上海申弘閥門有限公司
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軟密封閘閥設(shè)計制造要求 Z41X軟密封閘閥設(shè)計制造要求 Z45X軟密封閘閥設(shè)計制造要求
Z41X軟密封閘閥 Z41X軟密封法蘭閘閥設(shè)計制造要求
之前介紹JIS日標(biāo)不銹鋼截止閥標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在介紹介紹了軟密封閘閥設(shè)計制造過程中常用的標(biāo)準(zhǔn)，論述了該閥的結(jié)構(gòu)特點、材料選擇和檢測要求。
1、Z41X概述
軟密封閘閥因具有零泄漏、不易集渣(平底無凹槽) 、耐腐蝕(采用環(huán)氧涂層作為功能性防腐) 、互換性好和使用壽命長等特點,在供水行業(yè)中得到推廣應(yīng)用。閘閥是利用閘板作為啟閉件，通過閥桿的上下升降來帶動閘板的升降以達到閥門的開啟和關(guān)閉，閘板的運動方向與流體方向相垂直，閘閥只能作全開和全關(guān)，不能作調(diào)節(jié)和節(jié)流?？煞謩e適用于水、蒸汽、油品、硝酸、醋酸、氧化性介質(zhì)、尿素等多種介質(zhì)。
這個進口閘閥市場按材質(zhì)分為進口鑄鋼閘閥、進口鑄鐵閘閥、進口不銹鋼閘閥；
按法蘭標(biāo)準(zhǔn)可分為進口美標(biāo)閘閥和進口日標(biāo)閘閥；
按連接方式可劃分為進口內(nèi)螺紋鍛鋼閘閥和進口高溫高壓電站閘閥(焊接閘閥)；
還可按閥板結(jié)構(gòu)劃分，有用于漿料，洗煤，礦山紙漿的進口刀型閘閥和進口氣動漿液閥，用于石油鉆井等的進口平板閘閥；特殊的閘閥市場還用到水用的進口彈性座封閘閥，用于低溫液態(tài)天然氣、低溫液態(tài)氧氣的進口低溫閘閥，用于瀝青、導(dǎo)熱油等具有保溫保冷的進口夾套保溫閘閥。
2、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
2.1、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
軟密封閘閥常用產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)見表1。
2.2、產(chǎn)品設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
公稱壓力從PN 6～25 ( PN25 國內(nèi)不常用) ,公稱尺寸從DN50～800 (國內(nèi)現(xiàn)在也有工廠生產(chǎn)DN 1000) 的軟密封閘閥各相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中均對產(chǎn)品要求有詳細(xì)描述, 但條款有區(qū)別。
(1) Z41X閘板與閥桿螺母連接
軟密封閘閥的閘板與閥桿螺母連接有T 形螺母式和整體嵌入式2種結(jié)構(gòu)(圖1) 。T 形螺母式結(jié)構(gòu)簡單, 螺母與閘板有調(diào)整間隙, 可簡化閘板制造工藝, 降低要求, 但長期使用, 會出現(xiàn)T 形螺母磨壞閘板橡膠層情況, 露出鐵芯而導(dǎo)致生銹。AWWA C509、AWWA C515推薦此結(jié)構(gòu)。整體嵌入式結(jié)構(gòu)復(fù)雜, 螺母與閘板無調(diào)整間隙, 閘板制造工藝復(fù)雜, 同時對各零件的加工和裝配精度要求高, 但結(jié)構(gòu)可靠, 不會出現(xiàn)橡膠層磨損情況。CJ/T 216標(biāo)準(zhǔn)推薦采用此結(jié)構(gòu)。閘板與閥桿螺母連接形式(a) T形螺母結(jié)構(gòu) (b) 整體嵌入式結(jié)構(gòu)圖1 閘板與閥桿螺母連接形式
AWWAC509、AWWAC515推薦此結(jié)構(gòu)。整體嵌入式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，螺母與閘板無調(diào)整間隙，閘板制造工藝復(fù)雜，同時對各零件的加工和裝配精度要求高，但結(jié)構(gòu)可靠，不會出現(xiàn)橡膠層磨損情況。CJ/T216標(biāo)準(zhǔn)推薦采用此結(jié)構(gòu)。
(2)涂層
