填滿密封表面出現微小縫隙，達到密封效果。在氣動調節(jié)閥門設計中閥體和閥蓋間利用這種強制性密封對提高密封效果有重要作用。還有一種自緊性的密封被廣泛應用在高溫閥門設計中，具體的應用過程中主要包括閥體、浮動閥蓋、密封環(huán)等。在介質完成升壓操作之前，需要固定好牽制螺栓并且上移浮動閥蓋，這樣能夠保證閥蓋以及彈性墊具有較強的密封能力.當介質對其進行施壓時，可以使其向上移動，這樣能夠對螺栓進行有效牽制。并且閥蓋和彈性墊的密封能力與壓力之間呈正比，隨著壓力的上升，密封效果不斷加強，能夠確保良好的密封作用[3]。

3.高溫閥門設計中需要注意的問題

在高溫閥門進行設計的過程中，需要注意以下問題：第一，必須關注擦傷問題。如果材料的相互作用力比較小，而受外界的制約和影響，很容易出現擦傷問題。例如管在管路體系內，閥門的閥座和閥芯出現擦傷的概率比較高。導致閥座和閥芯出現擦傷的主要原因是比較大的粒子進入到閥門內，會增加閥座與閥芯之間的摩擦作用力，導致其出現擦傷問題。除此之外，閥門振動產生的沖擊作用也可能導致高溫閥門出現擦傷問題。因此，在對高溫閥門進行設計時，需要盡可能降低活動過程中出現的擦傷問題，必須對密封材料進行科學選擇，同時要保證密封空間內硬度的匹配性在合理范圍內，提高閥門的抗摩擦性能。第二，需要對堆焊層的厚度進行合理控制。為了能夠對高溫閥門內部進行有效的優(yōu)化處理，需要確認堆焊層的厚度。利用有效的實驗對堆焊層厚度進行科學判斷。通常堆焊層的厚度要在4mm以上。4mm厚度的堆焊層可以有效隔絕外界高溫，降低在閥門使用過程中，外界高溫對閥門內部材料產生的不利影響。從而盡可能延長閥門的使用壽命[4]。

4.結語

總而言之，在當前的高溫閥門應用范圍越來越廣的情況下，對高溫閥門技術要求也越來越高。雖然我國的高溫閥門設計技術已經取得了一些成績，但是在高溫閥門的實際應用過程中還存在一些問題。因此，需要對高溫閥門設計技術進行研究和分析，對高溫閥門的具體情況進行深入探討，加強高溫閥門設計過程中的材料選擇工作。同時要對高溫閥門在設計過程中需要注意的要點問題進行了解和掌握。需要從高溫閥門殼體壁厚、中部密封結構設計方面出發(fā)，加強設計控制工作。這樣才能夠推動高溫閥門設計技術的發(fā)展，擴大高溫閥門的應用范圍。同時延長高溫閥門的使用壽命，確保高溫閥門在應用過程中的安全性以及穩(wěn)定性。

參考文獻：

[1]楊高峰. 有關高溫閥門設計的主要技術分析[J]. 內燃機與配件， 2020， 000（002）：P.90-91.

[2]李永超. 高溫閥門設計的有關技術研究[J]. 中國化工貿易， 2018， 010（004）：24.

[3]王錫忠. 高溫閥門設計的有關技術微探[J]. 內燃機與配件， 2020（17）.

[4]黨娜. 高溫閥門設計的有關技術研究[J]. 內燃機與配件， 2018， 000（005）：P.64-65.