氧氣閥門設(shè)計(jì)及生產(chǎn)

                                 氧氣閥門設(shè)計(jì)及生產(chǎn)


                            上海申弘閥門有限公司     


摘要：在大型石化裝置、化工裝置中高溫高壓氧氣管路和閥門是關(guān)鍵設(shè)備之一，其性能的好壞直接影響著整套裝置的安全、可靠運(yùn)行，影響著生產(chǎn)產(chǎn)品的品質(zhì)。對(duì)高溫高壓氧氣管路和閥門進(jìn)行分析研究、設(shè)計(jì)與研制，提高氧氣管路和閥門的性能，對(duì)大型裝置具有重要意義，對(duì)閥門行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步也有推動(dòng)作用。


關(guān)鍵詞：氧氣管路；純氧氣；閥門；防靜電性能


1、概述  


隨著工業(yè)現(xiàn)代化的迅速發(fā)展，大型石化裝置、化工裝置的參數(shù)在不斷提高，高溫高壓氧氣閥門的參數(shù)范圍也在不斷提高，氧氣閥門的需求量和需求范圍也在不斷擴(kuò)大，高溫高壓氧氣閥門已成為大型石化裝置、化工裝置中的關(guān)鍵設(shè)備之一。  新工藝、新裝置的不斷出現(xiàn)，對(duì)氧氣閥的要求越來(lái)越嚴(yán)，氧氣閥的參數(shù)越來(lái)越高。 氧氣閥門  上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導(dǎo)式減壓閥,空氣減壓閥,氮?dú)鉁p壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過(guò)濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動(dòng)閥門、電動(dòng)閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。.氧氣  氧氣是助燃性*的物質(zhì),是氧化反應(yīng)的主體,氧氣由于氧化反應(yīng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生高熱值和體積膨脹，因此,氧氣是易爆氣體。所以,高純度、高壓的氧氣是危險(xiǎn)介質(zhì)。  


2.氧氣管路閥門選型的要求  由于閥門選用不當(dāng),在操作中高純度、高壓氧氣與碳鋼摩擦?xí)r與碳鋼中的碳產(chǎn)生火花,引起許多廠家氧氣閥門及管路發(fā)生爆炸,造成重大人身傷亡和設(shè)備損毀。血與火的教訓(xùn),引起了人們對(duì)氧氣閥門的高度重視。  氧氣管路閥門不能采用閘閥,因?yàn)殚l閥在開關(guān)過(guò)程中,閘板與閥座間會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的摩擦,因而會(huì)產(chǎn)生火花和靜電，是很危險(xiǎn)的!  


氧氣管路中“切斷型"閥門，通常在閥門公稱壓力：PN≤4.0MPa,DN≤400mm,或PN≤16.0MPa，DN≤250mm時(shí)選用截止閥。這是因?yàn)榻刂归y具備:閥瓣與閥座一旦接觸,閥門就被切斷關(guān)閉; 閥瓣與閥座一旦脫離,閥門就被切打開。因此,截止閥閥瓣與閥座間幾乎無(wú)“摩擦";在PN≤4.0MPa,DN≥400mm,或PN≤16.0MPa，DN≥250mm時(shí),如果選用截止閥,則由于截止閥口徑過(guò)大,閥桿受力狀況惡化,閥門開啟費(fèi)力,因此宜選用“防火型"聚四氟乙烯(F)軟密封球閥。  氧氣管路中“止回型"閥門，在小口徑:PN≤4.0MPa,DN≤80mm; PN≤16.0MPa，DN≤50mm時(shí),多選用立式或水平式升降止回閥;在工作溫度≤180℃,PN≤4.0MPa,DN≥80mm; PN≤16.0MPa，DN≥50mm時(shí)多選用聚四氟乙烯(F)軟密封旋啟式止回閥;在氧氣工作溫度≥180℃時(shí)多選用紫銅密封墊的“軟密封"旋啟式止回閥。這是因?yàn)橛镁鬯姆蚁?F)或紫銅密封墊的“軟密封"旋啟式止回閥，在迅速關(guān)閉瞬間,不會(huì)由于金屬閥瓣直接打擊或撞擊金屬閥座,而產(chǎn)生火花，因此是安全型的。


