高溫濃硫酸專用襯氟蝶閥
作者：永嘉亞特防腐閥門有限公司 來源：http://www.akanti.cn 更新時間：2022-03-09 11:23:42 點擊次數：
高溫濃硫酸專用襯氟蝶閥
1 概述
高溫濃硫酸屬強氧化性酸，腐蝕性強，近20年來，襯氟塑料的各種閥門以其優異的耐腐蝕性能得到業內同仁們的關注。實踐證實，這些襯氟塑料的閥門普遍存在抗沖蝕性差、使用壽命短、不耐負壓、維修費用高等問題。采用耐腐蝕的金屬硬密封蝶閥用于硫酸裝置，在閥門關閉時蝶板密封面與彈性閥座相吻合，密封副在介質壓力的作用下產生微小的彈性變形，從而實現密封。常用的耐腐蝕金屬閥門有濃硫酸直角閥、濃硫酸球閥、濃硫酸截止閥、濃硫酸單閘板閥、濃硫酸蝶閥等。它們的共同特點是：閥體、蝶板口材料的耐腐蝕性能欠佳，閥門關不嚴易漏，使用壽命短。隨著硫酸工業技術的飛躍發展，對閥門也提出了更苛刻的要求，普通襯氟軟密封蝶閥已經不能適應高溫濃硫酸泵出口的特殊工況要求?，F介紹一種密封性能好、使用壽命長的高溫濃硫酸蝶閥，供參考。
2 形狀結構及規格
襯氟蝶閥用合金球墨鑄鐵和DS-1高硅不銹鋼制造，專用于w（H2SO4）=93%～98%高溫濃硫酸管路調節酸流量或截斷管路內硫酸流量，其構造見圖1。
襯氟蝶閥的主要連接尺寸標識見圖2，1.0MPa襯氟蝶閥的主要規格見表1。它可根據用戶需求，配置手動、電動操作系統，連接結構有對夾和法蘭。
3 三偏心金屬密封原理
金屬硬密封蝶閥要在高溫濃硫酸工況下長期使用，要求其密封性能好，操作靈活。因此，金屬硬密封蝶閥的密封結構至關重要。
常規的高性能蝶閥是兩個偏心，一個偏離管道中心線，另一個是偏離密封面中心線，目的是減少閥座與密封件之間大約20°行程的摩擦。襯氟蝶閥將蝶板改成平截斜圓錐體，構成三偏心結構，不僅起到了凸輪作用，而且消除了在閥門行程中密封件和閥座之間的所有接觸摩擦，從而延長了閥門的使用壽命。
三偏心金屬密封具有如下優點：①無磨擦轉動；②有扭矩，產生彈性密封；③楔形設計確保密封面接觸均勻。其密封原理。
4 耐腐蝕材料的選用
金屬硬密封蝶閥要在高溫濃硫酸工況下長期使用，其閥體和密封副材質的選擇尤為重要，材料的配對決定了蝶閥的使用壽命。
硫酸能夠沿著連續的片狀石墨組織滲入鑄鐵內部，因此這種組織耐硫酸腐蝕性能差；而不連續的球狀石墨組織可防止硫酸向鑄鐵內部滲透，因而可有效改善鑄鐵的耐蝕性。
合金球墨鑄鐵在高溫濃硫酸泵上可常年使用，實踐證明它很耐濃硫酸腐蝕，因此，合金球墨鑄鐵是制造蝶閥閥體、蝶板、閥桿等的優良材料。在球墨鑄鐵中加入鉻（Cr）使其內部組織細化，減少石墨含量，增加珠光體的含量，從而提高球墨鑄鐵耐濃硫酸腐蝕的性能。更重要的是，低鉻合金鑄鐵在濃硫酸中腐蝕后生成的Cr2（SO4）3形成鈍化膜，增強了對基體的保護。因此，低鉻合金球墨鑄鐵耐濃硫酸腐蝕的性能明顯改善。在球墨鑄鐵中加入銅（Cu）可使其更快地進入鈍化狀態，從而提高耐高溫濃硫酸腐蝕的性能。
DS-1高硅不銹鋼是按“金屬十級腐蝕標準”的第4級耐蝕標準（即腐蝕速度不高于0.05mm/a）來設計，它在高溫濃硫酸中的腐蝕速度見表2。
高硅不銹鋼在高溫濃硫酸中的腐蝕速度
在氧化性介質中，DS-1高硅不銹鋼表面會形成一種復雜的SiO2保護層，從而具有優良的耐熱濃硫酸腐蝕的性能。它在80℃和120℃的w（H2SO4）為98%的硫酸中長時間浸泡后，在顯微鏡下未發現晶間腐蝕、點腐蝕、縫隙腐蝕。研究還發現，DS-1高硅不銹鋼在高溫濃硫酸中應力腐蝕開裂不敏感，且對其固溶處理后具有優良的力學性能、變形性能和工藝性能，是制造蝶閥密封圈和堆焊蝶板外圈的優良金屬材料。
襯氟蝶閥采用合金球墨鑄鐵和DS-1高硅不銹鋼這兩種材質科學搭配（已取得中國專利）制造而成，其閥體、閥桿、蝶板采用合金球墨鑄鐵制造，密封圈采用DS-1高硅不銹鋼制造，蝶板口也堆焊DS-1高硅不銹鋼。為防止閥桿泄漏，閥桿密封采用氟橡膠“O”形圈密封，填料壓生氟塑料繩。
5 結束語
襯氟蝶閥由以上兩種合金相互搭配，外形小巧新穎，使用壽命長，價格低廉。以公稱直徑為100mm的濃硫酸專用的各種閥門為例，它們的外形尺寸與質量的對比見表3。由表3可見，襯氟蝶閥體積小、質量輕，僅為其他閥門質量的1/2。
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