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“閥”作為用來控制流體的方向、壓力、流量的裝置在各項(xiàng)工程領(lǐng)域中必不可少。
閥門的基本功能是:截?cái)嘟油ń橘|(zhì),調(diào)節(jié)流量,改變流向。閥門在管道輸送中主要對(duì)被輸送的介質(zhì)起到控制和調(diào)節(jié)的作用。
金屬閥門的使用已有上百年的歷史,期間雖然也經(jīng)過結(jié)構(gòu)及材料的改進(jìn),但受金屬材料自身?xiàng)l件的限制,愈發(fā)不能適應(yīng)特殊環(huán)境下高磨損、強(qiáng)腐蝕等惡劣工況的需要,使用壽命短、密封性差造成泄漏現(xiàn)象頻發(fā)等現(xiàn)象,都一定程度上影響了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
伴隨著化工產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,各種強(qiáng)腐蝕、高溫高壓、劇毒等特殊工程的不斷增多,這對(duì)化工管路中常用的部件——閥門提出了更高的要求。而具有良好的強(qiáng)度、硬度、絕緣性、熱傳導(dǎo)、耐高溫、耐氧化、耐磨蝕、耐磨耗、高溫強(qiáng)度等特點(diǎn),在非常嚴(yán)苛的環(huán)境或工程應(yīng)用條件下,表現(xiàn)了高穩(wěn)定性和優(yōu)良的機(jī)械性能的新型陶瓷閥門應(yīng)運(yùn)而生。
1. 新型陶瓷閥門的優(yōu)勢特點(diǎn)
(1)使用壽命長。相比其他材質(zhì)的閥門,陶瓷閥門在高溫強(qiáng)壓的工作環(huán)境下,表現(xiàn)出了超長的有Xiao使用壽命,這不僅在一定程度上保證了化工運(yùn)輸業(yè)的正常運(yùn)行,也降低了化工生產(chǎn)的成本,提高了閥門的工作效率。
(2)適用范圍廣。陶瓷閥門適用的范圍較廣,比如電力生產(chǎn)、化工、冶金及采礦等,除此之外,還包括污水的處理等工業(yè)領(lǐng)域。
(3)制備工藝成熟。隨著科技的不斷革新與發(fā)展,陶瓷的制備工藝及流程愈發(fā)成熟和完善,比如陶瓷的產(chǎn)品配料比、陶瓷的加工與成型等重要的工藝環(huán)節(jié)通過新技術(shù)的應(yīng)用更加成熟。
(4)原料來源廣。陶瓷閥門的制備原料來源較為廣泛,利用含有鋁和硅等元素的原料,經(jīng)過加工處理,可以用來制備陶瓷。
(5)性能良好。陶瓷閥門耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等性能相對(duì)于其它類型的閥門來說較為良好,除此之外,它還具有良好的密閉性和導(dǎo)熱性能。
(6)制造成本低廉。由于制備陶瓷的原料選擇較為普遍,節(jié)約了大量稀有的金屬資源,而且陶瓷閥門的應(yīng)用可以有Xiao地減小工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,系統(tǒng)運(yùn)行也比較平穩(wěn),整個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)和閥門的更替等產(chǎn)生的費(fèi)用相對(duì)較低,有Xiao地節(jié)約了使用成本。
陶瓷閥密封面及流體接觸的部分硬度很高(洛氏HRA≥88以上)相當(dāng)于洛氏HRC≥70以上,陶瓷閥性能穩(wěn)定,且陶瓷件具有良好的自潤滑性,故陶瓷閥扭矩很小,便于遠(yuǎn)程控制。
2. 陶瓷閥門的常用組成和閥門類型
陶瓷材質(zhì)在閥門具體組成中,通過陶瓷鑲嵌或粘結(jié)的方式在金屬表面設(shè)置一層陶瓷保護(hù)膜,以金屬作為陶瓷的支撐骨架體系。
其優(yōu)點(diǎn)是:金屬部分的骨架具有較強(qiáng)的硬度和延展性,可以有Xiao地克服陶瓷脆性大但強(qiáng)度較低的特點(diǎn),也可以發(fā)揮陶瓷保護(hù)的作用。
第二種是以整體實(shí)心式的陶瓷結(jié)構(gòu)為主,經(jīng)過多層工藝處理,比如靜壓成型、熱壓下燒結(jié)等工藝,大程度避免了陶瓷閥門的局限帶來的技術(shù)工藝上的難題。
在陶瓷的應(yīng)用過程中,閥門的連接方式需要根據(jù)陶瓷的屬性來選擇,比如陶瓷球閥和陶瓷蝶閥的設(shè)計(jì)和制造時(shí),由于蝶閥和球閥結(jié)構(gòu)比較特殊,所以不宜考慮鑲嵌或者粘結(jié)的方式,且球閥與蝶閥陶瓷的主要化學(xué)成分是ZrO2,陶瓷的燒制與處理過程和Al2O3型陶瓷也存在一定的差異。
3. 陶瓷閥門在工程領(lǐng)域的應(yīng)用
目前陶瓷閥門已廣泛應(yīng)用于電廠的煙氣脫硫(FGD)裝置、飛灰、除渣以及燃燒(噴煤)系統(tǒng),鋼鐵廠的燒結(jié)機(jī)脫硫(EPC)工程,垃圾焚燒的煙氣凈化以及氯堿工業(yè)及廢水和固體廢物處理等行業(yè)中。
面對(duì)惡劣的工作環(huán)境,相比其他材質(zhì)屬性的閥門,陶瓷閥門在化工管道中的應(yīng)用具有別樣的優(yōu)勢和良好的性能。例如可以:
(1)有Xiao避免石灰石、石膏漿液與氯離子等雜質(zhì)的磨損與腐蝕;
(2)有Xiao防止具腐蝕性的工業(yè)粉塵及鋼粉、鐵粉的磨損;
(3)有Xiao地處理固體廢物;
(4)滿足氯堿制造行業(yè)的生產(chǎn)需求。
伴隨社會(huì)對(duì)產(chǎn)品的環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、性能等要求越來越高、技術(shù)的不斷革新,使得陶瓷閥門使用范圍越來越廣、機(jī)械性能越來越穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)價(jià)值越來越高(在腐蝕性強(qiáng)、沖刷嚴(yán)重的工況條件下,其使用壽命是鈦、鎳等稀有金屬閥的2~5倍)。
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