 3.氧氣管路閥門的安全要求  


  氧氣管路閥門,除了上述選型要求外,從其它安全角度上,還有如下要求:


 3.1.閥門主體材料的要求 
     氧氣管路閥門的閥門主體材料要求:不氧化、不銹蝕;含碳極少,以減少氧氣在高速流動(dòng)時(shí),與鋼中的碳產(chǎn)生火星(鋼在砂輪上摩擦產(chǎn)生火星);內(nèi)腔清潔無(wú)砂和臟物。林德公司LB141-74標(biāo)準(zhǔn)中指出:“在任何含氧成分高于空氣的氣體中,其雜質(zhì)都有極易點(diǎn)燃的危險(xiǎn),當(dāng)在某區(qū)域內(nèi)雜質(zhì)密集度增大時(shí),很可能點(diǎn)燃所使用的金屬。"因此, 氧氣管路閥門的閥門主體材料多選用低碳級(jí)的或超低碳級(jí)的奧氏體不銹鋼:CF8;CF3;CF8M;CF3M或F304;F304L;F316;F316L等,氧氣閥門用不銹鋼鑄件時(shí),必須要進(jìn)行酸洗;或“80-3"硅黃銅(但我認(rèn)為一是硅黃銅材料昂貴,二是硅黃銅強(qiáng)度偏低,因此,我本人不建議選用硅黃銅合金);在高純度、高壓力(CL≥900LB) 時(shí)，為了提高氧氣閥門的抗阻燃效果,此時(shí),氧氣管路閥門的主體材料應(yīng)選用安全等級(jí)更高的鎳基合金:蒙乃爾合金(M35-1;MONEL400;MONELK500)或英康乃爾合金(INCONEL600;INCONEL625).(見(jiàn)金陵石化氧氣閥門燒損照片)從這組照片可以看到，如果他們廠氧氣閥門不是采用INCONEL625（哈氏C合金）的話,氧氣管路著火就會(huì)將整個(gè)裝置燒掉。  


3.2  脫脂和禁油
  氧氣管路閥門還必須“脫脂"和有“禁油"的裝置。氧氣閥門不允許有油污的，因?yàn)橛臀墼谘鯕庵袝?huì)燃燒著火爆炸!所以,在閥門裝配前要對(duì)所有零
件進(jìn)行脫脂處理;在裝配試壓后還要對(duì)閥門通道再進(jìn)行一次脫脂處理,簡(jiǎn)便的檢查辦法是:用干凈的白布擦閥門內(nèi)腔
,白布擦后不得有污跡。對(duì)氧氣閥門的閥桿不允許暴露在外面,必須有用機(jī)玻璃(高溫時(shí)用不銹鋼)的防塵、禁油隔離保護(hù)裝置,并用紅字醒目的標(biāo)出“禁油"。
  3.3  防靜電  氧氣管路閥門還必須有防“靜電"裝置。因?yàn)殚y門在開關(guān)時(shí),不可避免的有各種摩擦,而摩擦?xí)a(chǎn)生靜電,有靜電就會(huì)打火,因而也是十分危險(xiǎn)的!所以,氧氣管路閥門必須有能*導(dǎo)出靜電的“防靜電"裝置。  《氧氣閥門的清潔度檢查》:  氧氣閥門應(yīng)認(rèn)真仔細(xì)清洗，脫除雜質(zhì)，如：油、油脂、灰塵、水、銼銷、焊渣、油漆以及其它外來(lái)雜質(zhì)。金屬表面油的大允許濃度為1g/m2，肉眼無(wú)法看到油污。


