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影响球阀使用寿命的5个因素

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球阀的固有设计使其非常适合于各种介质的开启、关闭控制,但是当涉及到使用寿命时,您究竟应该期望什么呢? 快速搜索“球阀寿命”可以得到100,000次循环的响应。如果真正的答案有这么简单就好了。

实际情况是,球阀的寿命取决于几个因素。在高循环或高压环境下,球阀比那些不经常操作的球阀需要更频繁的维修或更换——这是在考虑任何特定介质的细微差别之前。

你会看到,大多数球阀供应商确实对其产品的预期寿命设定了保证,因为首先要考虑的因素有很多。这里有五个会影响球阀寿命的因素。

1. 介质

球阀传统上用于气体和液体的开关控制,包括水、油、空气和化学品。

含有悬浮微粒的介质具有研磨性,可能导致阀门密封过早失效。这可能以泄漏的形式出现,或者根据介质特性的严重程度,球阀的操作力矩可能急剧上升,最终导致驱动失效。因此,球阀仅建议用于液体或气体的开启、关闭控制应避免研磨介质。三片式球阀具有一个主体和两个螺纹或焊接到管道上的管道连接器。主体可以很容易地拆卸下来进行清洗或维修,而不需要拆卸管道接头,如下图。

 

 

图1 三片式阀门

2. 材料

球阀的正确材料取决于流过阀门的液体或气体的类型。一些最常见的材料用于制造球阀包括不锈钢,PVC,黄铜和青铜。

阀体和密封件的材料必须与额定温度和压力以及流经阀门的气体或液体的化学成分相匹配。

下面是关于材料选择的详细介绍:

金属:不锈钢、青铜和黄铜具有很高的耐用性和耐腐蚀性。金属材料是高温应用的最佳选择。

聚氯乙烯:聚氯乙烯是一种比金属阀门更灵活的塑料。然而,PVC不像金属那样耐用,不适合高温(超过140°F)或高压应用。PVC球阀的使用寿命比其他阀门要短。

聚四氟乙烯:聚四氟乙烯用于大多数球阀的密封件,并与几乎所有类型的介质兼容。这种材料有一个高熔点,但应用非常高的温度应该使用金属或陶瓷密封。

弹性体:弹性体,如Viton和EPDM也用于某些球阀的设计。当使用含有弹性体的阀门时,重要的是要确保所使用的材料与您的应用介质兼容。

一种常用的鉴定化学相容性的资源是Cole-Parmer化学相容性数据库。这是一个很好的工具,用于确定阀门组件和应用介质之间的基本化学相容性。

材料从哪里来也同样重要。一些经销商可能从世界各地的制造商采购球阀,因此总是存在设计不一致或功能问题的可能性。国内制造商的阀门通常提供更可靠、更持久的产品。

塑料球阀是经济的,但不应用于高温环境,而且与金属球阀相比寿命更短。为了最大程度的安全,高压气体应该与金属阀门一起使用。重要的是要确保阀体和密封材料与将流经阀门的介质一起使用时是安全的。

 

 

图2 球阀制造元件

3.额定温度和压力

在确定适用性时,重要的是同时考虑阀门介质的压力和温度,通常称为压力/温度额定值。一般来说,随着介质压力的增加,介质温度必然降低,反之亦然。

压力/温度额定值将影响适当的材料,阀门设计和阀门密封材料应该使用。这一点,再加上循环频率,都是对球阀寿命有重大影响的因素。在压力/温度额定值附近的应用中使用的球阀,如果不经常循环(打开或关闭),则可以使用数年。如果阀门经常循环使用,同一应用中的同一阀门可能需要频繁更换。

您的特定阀门介质越接近阀门压力/温度额定值的上限,球阀的循环(开启/关闭)就越少。

4. 驱动

给球阀提供动力的方法不止一种。手动球阀是通过转动阀上的杠杆或手柄来控制的。由于这些阀门必须由操作人员提供动力,对于高循环应用或位于难以到达的地方的阀门,它们不是正确的选择。

通过增加驱动机构,执行球阀可以实现自动化和远程控制。你可能会看到以下选项:

  • 气动球阀适用于接触压缩空气的环境。它们提供快速的循环时间和高耐用性。
  • 电动球阀应用于要求低循环速度或不能接触压缩空气的应用场合。较慢的指数时间有助于防止水锤在高压应用。你可能还会看到这些叫做“电动球阀”。
  • 液压球阀的工作原理与气动球阀相似,但提供更多的扭矩输出。这些执行器通常比其他执行器选项更昂贵,可能需要额外的组件才能正常工作。

虽然气动执行机构是最耐用的选择,但在大多数应用中,所有类型的执行机构(气动、电动、液压)都比球阀的使用寿命长。无论选择哪种执行器,它都有可能延长多个阀门的使用寿命。

电动球阀又称电动球阀或旋转球阀,是球阀自动化最常用的选择。这些产品使用电动机构来操作球阀和控制介质的流量,如下图。

 

 

图3 电动球阀

5. 维护

对于执行机构球阀,阀门密封几乎总是第一个发生故障的部件,当阀门处于关闭位置时,通常会出现阀杆密封泄漏或阀座下游泄漏的情况。由于这个原因,通常尝试通过更换软密封来修复阀门。

如果您计划在您的应用系统中维护阀门,那么重要的是选择适用于使用性能的阀门,例如三片式球阀。这些阀门的设计使阀门的中心部分和密封件可以轻松安全地更换。一片式和两片式球阀不适合拆卸,应该更换而不是维修。好消息是,更换球阀的成本只占执行球阀总成总成本的一小部分。根据执行机构的品牌和质量,在需要更换之前,一个执行机构将承载多个球阀。

一个执行机构的使用寿命通常比多个球阀的使用寿命长,因此您应该更频繁地更换球阀而不是执行机构。在阀门可能遭受严重磨损的应用场合,考虑到阀门的正常使用,应该考虑采用三片式球阀。

最终,无论介质或应用工况,磨损都是可预期的。但是,通过正确的安装和正确的材料结构,您可以最大限度地延长球阀的使用时间,保证应用系统长周期稳定运行。

2022年1月8日 12:23
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