陶瓷的特點是耐熱、耐腐蝕、抗磨損、高硬度、高溫變形小以及高的密封面精度等,有效地利用其特性作為閥門制造材料前景廣闊。
近年來,多種陶瓷材料在閥門制造上得到應(yīng)用,陶瓷閥門一般為過流部件全部使用陶瓷,或者重要部件(如球閥的球體)利用陶瓷,其他部件(如殼體)內(nèi)襯陶瓷,或在金屬上涂覆陶瓷等。
陶瓷閥門的應(yīng)用
①陶瓷球閥
含固體物質(zhì)的腐蝕性流體或高溫流體的流量控制閥門或關(guān)斷閥就可以使用球閥,根據(jù)用途可選擇過流部件全部是陶瓷的,或選擇只有重要部件噴涂陶瓷的。
陶瓷球閥的結(jié)構(gòu),如果球閥的通道由圓孔變?yōu)槿切慰祝髁刻匦源笾陆咏诘劝俜直?,因此,當安裝上閥門定位器后,就可作為調(diào)節(jié)閥使用。三角形孔的頂點如制成角狀,那么幅度變化范圍就大,作為調(diào)節(jié)閥是十分理想的。然而,如果角部不死圓角,就會引起應(yīng)力集中,易于開裂,因此,盡管制成圓角后,調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)性能稍稍下降,但還是要制成圓角形狀。此時,流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流體流速也就增大,而且加劇了腐蝕和磨損,因此,利用并發(fā)揮陶瓷的特點更顯得重要。
②陶瓷閘閥
在煤炭氣化設(shè)備上,高溫高壓氣體中含有粉煤和灰粉的硬顆粒腐蝕性氣體流,在這種非常嚴酷條件下使用陶瓷閘閥是很有必要的。過去用金屬制作的閥門在密封面上堆焊鈷鉻鎢硬質(zhì)合金不能滿足使用要求。現(xiàn)在在外殼高溫耐壓部分上使用金屬,而在密封部位使用陶瓷。由于開發(fā)了防止微粉體擦傷的獨特結(jié)構(gòu)使閥門的使用壽命大幅度提高。
③陶瓷隔膜閥
閥門的結(jié)構(gòu)非常簡單,其接觸介質(zhì)部位由陶瓷閥體和特氟龍隔膜組成。
陶瓷的閥座面經(jīng)精度研磨及拋光處理后,受隔膜完全壓接,不會泄漏。作為支承的橡膠襯里材料,使用氟橡膠。
陶瓷閥體的通道,表面平滑,與介質(zhì)的摩擦很小。
④陶瓷旋塞閥
陶瓷旋塞閥由陶瓷制閥體和旋塞組成,密封部件使用特氟龍,是流阻小的直通閥門。
閥的接觸介質(zhì)部位是陶瓷的單體零件外加襯里,不會在高溫、高真空時變形和受滲透性藥液作用而變形。
閥座位置由于陶瓷制旋塞的楔緊力作用,產(chǎn)生必要的密封比壓。
陶瓷閥門的發(fā)展
國內(nèi)外閥門制造業(yè)與科研機構(gòu)都很重視陶瓷的研究與開發(fā)。今后陶瓷的性能會越來越高,必將會成為閥門制造的一種經(jīng)濟材料。對用戶來講,陶瓷的脆性仍是一項缺陷,盡管對陶瓷的優(yōu)點有很好了解,但在實際采用上不大放心。今后應(yīng)在補救陶瓷弱點開發(fā)信結(jié)構(gòu)的同時,努力開展陶瓷部件強度分析和建立破壞概率計算系統(tǒng),開發(fā)所生產(chǎn)的處用戶放心的高可靠性的陶瓷閥門,仍是閥門科技工作者的重要研究課題。