a. 直接檢查      


 如果可能，所有的表面都必須進(jìn)行視覺(jué)直接檢查，按照ASTM G93中述的 方法，通過(guò)強(qiáng)白光和紫外線光照射。  





 被檢查表面必須干燥且不含： 
 5     ——清洗劑；    


——粘附銹皮、焊渣、松散顆?；蚶w維；    


——有機(jī)物，例如：脂類、油、油漆、密封劑等；    


——無(wú)法用紫外光直接檢查時(shí)，必須用無(wú)纖維屑、干凈的白棉布擦洗表面，可以蘸三氯乙烯(或四氯化碳)，然后，檢查棉布確保無(wú)油、殘?jiān)?、污漬、纖維等。


b. 間接檢查      無(wú)論是視覺(jué)直接檢查，還是用內(nèi)孔徑表面檢查儀之類的工具無(wú)法進(jìn)行檢查的部件，都必須用三氯乙烯(或四氯化碳)溶劑循環(huán)沖洗，然后從流出的溶劑中取樣，進(jìn)行如下檢查：    


——樣品必須在強(qiáng)光下進(jìn)行檢查，與新的、未經(jīng)使用的溶劑樣品進(jìn)行比較，必須保證檢測(cè)不出差別，沒(méi)有殘留物；    


——樣品還必須在紫外光（波長(zhǎng)0.32～0.38mm）下進(jìn)行檢測(cè)，與未經(jīng)使用的溶劑再次比較，當(dāng)樣品含污染物≥0.1g/L時(shí),將會(huì)使溶劑發(fā)出熒光;


 ——可疑情況下,需要對(duì)實(shí)驗(yàn)室使用的溶劑進(jìn)行分析。100℃下蒸發(fā)后，樣品中殘雜物含量必須小于等于20mg/kg。  





    本文所述的氧氣閥門設(shè)計(jì)參數(shù)是：公稱直徑：DN200，公稱壓力：PN100， 設(shè)計(jì)溫度：DT=260℃，工作介質(zhì)：純氧氣。  高溫高壓氧氣介質(zhì)屬于易燃易爆危險(xiǎn)品，高溫高壓氧氣管路和閥門屬于高要求等級(jí)的設(shè)備，氧氣與其他介質(zhì)的根本區(qū)別在于，氧氣是助燃劑，氧氣燃燒不需要任何其它助燃劑；特別是高溫高壓氧氣不能遇到任何一點(diǎn)火星。所以，防靜電性能是氧氣閥門穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證，防靜電措施包含在氧氣閥門設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)、包裝運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)等各個(gè)方面，其中設(shè)計(jì)方面包括流道的尺寸、形狀、內(nèi)表面情況，材料選擇，密封面設(shè)計(jì)，閥芯、閥桿防轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，閥桿螺母防塵措施，閥門零部件加工，等等，特別是對(duì)高溫高壓氧氣閥門，這些要求更為重要、更為嚴(yán)格，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、選材到加工都有嚴(yán)格要求。