涂層要求在相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中均有重點提及，同時國內(nèi)外有涂層標(biāo)準(zhǔn)作細(xì)化要求，可供參考(表2)。(a)O形圈結(jié)構(gòu) (b)填料函結(jié)構(gòu)圖2 閥桿密封在歐盟各國，閥門靜電熱噴涂環(huán)氧樹脂粉末，多采用閥門和裝置粉末噴涂高質(zhì)量防腐保護協(xié)會(GSK)))The GSK Quality Association for the Heavy Duty Corrosion Protection of Powder Coated Valves and Fittings)的5閥門和裝置高質(zhì)量粉末噴涂防腐質(zhì)量和測試要求6標(biāo)準(zhǔn)，在我國城鄉(xiāng)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ216和CJ267中，也有相應(yīng)要求。
表2 涂層用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
3、Z41X密封結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.1、閥桿密封
閥桿密封(圖2)采用3道O形圈結(jié)構(gòu)，第3道O形圈可降低壓蓋處的壓力，同時可以實現(xiàn)管道在有介質(zhì)壓力的情況下更換上面2道密封圈(AW WA C509 4.4.6.3.3條提出，帶壓更換閥桿密封和填料是很危險的，因此不推薦這種做法)。與采用填料函結(jié)構(gòu)相比，O形圈密封結(jié)構(gòu)可以有效降低閥門的啟閉扭矩。在供水行業(yè)不推薦采用填料函結(jié)構(gòu)型式，特別是在直埋式閘閥中，不允許使用，因為填料函結(jié)構(gòu)需要用向外滲水潤滑，閥桿密封不能使用含石棉等的材料。O形圈密封結(jié)構(gòu)對閥桿的加工精度和表面粗糙度精度要求比填料結(jié)構(gòu)高，否則會出現(xiàn)切割O形圈情形。閥桿的梯形螺紋宜采用擠壓成型，表面硬度高，摩擦系數(shù)小。對橡膠材質(zhì)、工藝和性能的要求是必須符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，否則橡膠老化會影響閥門壽命，推薦采用EPDM(三元乙丙橡膠)。閥桿限位設(shè)計成臺階式，須考慮便于第三道密封圈裝配，也可設(shè)計成組合式。
3.2、閘板密封
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥閘板密封主要有截止式和楔式兩種(圖3)。截止式在DN250以上規(guī)格采用較多，其特點是側(cè)面橡膠不起密封作用，在關(guān)閉過程中閘板側(cè)面橡膠不與閥體內(nèi)壁擠壓變形，僅在zui終關(guān)閉時橡膠發(fā)生變形而密封。在關(guān)閉過程中力矩小。對閥門的制造要求高，特別是對閥體密封面的鑄造工藝要求高，要求較高的尺寸精度和光潔度。楔式在DN200以下規(guī)格采用較多，其特點是側(cè)面橡膠起密封作用，在關(guān)閉過程中閘板側(cè)面橡膠閥體內(nèi)壁擠壓變形，進而形成密封面，啟閉過程中力矩要比同規(guī)格截止閥原理的閥門大。對閥體的鑄造要求相對降低。兩種結(jié)構(gòu)在使用中并無明顯區(qū)別。
Z41X的優(yōu)點
1、流動阻力小。中國進口閘閥的閥體內(nèi)部介質(zhì)通道是直通的，介質(zhì)成直線流動，流動阻力小。
2、閘閥的啟閉時較省力。因為無論是開或閉，閘板運動方向均與介質(zhì)流動方向相垂直。
3、閘閥的高度大，啟閉時間長。閘板的啟閉行程較大，降是通過螺桿進行的。
4、閘閥的關(guān)閉時間長，不易產(chǎn)生水錘現(xiàn)象。
5、閘閥的通道兩側(cè)是對稱的，介質(zhì)可向兩側(cè)任意方向流動，易于安裝，不受方向限制。
中國閘閥將更廣泛用于水利、機械、造紙、冶金、石化、化工、城建等行業(yè)。
(a)截止式 (b)楔式圖3 閘板密封
4、Z41X主要零件材料及防護
