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    氟塑料衬里式安全阀设计.pdf

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    氟塑料衬里式安全阀设计.pdf

    第43卷增刊1 2O14年8月 石油化工设备 PETR0一CHEMICAL EQUIPMENT Vo1.43 Supplement 1 Aug.2014 文章编号100074662014增刊1002404 氟塑料衬里式安全阀设计 高 杨, 北京航天石化技术装备工程公司 段淼淼 安全阀事业部,北京 100176 摘要氟塑料衬里式安全阀具有耐腐蚀、成本较低等优点,被广泛用于各种具有较强腐蚀的工况。 采用注塑成型工艺替代滚塑成型的衬里工艺,不仅可以改进衬层厚度不均、衬层气泡较深及气泡位 置无法确定等问题,还可以显著降低生产成本。通过在安全阀内设计可调式反冲盘,可实现对安全 阀排放压力和回座压力的调节。设计O型圈密封结构,可以满足污染性介质零泄漏的要求。 关键词安全阀;氟塑料;衬里;设计 中图分类号TQ055.8 文献标志码B doi10.3969/j.issn.10007466.2O14.s1.008 3喷淋管应为双面镀锌钢管,以防止喷淋管和 接头等锈蚀引起喷头堵塞口 。 4在每一圈消防喷淋环管最低处设置1个直 径为4~6 mm的排水孔,以防止环管内积液。 5喷淋管应对称布置,以便于设计和施工。在 施工过程中喷淋管与支柱或者梯子冲突时,应当避 开或切断,并用盲板密封。 参考文献 [1]GB 50219 1995,水喷雾灭火系统设计规范[s]. GB 502191995,Code of Design for Water Spray Extinguishing Systems[S]. [23 GB 5016o一28,石油化工企业设计防火规范Es]. GB 5016O 2OO8。Fire Prevention Code of Petro chemical Enterprise DesignES]. [3]GB 50016 2O06,建筑设计防火规范Es]. GB 50016一一2006,Code of Design of Building Fire Protection and Preventi0n厂S]. 1-43姜文源.建筑灭火设计手册[M].北京中国建筑工业 出版社,1997. 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GB 5026 l 2OO5.Code for Installation and Commis sioning of Sprinkler Systems[S]. 杜编 收稿日期2014-0324 作者简介高杨1982~,男土家族,湖北恩施人,工程师,硕士,从事阀门设计工作。 增刊1 高杨,等氟塑料衬里式安全阀设计 Design of Fluoroplastic Lining Safety Valves GAO Yang,DUAN Miaomiao Safety Valve Department,Beij ing Aerospace Petrochemical Technology and Equipment Engineering Corporation,Beijing i001 76,China AbstractThe fluoroplastic lining safety valves are corrosionresistant and cheap,which are widely used in highly corrosive area.Using the inj ection molding instead of the rotational molding ,the problems such as the uniity of liner thickness,the depth of bubbles in the liner and the uncertainty position of bubbles are solved,and the costs are reduced.The dis charge pressure and blowdown pressure can be adj usted by the design of the adj ustable disk hold ers.The design of the Oring sealing structure can meet the requirement of no leakage. Key wordssafety valve;fluoroplastic;lining;design 安全阀是一种用于压力系统超压保护的特种设 备,是一种自动阀门。当系统压力达到整定压力时, 它不借助任何外力,而是利用介质本身的力来排出 一定额定数量的流体,以防止系统内压力超过预定 的安全值。当压力恢复正常时,阀门将再行关闭以 防止介质继续流出。在部分腐蚀性很强的行业中, 生产过程中的原料、工艺介质及成品,例如饱和盐 水、湿氯气、烧碱、盐酸、硝酸及硫酸等均具有极强的 化学腐蚀性,处在电、化学介质的酸、碱、盐环境中, 安全阀的抗腐蚀性能显得尤为重要_1 ]。 氟塑料衬里式安全阀具有耐腐蚀、成本较低等 优点,被广泛用于各种具有较强腐蚀的工况。