     我國(guó)氧氣閥門的安全技術(shù)要求按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB16912-1997《氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定，氧氣閥門的設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)按機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T10530-2005《氧氣用截止閥》的規(guī)定，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的氧氣閥門參數(shù)范圍是：公稱直徑：DN≤150，公稱壓力：PN≤40 ，設(shè)計(jì)溫度：DT≤150℃，工作介質(zhì)：純氧氣，超過(guò)這個(gè)參數(shù)范圍的氧氣閥門，目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)。相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB16912-1997《氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》中8.5氧氣閥門選用一節(jié)所指的工作壓力，是指在常溫下的高允許工作壓力，實(shí)際需求工況也有單個(gè)參數(shù)高的情況，比如，設(shè)計(jì)溫度DT≤250℃,而設(shè)計(jì)壓力DP≤0.2MPa,實(shí)際工作壓力可能只有OP≤0.1MPa,這種工況的危險(xiǎn)等級(jí)大大降低，依據(jù)我國(guó)氧氣閥門標(biāo)準(zhǔn)JB/T10530-2005《氧氣用截止閥》規(guī)定的參數(shù)。生產(chǎn)氧氣閥門的參數(shù)一般是，工作壓力OP≤2.0MPa, 工作溫度OT≤120℃,而閥門選用一般原則，此時(shí)對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)壓力DP≤4.0MPa, 設(shè)計(jì)溫度DT≤150℃,但是高溫同時(shí)高壓的氧氣閥門目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有設(shè)計(jì)、生產(chǎn)依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)。本文所述的氧氣閥門設(shè)計(jì)參數(shù)是在高溫條件下，公稱壓力PN100。  為了保證高溫高壓氧氣閥門的密封性和工作安全性，應(yīng)盡可能消除一切產(chǎn)生靜電的因素，為了確定合理的密封面寬度，需要計(jì)算出能夠承受必需密封力的小密封面寬度，同時(shí)還需要分析各種因素對(duì)密封性能的影響。使高溫高壓氧氣閥門既有良好的密封性，同時(shí)又具有安全的防靜電性能。本文試圖通過(guò)對(duì)主要零部件的設(shè)計(jì)分析，合理設(shè)計(jì)具備良好密封性和工作安全性的高溫高壓氧氣閥門。  高溫高壓氧氣閥門的主體材料采用美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM  A494規(guī)定的鎳鉻鐵合金（CY-40、Inconel600）鎳銅合金（Monel）、或純鎳（Nickel200），這些材料應(yīng)用在高溫高壓氧氣閥門中，作為氧氣閥門用材的技術(shù)路線，材料的焊接、熱處理等關(guān)鍵技術(shù)，都是高溫高壓氧氣閥門研制過(guò)程中要解決的實(shí)際問(wèn)題。


2、結(jié)構(gòu)與工作原理  


高溫高壓氧氣閥門的基本結(jié)構(gòu)是截止閥，普通閥門介質(zhì)的流動(dòng)方向是下進(jìn)上出，即介質(zhì)流從閥瓣下方的閥體流道進(jìn)入，經(jīng)過(guò)閥座后從閥瓣上方的閥體流道流出。在高溫高壓工作條件下，閥門的流道與普通閥門流道不同，氧氣介質(zhì)的流動(dòng)方向是上進(jìn)下出，即高溫高壓氧氣流從閥瓣上方的閥體流道進(jìn)入，經(jīng)過(guò)閥座后從閥瓣下方的閥體流道流出，氧氣介質(zhì)流束經(jīng)過(guò)的流道內(nèi)腔表面要光滑、流暢、無(wú)棱角、尖角、無(wú)凹凸不平、無(wú)突變、閥門內(nèi)部零件銳角倒鈍倒圓，閥桿退刀槽加工要倒圓角，保證介質(zhì)在流動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有壓力凸變，沒(méi)有流束的方向凸變，閥體內(nèi)腔中不能有任何固形物，從而防止產(chǎn)生靜電。  利用流體力學(xué)原理分析介質(zhì)在流道內(nèi)的流動(dòng)情況，確定閥體的介質(zhì)流道形狀盡可能采用流線形，閥體材料采用ASTM A494 CY-40的特性，在高溫高壓狀態(tài)下，抗純氧氣對(duì)閥體的應(yīng)力腐蝕和氧化腐蝕。


3、設(shè)計(jì)  本文所述的設(shè)計(jì)，主要是高溫高壓氧氣閥門與普通閥門的設(shè)計(jì)有所不同的部分進(jìn)行論述，其余部分從略。


3.1閥座密封副設(shè)計(jì)


 閥座密封副設(shè)計(jì)是保證閥門安全正常工作的重要一環(huán)，氧氣介質(zhì)滲透能力很強(qiáng)，要保證氧氣閥閥座密封副有效可靠的密封，需要采取一系列的措施。通過(guò)減小密封面寬度來(lái)增大密封比壓是主要措施之一。然而，減少密封面寬度需要考慮幾個(gè)問(wèn)題：


