第三章閥門的部件與材料

1、第三章 閥門的部件與材料 普通閥門分閥體與閥蓋、關閉件、閥桿及其他三部分組成，本章就這幾個部分介紹閥門的部件和材料。3.1 閥體與閥蓋 閥體與閥蓋是閥門的大件，它要承受介質的壓力，適應一定的溫度范圍，具有一定的耐腐蝕性能，因而它決定著閥門的重量和經濟性，在選擇材料時往往重點考慮。 普通閥門的閥體、閥蓋，多用金屬材料鑄造或鍛造而成。一般來說，鑄件可以形狀復雜而結構合理，鍛件形狀較簡單，但強度高。 常用的金屬材料有灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、銅合金、碳鋼、Cr5Mo鋼、1Cr18Ni9Ti鋼、Cr18Ni12Mo2Ti鋼、12Cr1MoV鋼等。3.2 關閉件 關閉件，也叫密封件，狹義地說，是指跟隨

2、閥桿動作的閥瓣、閘板之類；廣義地說，包括閥體上的閥座。這里所說的是后者。 關閉件是直接影響閥門可靠性的重要部件，體積很小，在結構和材料選擇上，對于經濟性的考慮較少，而力求關閉密合嚴實，使用長久。 3.2.1 關閉件的密合形式 1）、平面密合，如圖3-1所示。 這種密合形式，制作容易，但閥桿所受軸向力大，不容易關嚴。 2）、錐面密合，如圖3-2、3-3所示。 圖3-1 平面密合 圖3-2 錐面密合（一） 圖3-3 錐面密合（二） 這種密合形式，密合性強，關閉牢靠，在高壓和小口徑閥門中廣泛使用；但關閉瞬間接觸面磨損較大。 針形閥屬于這一類型。 3）、球面密合，如圖3-4、3-5所示。 這種密合有的

3、是線接觸，有的是面接觸（例如球閥），密合效果都不差，但是制作修理較復雜。 4）、刀形密合，如圖3-6所示。 這種密合形式，接近于線接觸，關閉省勁，可用于真空閥及其他類似閥門，制造容易，但經不住高壓，損壞較快。 這些密合形式，跟前述常用閥門相對照，那么閘閥是平面密封，關閉件的運動是平移；碟閥和旋啟式止回閥也是平面密封，但關閉件是旋轉的；旋塞件是錐面密封，但錐體（旋塞體）是旋轉的。截止閥采用的密合形式多樣。 圖3-4 球面密合（一） 圖3-5 球面密合（二） 圖3-6 刀形密合 3.2.2 閥瓣與閥座的密封圈結構 為了密合可靠，在截止閥、閘閥等的閥瓣、和閥板閥座中，往往用另外合適材料做成密封圈裝入

4、，而利用鋼鐵材料本身做密合面的，只是用于油類等不易腐蝕、生銹的一部分閥門。 下面介紹幾種常見的密封圈結構形式。 1、軟質材料，用螺栓固定于閥瓣。如圖3-7所示。圖3-7 軟質材料密封圈結構 這種結構型式便于維修，如使用條件許可，有些其他材料的平面密合截止閥也可以采用。 2、金屬壓入。如圖3-8、3-9、3-10所示。 圖3-8 金屬壓入式（一） 圖3-9 金屬壓入式（二）圖3-10 金屬壓入式（三） 壓入材料，以不銹鋼、銅合金為多。 3、螺紋擰入。如圖3-11、3-12所示。 基體一般是鋼的，密封圈也是強度較高的金屬。 4、堆焊。如圖3-13、3-14所示。 堆焊材料一般為不銹鋼、硬質合金。其

5、中，圖3-14，堆焊后壓入的復合形式。 圖3-11 螺紋擰入式（一） 圖3-12 螺紋擰入（二） 圖3-13 堆焊結構（一） 圖3-14 堆焊結構（二）3.2.3 密封圈材料 密封圈對于閥門工作的可靠性和使用壽命，往往起關鍵性作用。選用密封圈，必須注意密合性能好，耐腐蝕，耐摩擦，耐沖刷，與閥門工作的溫度、壓力相適應，便于加工和修理。 軟質材料，密合性能好，便于修理和更換，在使用條件不苛刻的地方，可優(yōu)先采用。常用的軟質材料，有皮革、天然橡膠、合成橡膠、尼龍、聚乙烯、聚丙烯、氟朔料等。其中聚四氟乙烯（氟朔料的一種），耐腐蝕性能優(yōu)異，溫度適應范圍廣（從-180到+200），摩擦系數小，做密封圈比較理

