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制冷系統(tǒng)閥門常見問題與改進(jìn)措施
類別：新聞動(dòng)態(tài) 作者：guanli 日期：2017/6/14 9:11:09
制冷系統(tǒng)中閥門起著至關(guān)重要的作用，閥門啟閉性，直接影響著制冷系統(tǒng)的技術(shù)性能，而閥門的防泄漏性能，則影響著制冷系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。
1980s年代寧波地區(qū)制冷系統(tǒng)十余次較大的事故中，有四起是因閥門閥芯卡死、關(guān)閉不嚴(yán)、閥蓋斷裂、法蘭斷裂引發(fā)【1】。
2004年6月，湖北某化工廠因加氨閥門壓蓋破裂，填料滴漏，造成大量噴泄【2】。這些漏氨、事故，給制冷系統(tǒng)人員、設(shè)備造成了重大影響。
【3】。為保障制冷系統(tǒng)，許多制冷系統(tǒng)選用了閥門，但昂貴的價(jià)格給企業(yè)帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。相對(duì)于制冷壓縮機(jī)等核心部件與自動(dòng)控制閥門等精密控制部件，一般的手動(dòng)閥門并無太高的技術(shù)門檻，只要進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)并加強(qiáng)生產(chǎn)管理，國(guó)產(chǎn)閥門可以滿足制冷系統(tǒng)的要求。
１．閥門常見問題與改進(jìn)措施
1.1鑄鋼閥閥體砂眼、氣孔
鑄鋼閥是制冷系統(tǒng)中主要采用的閥門之一。鑄造閥的主要問題是砂眼與氣孔。盡管現(xiàn)代鑄造技術(shù)可以將爐料中的氣體在融化之前利用真空泵抽出，熔煉過程中也可維持高真空度，但由于鑄件凝固區(qū)間較窄，型導(dǎo)熱能力強(qiáng)，使得凝固速度很快。充填過程中卷入的氣體將無法及時(shí)從排氣孔或澆口內(nèi)排出，終在鑄件內(nèi)形成氣孔。
2014年，長(zhǎng)慶油田技術(shù)檢測(cè)中心共檢驗(yàn)各類閥門170284只，其中外觀檢測(cè)不合格2817只，主要有砂眼、氣孔、裂紋、機(jī)械損傷、縮孔等【4】。
鑄改鍛是閥門行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)【5】。東冷鍛鋼閥，是利用3000t鍛壓機(jī)，通過鍛造金屬的鑄態(tài)疏松、焊合孔洞，其機(jī)械性能于同樣材料的鑄件。并鑄件存在的砂眼、氣孔、縮孔等隱患。
與鑄造閥門相比，焊接閥門剛性差，承壓后的彈性變形影響密封性能。此外，焊接過程中正火處理不當(dāng)，會(huì)存在殘余焊接應(yīng)力，將影響到閥門工作的性能。
東冷鍛鋼閥，通過鍛造金屬材料性能提高，剛性、性好，不存在殘余應(yīng)力。
1.3閥桿泄漏
閥桿泄漏是制冷系統(tǒng)中常見的問題，由于反復(fù)開關(guān)，閥桿與填料之間產(chǎn)生摩擦，填料磨損引起泄漏。減少閥桿泄漏除選擇密封性能優(yōu)良、性能良好的填料之外，填料的精度、裝配壓緊度等也是閥門設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。東冷閥門采用柔性四氟石墨填充料，密封性能好。
1.4閥瓣脫落
傳統(tǒng)的制冷閥門，閥瓣利用銷釘與閥桿底部環(huán)形凹槽連接，長(zhǎng)時(shí)間使用，銷釘會(huì)由于磨損、松動(dòng)，導(dǎo)致閥瓣脫落。東冷閥門閥瓣與閥桿之間采用軸承連接，提高了連接強(qiáng)度，減少了摩擦阻力，可有防閥瓣與閥桿脫落，延長(zhǎng)閥桿與閥瓣的使用壽命。
1.5閥瓣密封圈脫落
目前制冷閥門閥瓣一般采用聚四氟乙烯密封，聚四氟乙烯密封圈鑲嵌在閥瓣底部的環(huán)形凹槽中，長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用后，密封圈會(huì)出現(xiàn)脫落。東冷閥門在閥瓣密封圈下部增設(shè)了螺紋擋圈，##密封圈不會(huì)脫落。