（1）閥瓣關(guān)閉終點(diǎn)位置時(shí)密封面的接觸應(yīng)力；


（2）閥瓣處于關(guān)閉位置時(shí)密封副表面的擠壓應(yīng)力；


（3）高壓高溫氧氣介質(zhì)高速流動(dòng)時(shí)對(duì)密封面的沖蝕等。


    因此，氧氣閥閥座密封副要采用具有足夠硬度、而且韌性足夠好的材料。閥座密封副的寬度要適當(dāng)，不能寬，同時(shí)又不能太窄，在密封副比較窄的情況下，保證閥座密封副的密封性能，所以閥座密封副采用錐面對(duì)球面結(jié)構(gòu)，即閥座密封面是圓錐形面，閥瓣密封面是球形面，這樣既容易對(duì)中位置，又能保證閥座密封副的密封比壓。  綜上所述，為了保證閥座密封副的密封性和工作穩(wěn)定性，應(yīng)適當(dāng)減小密封面寬度，為了確定合理的密封面寬度，需要計(jì)算出能夠承受密封比需的力和介質(zhì)作用力總和所需的小密封面寬度，同時(shí)還需要留有一定的安全系數(shù)，使閥座密封副既要達(dá)到有效的密封比壓，同時(shí)又不能超過(guò)材料的許用應(yīng)力。閥座密封副達(dá)到有效密封的條件是：  qMF<q<［q］  式中：
            bm bmdQZ q)(14.3??   qMF=(35+PN)/bm1/2 =(35+10)/1=45  q-計(jì)算的實(shí)際比壓，Mpa Qz-密封面上作用力總和 qMF-密封必需的比壓, Mpa  ［q］-閥座密封面材料的許用比壓, Mpa  查《實(shí)用閥門設(shè)計(jì)手冊(cè)》P663表3-14得：［q］=250  d-閥座密封副內(nèi)徑,mm設(shè)計(jì)給定d=200 bm閥座密封副寬度,mm設(shè)計(jì)給定bm=2.2 閥座密封副寬度bm取2.2mm，   qMF=(35+PN)/bm1/2 =(35+10)/ /2.21/2=36.7 Qz=0.785x(d+bm)2
PN  bmbmdQZq)(14.3??
=bm bmdbmd)(14.3)(785.02??
x10=bmbmd4)(?x10=235  計(jì)算結(jié)果：qMF=36.7<q=235<［q］=250 3.2閥體壁厚設(shè)計(jì)  對(duì)于圓筒形閥體，其閥體壁厚按*強(qiáng)度理論分析，一般采用薄壁公式計(jì)算：


3  ?P Pdn SbL?? ?2+C  式中：  Sb＝殼體設(shè)計(jì)壁厚（殼體計(jì)算壁厚+腐蝕余量，毫米(mm)； P＝設(shè)計(jì)壓力，MPa  dn＝閥體中腔大直徑，毫米(mm)； ［σL］＝閥體材料的許用拉應(yīng)力，MPa。  C-考慮鑄造偏差，工藝性和介質(zhì)腐蝕因素而附加的余量，毫米(mm)；取C=8，閥體材料為美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM  A494規(guī)定的鎳鉻鐵合金CY-40，［σL］=427 Mpa，dn＝240，計(jì)算結(jié)果Sb=10.84，而實(shí)際殼體壁厚取26，所以符合設(shè)計(jì)要求。