閥體、閥蓋、閘板和骨架芯采用球墨鑄鐵，閥桿采用不銹鋼(一般可用馬氏體不銹鋼，要求較高時可采用奧氏體不銹鋼)，閥桿螺母采用強度高和耐磨性能好的銅合金，閘板和密封圈橡膠建議采用EPDM，也可采用NBR。直接與空氣或水接觸的標(biāo)準(zhǔn)件要求采用奧氏體不銹鋼，其余部位可用普通碳鋼。
閥門儲運過程中，對于需要特殊包裝以防護涂層的，建議采用聚氨酯泡沫作產(chǎn)品包裝防護和隔離。兩端裸露的法蘭孔應(yīng)設(shè)置端蓋，以防止污物進入，同時防止陽光或臭氧等加速橡膠密封件老化。
5、Z41X檢測
手動閥小于等于DN500時，啟閉循環(huán)次數(shù)不少于500次，電動閥不少于2500次。大于DN500時，啟閉循環(huán)次數(shù)酌減。閥門的操作性能和密封試驗，都應(yīng)在規(guī)定的操作扭矩或操作力下進行。除常規(guī)的強度、密封、操作功能、尺寸、材料、低壓試驗等檢測項目外，還須檢測防護性的環(huán)氧涂層。當(dāng)閥門用于飲用水時，還須進行衛(wèi)生評價或第三方認(rèn)證。
6、Z41X制造與使用
國內(nèi)軟密封閘閥制造企業(yè)可分三類。*類是傳統(tǒng)閘閥制造企業(yè)，以國內(nèi)銷售為主，兼顧國外市場，主要以幾個老品牌為主。第二類是給國外貼牌代工的企業(yè)，產(chǎn)品以國外銷售為主，兼顧國內(nèi)市場。第三類是國外公司在中國設(shè)立的制造工廠，產(chǎn)品設(shè)計在國外，國內(nèi)以生產(chǎn)為主，產(chǎn)品納入其銷售網(wǎng)絡(luò)。
供水企業(yè)作為閥門的主要用戶，在管路系統(tǒng)設(shè)計與選型中已逐步采用軟密封閘閥。由于軟密封閘閥使用壽命長，在此基礎(chǔ)上衍生出直埋式閘閥等產(chǎn)品，其連接方式也多樣化，除傳統(tǒng)的法蘭連接外，有溝槽式和承插式等，滿足不同使用需要。
7、Z41X認(rèn)證
軟密封閘閥產(chǎn)品有國內(nèi)認(rèn)證和認(rèn)證2種方式，外資品牌和出口產(chǎn)品一般需要認(rèn)證，國內(nèi)市場暫無此需求。
7.1、國內(nèi)認(rèn)證
CJ/T216中規(guī)定，當(dāng)軟密封閘閥用于飲用水時，需符合GB/T172195生活飲用水輸配水設(shè)備及防護材料的安全性評價標(biāo)準(zhǔn)6規(guī)定，需要有衛(wèi)生部門的涉水產(chǎn)品衛(wèi)生行政許可。
7.2、認(rèn)證
在國外，軟密封閘閥普遍采用在通用的行業(yè)協(xié)會的第三方認(rèn)證方式。常見的認(rèn)證有WRAS(Water Research A dvisory Scheme)))水務(wù)法規(guī)咨詢計劃，英國WRc-NSF管理和頒發(fā)的英國飲用水安全方面的認(rèn)證)、WATER MARK(澳大利亞水管工程產(chǎn)品鑒證標(biāo)志，管道產(chǎn)品的認(rèn)證要求與管道和排水系統(tǒng)的"危險"有關(guān)，劃分到兩種級別，高危險產(chǎn)品的審核方案為(Water Mark level1)，低危險產(chǎn)品的型式測試為(Water Mark level2)，軟密封閥門按level1審核))和DVGW(German Technical and scientific asso citation for Gas and Water)))德國水氣專業(yè)協(xié)會-科技協(xié)會，主管測試和認(rèn)證所有接到公用供水管路上產(chǎn)品的機構(gòu)，測試標(biāo)準(zhǔn)按DVGWW347(結(jié)合牢度)或W270(微生物))。
8、Z41X結(jié)語
軟密封閘閥的發(fā)展還有待規(guī)范。與外資品牌相比，國內(nèi)企業(yè)的設(shè)計和制造規(guī)范，檢測手段日趨完備，但兩者在設(shè)計、管理、檢測要求方面還有很大差距。所以選擇產(chǎn)品時技術(shù)協(xié)議要詳細(xì)，供貨須提供樣品、涂層檢測證明和第三方認(rèn)證證明等相關(guān)資料。國內(nèi)企業(yè)與外資企業(yè)需加強技術(shù)交流、技術(shù)合作，特別是交流，引進發(fā)達國家的技術(shù)、管理，以保證產(chǎn)品的品質(zhì)與合理利潤。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有不銹鋼波紋管密封安全閥