6、想。 但軟質材料總不如硬質材料（金屬）堅固，所以普通工業(yè)閥門的密封圈，還是以硬質材料為多。 常用硬質材料，有銅合金、巴氏合金、不銹鋼、硬質合金、滲透氮。 銅合金：適用于水或蒸汽，耐磨性好，低壓閥門（）用得較多，工作溫度不超過250。 不銹鋼：適用于高溫、高壓和腐蝕性的介質。例如鉻不銹鋼（常用牌號有2Cr13、3Cr13）,適用于450以下的水、蒸汽和石油；鉻鎳鈦不銹鋼（常用牌號有1Cr18Ni9Ti），能耐硝酸等腐蝕性介質，耐溫可達600，做密封圈使用很廣。 硬質合金：如鈷基合金，耐腐蝕性、耐摩擦性和耐沖刷性都好，使用壽命長，是比較理想的密封圈材料，一般采用堆焊后再加工的方法制造。 滲氮鋼：鉻

7、鉬鋁合金鋼（常用牌號為38CrMoA1A）經滲氮處理后，可在540以下的蒸汽介質中耐久使用，目前電站閥門廣泛采用。 硬質材料密封圈性能，主要取決于兩個密封圈的加工，研磨越精細，密合性能越好。 3.3 閥桿及其他 閥桿是上下運動和承受軸向的重要零件，下部與關閉件相連接，上部受手輪等操縱件控制，上下聯(lián)動實現閥門的啟閉。 3.3.1 閥桿材料 閥桿是運動件和受力件，且常與密封填料摩擦，處于介質的浸泡之中，因此所選材料要有足夠的強度和良好的韌性、抗擦傷性、耐溫性和耐蝕性。加工光潔度力求高等級。 普通閥門的閥桿，常用以下材料：碳素鋼、合金鋼、不銹鋼、耐熱鋼。 3.3.2 閥桿與關閉件的連接 閥桿與關閉件

8、（閥瓣、閘板）的連接，要求是：連接可靠；轉動閥桿時，閥瓣不與閥體密封面相互摩擦；閥瓣與閥體密封面之間能調整；便于維修。 1）、下螺母連接，如圖3-15所示。 這種形式，結構簡單，易做易換，多用于小口徑高壓截止閥，但不適用于大口徑，因為對閥座密封面的對中調整性較差。 2）、T形槽連接，如圖3-16所示。 這種形式，常用于公稱通經100毫米以下的截止閥。密合調整性強，但連接不很可靠。 圖3-15 下螺母連接 圖3-16 T形槽連接 圖3-17 上螺母連接 圖3-18 對開環(huán)連接 3）、上螺母連接，如圖3-17所示。 這種形式，連接可靠，有一定調整性，便于修換。 4）、對開環(huán)連接，如圖3-18所示。

9、 這種形式，連接可靠，用于壓力、溫度較高和腐蝕性介質的截止閥。 5）、鋼絲圈連接，如圖3-19所示。 這種形式，用于無腐蝕性介質和不重要閥門，維修很方便。 6）、輾合連接，如圖3-20所示。 這種連接，閥瓣用閥桿端部周圈輾牢，不致脫落。但閥瓣損壞時，不好單獨更換。僅用于小口徑截止閥。 圖3-19 鋼絲圈連接 圖3-20 輾合連接 以上是截止閥閥瓣與閥桿連接的幾種基本形式，其他連接形式還很多。 針形閥，閥瓣與閥桿為一體。 圖3-21 閘板螺紋連接 圖3-22 閘板T形槽連接下面接著介紹的是閘閥閘板與閥桿連接的常見形式。 7）、閘板螺紋連接，如圖3-21所示。這種連接形式，用于暗桿式閘閥。8）、閘

10、板T形槽連接，如圖3-22所示。這種連接形式，用于明桿單閘板閥門。 9）、螺紋閘板架連接，圖3-23便是這一連接的閘閥。這種形式，在明桿雙閘板閥門中廣泛采用。 閘閥中，閘板與閥桿的連接形式還有很多，這里不一一列舉。圖3-23 螺紋閘板架連接3.3.3 閥桿與操縱件的連接 閥桿上部，連接著手輪、手柄等操縱件。連接的形式有： 1）、直接固定連接，如圖3-21。這種連接，閥桿隨著操縱桿旋轉，使用較廣泛。 2）、螺母活動連接，見圖3-23。螺母與手輪固定，作一體旋轉，閥桿并不旋轉，只作升降運動。用于明桿閥門。 圖3-24 撞擊式連接 圖3-25 滾珠螺母連接 3）、撞擊式連接，見圖3-24所示。這種連接用于某些高壓閥門；為了增大開啟力和關閉力，在手輪與閥桿螺母的連接處，留有適當空間，可讓手輪游動很大角度，在開閉閥門的瞬間，猛烈旋轉手輪，使它對閥桿螺母產生一個撞擊力，這個力量大大超過單純旋轉手輪的力量。 4）、滾珠螺母連接，如圖3-25所示。這種連接，是閥桿與螺母之間放置滾珠，螺母轉動時，滾珠跟著前進，使閥桿升降。滾珠又有上下孔相連通，可周而復