材 料 詢 價(jià) 單
工程名稱：023.硫酸綜合樓			專業(yè)：			編號(hào)：JYB-023-2
序號(hào)	名稱	型號(hào)	單位	數(shù)量	單價(jià)	廠商	備注
1	全銅截止閥DN40	J41T-16T	個(gè)	4	1300	上海申弘閥門
2	彈簧壓力表	DN40 1.5級(jí)0-1.0MPa	個(gè)	4
3	截止閥DN50	J44W-16T型	個(gè)	1	2000	上海申弘閥門
4	截止閥DN40	J44W-16T型	個(gè)	2	1500	上海申弘閥門
5	截止閥DN32	J44W-16T型	個(gè)	3	1300	上海申弘閥門
6	化驗(yàn)盆	09S304-15	個(gè)	1
7	暗裝照明配電箱+AL25	PXTR-3/1CM	臺(tái)	1			見(jiàn)圖614A-E811-023-5
8	暗裝照明配電箱+AL26	PXTR-3/1CM	臺(tái)	1			見(jiàn)圖614A-E811-023-5
9	暗裝照明配電箱+AL11	PXT-3-3*3/462*94*275	臺(tái)	9			見(jiàn)圖614A-E811-023-6
10	暗裝照明配電箱+AL16	PXT-3-3*3/462*94*275	臺(tái)	1			見(jiàn)圖614A-E811-023-6
11	暗裝照明配電箱+AL3	PXTR-3-3*5/612*94*275	臺(tái)	1			見(jiàn)圖614A-E811-023-7
12	暗裝照明配電箱+AL4	PXTR-3-3*5/612*94*275	臺(tái)	1			見(jiàn)圖614A-E811-023-7
13	暗裝照明配電箱+AL5	PXTR-3-3*5/612*94*275	臺(tái)	1			見(jiàn)圖614A-E811-023-7
14	暗裝照明配電箱+AL6	PXTR-3-3*5/612*94*275	臺(tái)	1			見(jiàn)圖614A-E811-023-7
經(jīng)營(yíng)計(jì)劃部：					物資管理部：
負(fù)責(zé)人：					負(fù)責(zé)人：
經(jīng)辦人：					經(jīng)辦人：
日  期：					日  期：

3.3防靜電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)  


我國(guó)在氧氣管路輸送領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力還不是很強(qiáng)，而歐洲工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家走在我國(guó)前面，歐洲工業(yè)氣體協(xié)會(huì)對(duì)氧氣管路輸送技術(shù)有專門的規(guī)定，并在世界各國(guó)得到廣范應(yīng)用。所以，我國(guó)的相關(guān)設(shè)計(jì)單位，在氧氣管路設(shè)計(jì)中，一般都參照采用歐洲工業(yè)氣體協(xié)會(huì)制定的氧氣管路輸送技術(shù)相關(guān)規(guī)定。  


本文所述氧氣閥門基本要求（性能要求、結(jié)構(gòu)要求、參數(shù)確定、檢驗(yàn)和驗(yàn)收指標(biāo)等）按歐洲工業(yè)氣體協(xié)會(huì)關(guān)于氧氣管路技術(shù)相關(guān)規(guī)定，氧氣閥門材料選擇按歐洲工業(yè)氣體協(xié)會(huì)關(guān)于氧氣管路技術(shù)相關(guān)規(guī)定，閥門的性能要達(dá)到JB/T10530-2005《氧氣用截止閥》的規(guī)定，同時(shí)要滿足歐洲工業(yè)氣體協(xié)會(huì)關(guān)于氧氣管路技術(shù)相關(guān)規(guī)定。


3.3.1防止閥瓣逥轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)