氟塑 料衬里工艺包括滚塑成型工艺、注塑成型、模压成 厚度不均、衬层气泡较深及气泡位置无法确定等缺 点,采取注塑成型不仅可以解决这些问题,还可以显 著降低生产的综合成本。在升力结构方面,通过设 计可调式反冲盘可对安全阀排放压力和回座压力进 行调节。在密封结构方面,采用型圈密封结构, 可以达到较高的密封性能,降低剧毒、高污染介质的 泄漏,对于节能减排具有重要意义。 文中对氟塑料衬里式安全阀的设计和衬里工艺 进行简要介绍。 l 衬里式安全阀衬里材料选择 氟塑料具有介电性能优异、耐化学腐蚀、耐高低 温、不吸水及摩擦因数低等性能,常用的氟塑料及其 型、挤出成型及涂覆等 。滚塑成型工艺具有衬层 特性见表1。 表l常用氟塑料特性 26 石油化工设备 2014年第43卷 从表1可以看出,PVC、PO及PE耐高温性能 较差,但价格较便宜,可用于常温和介质工况不太恶 劣的场合,如盐水。F40对金属具有较强粘结性,可 用于较高温度、介质中含氯的情况,但价格较高。 F40和PO对金属具有较强粘结性,可用于滚塑成 型工艺。PVDF韧性好、易成型,很适合注塑成型工 艺,应用也越来越广泛,但对金属的粘结性不如F40 和PO,所以需要设计专门的结构以防止氟塑料发 生翘曲。 2衬里式安全阀衬里工艺选择 常用氟塑料衬里工艺有滚塑成型、注塑成型、模 压成型、挤出成型及涂覆等。 滚塑成型是将塑料加热熔化后用离心旋转的方 法,使材料充满整个需要衬里的表面,并且粘在工件 上,这种工艺适用于形状规则的零件,例如管材等。 安全阀阀座内外两侧都需要衬里图1,内侧材料 在离心旋转中很容易贴合在金属表面,气泡较少,但 外侧材料受到的是向外的离心力,衬里材料和金属 之间易产生气泡,且气泡的位置无法确定,有时气泡 还会出现在密封面上,气泡大且深的无法满足使用 要求,只能重新成型。对于安全阀阀体,由于形状比 较复杂,滚塑成型不能保证衬里厚度均匀,气泡位置 也无法控制,给后续加工带来很多困难。因此,滚塑 成型一般用于管道的内部衬里,对于衬里式安全阀 结构,这种加工工艺无法彻底解决气泡和厚度均匀 的问题,废品率较高。 图l衬里安全阀结构示图 尾槽 常用的衬里工艺还有注塑成型工艺 ],一般用 于生产厚度均匀、型腔和外观复杂的衬里结构。注 塑成型是将一定量的塑料放入成型的模腔中,在加 热炉内加热到一定温度,并在压力作用下让塑料熔 融流动,缓慢充满整个型腔。待冷却到一定温度后 打开模具成为成品,从而完成模压过程。 注塑成型工艺具有如下优点 1可以保证衬层厚度均匀,并可根据需要改变 局部衬层厚度。 2产生的气泡一般只存在于表层,可以有效减 少加工过程中材料和金属之间产生的气泡。 3可以控制气泡产生的位置。 4注塑成型工艺的长期衬里成本远低于滚塑 成型工艺成本。 氟塑料的收缩率大于金属的收缩率,在注塑成 型过程中,由于中心材料向里收缩,翻边边缘处就会 起翘。为此,在阀体和阀座上开设了如图1所示的 燕尾槽。浇注时衬里材料填满燕尾槽,冷却时燕尾 槽渐缩口内的材料牢牢固定住槽口处衬里层,从而 显著减小边缘处的变形。 3衬里式安全阀结构设计 3.1 密封结构 为最大程度降低介质的泄漏,衬里式安全阀的 密封结构可以采用0型圈密封结构,见图2。通过 采取O型圈密封结构,可以实现在90 整定压力下 1 min内无泄漏,满足API 527泄压阀阀座的密封 性_8 中的密封要求。 反冲盘 反冲盘调节圈 阀座 图2衬里式安全阀密封结构及升力结构示图 3.2 升力结构 由于衬里式安全阀阀座外层包覆有非金属材 增刊l 高杨,等氟塑料衬里式安全阀设计 料,因此采用如图2所示的升力结构。设计可调式 反冲盘,可对安全阀排放压力和回座压力进行调节。 通过调节反冲盘调节圈来调整反冲盘锥角处与阀座 的流道间隙,即随着调节圈深度H的减小,反冲盘 锥角处与阀座的间隙逐渐增大,从而改变了蓄压腔 的大小。这种结构提高了衬里式安全阀的技术性能 指标,使衬里式安全阀的排放压力和回座压力具有 较好的调节性。 4衬里式安全阀性能试验结果 在参照ASME PTC25--2008{泄压装置性能试 验规范【一。】要求建造的全性能气体安全阀试验装置 上进行衬里式安全阀的性能试验,具体的试验结果 见表2。 从表2可以看出,通过调整反冲盘调节圈深度 H,可以对衬里式安全阀的排放压力和回座压力进 行调节,可满足ASME W 2O13锅炉与压力容器 规范第Ⅷ卷口叩的技术指标要求。 表2衬里式安全阀试验结果 5 结语 对于氟塑料衬里式安全阀衬里材料的选择, F40和P对金属具有较强粘结性,可用于滚塑成 型工艺;PVDF韧性好、易成型,适合用于注塑成型 工艺。 衬里式安全阀的衬里工艺宜采用注塑成型工 艺,采用注塑成型工艺不仅可以改进滚塑成型工艺 衬层厚度不均、衬层气泡较深、气泡位置无法确定等 问题,还可以显著降低生产成本。 衬里式安全阀的密封结构采用。型圈密封结 构,可以达到较高的密封性能,减少剧毒、高污染介 质的泄漏。 衬里式安全阀内设计可调式反冲盘,可对安 全阀的排放压力和回座压力进行调节,试验证明 该调节机构对排放压力和回座压力具有较好的调 节作用。 该氟塑料衬里式安全阀产品已广泛应用于氯碱 相关领域的多个装置上,性能良好,具有良好的市场 应用前景。 参考文献 [1]朱孝有,胡远银,高捷,等.氟塑料衬里阀门关键项目检 验与试验的工厂实践EJ].全面腐蚀控制,2012142 47. 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