 閥體中腔內(nèi)安裝有防轉(zhuǎn)導(dǎo)管，此管與閥瓣上的防轉(zhuǎn)導(dǎo)桿相配合，使閥門在開啟和關(guān)閉過(guò)程中，閥瓣在閥體中腔內(nèi)只能上下軸向移動(dòng)，不能有其他運(yùn)動(dòng)，防止閥瓣與閥體之間產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，閥體中腔內(nèi)與防轉(zhuǎn)導(dǎo)管對(duì)應(yīng)的另一側(cè)有定位導(dǎo)軌，其作用是當(dāng)閥瓣處于開啟狀態(tài)時(shí)，防轉(zhuǎn)導(dǎo)管與閥瓣上防轉(zhuǎn)導(dǎo)桿配合長(zhǎng)度就會(huì)減少，安裝在垂直管路中的閥門，其閥瓣在閥桿上就會(huì)出現(xiàn)低頭或擺頭現(xiàn)象，此時(shí)關(guān)閉閥門，就會(huì)出現(xiàn)關(guān)閉不嚴(yán)的情況，定位導(dǎo)軌與閥瓣上的定位槽配合，其作用是使閥瓣低頭或擺頭的量控制在一定的范圍內(nèi)，保證閥瓣與閥座的相對(duì)位置處于正常，保證閥瓣的流暢移動(dòng)，從而保證閥座密封面之間沒(méi)有相互磨擦，不產(chǎn)生靜電火花，避免因火花而導(dǎo)致的爆炸火災(zāi)危險(xiǎn)，從而保證閥門的整機(jī)性能。閥體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1.  
4               圖1. 閥體結(jié)構(gòu)和流道形狀  帶防轉(zhuǎn)導(dǎo)桿無(wú)橫向滑動(dòng)的閥瓣，閥瓣材料符合ASTM B164-A Inconel600的要求，閥瓣結(jié)構(gòu)采用球形面設(shè)計(jì)，在開啟和關(guān)閉過(guò)程中，閥瓣運(yùn)行到任何一個(gè)位置，都要保證閥瓣與閥體形成的流道*，保證介質(zhì)沒(méi)有突然變向流動(dòng)。閥瓣上有一個(gè)防轉(zhuǎn)導(dǎo)桿與閥體上的防轉(zhuǎn)導(dǎo)管相配合，保證閥瓣與閥體只有軸向移動(dòng)，而不能有相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而保證介質(zhì)流動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有靜電產(chǎn)生。閥瓣上的定位槽與閥體上的定位導(dǎo)軌配合，保證閥瓣與閥座的正常位置，保證閥門的整機(jī)性能。帶防轉(zhuǎn)導(dǎo)桿的閥瓣見(jiàn)圖2.       圖2.  閥瓣形狀  


3.3.2其他部位防靜電設(shè)計(jì)  


3.3.2.1填料涵底部防靜電特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)  閥桿與填料密封件，閥桿是閥門啟閉過(guò)程的執(zhí)行部件，閥桿要傳遞扭矩和力，同時(shí)閥桿與填料密封件之間有相對(duì)摩擦運(yùn)動(dòng)是不可避免的，在閥桿的運(yùn)動(dòng)與摩擦過(guò)程中，防靜電措施是閥桿與填料密封件設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，本項(xiàng)目采用特殊的材料V-1271膜片包裹石墨密封圈的組合辦法，V-1271膜片很柔軟耐磨，不會(huì)產(chǎn)生靜電，同時(shí)石墨密封圈被包裹在里面不會(huì)掉粉塵進(jìn)入閥腔內(nèi)，一舉兩得，正好符合要求。閥桿材料符 5  


合ASTM B164-A Inconel600的要求。  


閥蓋的填料涵底部安裝有專門的防塵、防靜電特殊結(jié)構(gòu)的V-1271密封環(huán)，保證填料內(nèi)的微塵不會(huì)進(jìn)入到閥腔內(nèi)，杜絕氧氣介質(zhì)產(chǎn)生靜電火花的可能。


3.3.2.2閥蓋與中法蘭密封圈  閥蓋與中法蘭密封圈，閥蓋是整體鑄件，材料符合ASTM A494 CY-40的要求，中法蘭密封圈是閥門內(nèi)腔的組成部分，對(duì)密封圈的性能要求是密封性好，在高溫高壓條件下，能夠抵抗氧氣的腐蝕，容易密封并且不產(chǎn)生靜電火花，中法蘭密封圈材料采用純鎳ASTM B164-A Nickel200。


3.3.2.3外部防靜電設(shè)計(jì)  支架與防護(hù)，支架的主要功能與普通閥門的支架相同，所不同的是支架的外形要規(guī)則，要能很容易的使有機(jī)玻璃防護(hù)板*貼合在支架的兩側(cè)，防護(hù)閥桿不受灰塵污染, 防止靜電火花的產(chǎn)生。  防護(hù)有兩部分組成，一部分是支架與有機(jī)玻璃防護(hù)板閥桿填料函部分，另一部分是閥桿梯形螺紋的防護(hù)。支架與有機(jī)玻璃防護(hù)板的防護(hù)主要是防止灰塵粘結(jié)在閥桿上，進(jìn)而在閥桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程中進(jìn)入到填料涵內(nèi)，進(jìn)一步進(jìn)入到氧氣介質(zhì)中而產(chǎn)生靜電。支架與閥桿的防護(hù)就是用有機(jī)玻璃板封閉支架兩側(cè)，使閥桿外露部分與大氣隔離。閥桿螺母的防護(hù)就是用金屬罩封閉，使閥桿螺母與大氣隔離，防止灰塵粘結(jié)在閥桿螺母上，通過(guò)梯形螺紋進(jìn)入到閥桿下部，從而在閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中進(jìn)入到填料涵內(nèi)。


3.3.2.4潤(rùn)滑與標(biāo)示  傳動(dòng)與標(biāo)示，無(wú)論是采用錐齒輪驅(qū)動(dòng)裝置的，還是采用手輪驅(qū)動(dòng)的，閥門的閥桿梯形螺紋部分不能用潤(rùn)滑油，要用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。要在閥門的顯眼位置，標(biāo)示出醒目的“禁油"標(biāo)志。


 4、閥門的零部件脫脂處理與脫脂檢測(cè)  氧氣閥門重要的要求是防止產(chǎn)生靜電，閥門在裝配前要對(duì)所有零部件，包括工裝和工具要逐個(gè)進(jìn)行脫脂處理，并進(jìn)行脫脂后的油脂殘留量檢測(cè)，脫脂處理方法和脫脂后的油脂殘留量檢測(cè)方法都按JB/T10530-2005《氧氣用截止閥》的規(guī)定。所有零部件，包括工裝和工具逐個(gè)進(jìn)行脫脂后的油脂殘留量檢測(cè)合格后方可裝配，裝配完成后再進(jìn)行一次脫脂處理，并進(jìn)行脫脂后的油脂殘留量檢測(cè)，一切試驗(yàn)完成后，后一次進(jìn)行脫脂處理，并進(jìn)行脫脂后的油脂殘留量檢測(cè)，合格后進(jìn)行包裝。


5、結(jié)束語(yǔ)


 氧氣閥門基本要求（性能要求、結(jié)構(gòu)要求、參數(shù)確定、檢驗(yàn)和驗(yàn)收指標(biāo)等）按歐洲工業(yè)氣體協(xié)會(huì)關(guān)于氧氣管路的規(guī)定，按照規(guī)范設(shè)計(jì)、生產(chǎn)閥門，推動(dòng)我國(guó)閥門
 6  標(biāo)準(zhǔn)的制訂，


 對(duì)閥門行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步有很大好處。我國(guó)氧氣閥門標(biāo)準(zhǔn)JB/T10530-2005《氧氣用截止閥》規(guī)定的參數(shù)，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了我國(guó)氧氣閥門設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)和驗(yàn)收等各環(huán)節(jié)的需求，《氧氣用截止閥》的內(nèi)容要充實(shí)，參數(shù)要提高，材料選擇范圍要擴(kuò)大，《氧氣用截止閥》標(biāo)準(zhǔn)急需修訂，內(nèi)容充實(shí)、修訂后的《氧氣用截止閥》標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該增加很多內(nèi)容，其文本字?jǐn)?shù)至少應(yīng)該是現(xiàn)行文本的幾倍。GB/T16912-1997《氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》中關(guān)于氧氣閥的某些內(nèi)容，在JB/T10530中也應(yīng)該有規(guī)定。本文相關(guān)的論文有：中國(guó)閥門產(chǎn)值遞增