1.6閥桿結(jié)冰
制冷系統(tǒng)中在低于0℃工況下工作的閥門，閥桿處結(jié)冰是不可避免的。對(duì)于始終處于低溫工作的閥門，閥桿結(jié)冰也無大礙，但對(duì)于熱氣融霜管路上的閥門。在正常制冷時(shí)，閥桿結(jié)冰，熱氣融霜時(shí)，冰融化。這時(shí)，若閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，閥桿處會(huì)有水分滲入。當(dāng)閥門再次低溫工作時(shí)，閥桿與填料之間就會(huì)結(jié)冰。填料結(jié)冰時(shí)，開關(guān)閥門會(huì)造成填料的破壞，這是制冷系統(tǒng)閥門閥桿泄漏的主要原因。現(xiàn)在市場(chǎng)供應(yīng)的閥門，大多是按照國(guó)標(biāo)《氨用截止閥和升降式止回閥》GB/T26478—2011生產(chǎn)的，其設(shè)計(jì)工作溫度不低于-30℃，且閥桿外露，屬于保溫的薄弱環(huán)節(jié)。東冷閥門采用長(zhǎng)頸閥蓋結(jié)構(gòu)，可增加閥門的保溫厚度，使閥桿填料遠(yuǎn)離閥體中介質(zhì)，處于相對(duì)較高的溫度區(qū)，減少結(jié)冰及由此引起的填料破壞，減少泄漏。
1.7分配站閥組應(yīng)力破壞
制冷工程安裝中困難、易出現(xiàn)泄漏的部位是分配站。由于閥件多、間距小，焊接變形無法避免。對(duì)于鑄造閥，因其是法蘭閥，分配站制作時(shí)，必須先焊接、后組裝。由于分配站集管在焊接時(shí)產(chǎn)生的熱變形，使得按統(tǒng)一長(zhǎng)度下料焊接組裝的各分支閥件長(zhǎng)度無法滿足集管變形后的長(zhǎng)度要求。組裝時(shí)，只有依靠法蘭螺栓進(jìn)行緊固，結(jié)果分配站法蘭、焊口拉裂的事故時(shí)有發(fā)生。而分配站處閥件密集，一旦出現(xiàn)泄漏，維修非常困難。流體管件焊接閥門由于尺寸較大，有時(shí)無法滿足分配站焊接要求。
東冷鍛鋼閥門為焊接閥門，閥體尺寸小，焊接連接，可通過改進(jìn)分配站各分支閥件的焊接順序、有效緩解因集管焊接變形帶來的影響。
1.8-30℃以下蒸發(fā)溫度制冷閥門難覓
食品冷凍冷藏行業(yè)是制冷技術(shù)主要的應(yīng)用區(qū)域。食品的腐敗變質(zhì)主要是由微生物的生命活動(dòng)和食品中的酶所進(jìn)行的生物化學(xué)反應(yīng)造成的。微生物的繁殖以及酶的作用需要有適當(dāng)?shù)臏囟葪l件，冷凍冷藏的原理就是在低溫條件下，微生物喪失活力、酶的作用受到抑制。為了延長(zhǎng)貨架期，提高儲(chǔ)藏品質(zhì)，食品冷藏溫度有越來越低的趨勢(shì)。我國(guó)早期的低溫庫溫度一般為-18℃，對(duì)應(yīng)的制冷系統(tǒng)蒸發(fā)溫度為-28℃。因而國(guó)標(biāo)《氨用截止閥和升降式止回閥》GB/T26478—2011規(guī)定， 球墨鑄鐵類閥門與流體管件焊接類閥門的使用溫度均不低于-30℃。但現(xiàn)在很多冷藏企業(yè)的低溫儲(chǔ)藏溫度達(dá)到了-25℃ ～-35℃，其制冷系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的蒸發(fā)溫度達(dá)到-35～-45℃，而速凍機(jī)的蒸發(fā)溫度往往達(dá)到-45℃～55℃。在這樣的溫度下，按現(xiàn)行國(guó)標(biāo)生產(chǎn)的閥門顯然無法滿足要求。東冷閥門采用鍛造技術(shù)，其材質(zhì)與工藝均能滿足現(xiàn)有制冷系統(tǒng)的要求。
1.9鑄鋼閥存在縮孔流動(dòng)阻力大
液態(tài)合金屬從澆注溫度至凝固冷卻到室溫的過程中體積和尺寸都會(huì)存在不同程度的減少的現(xiàn)象，鑄件會(huì)產(chǎn)生許多缺陷：縮孔,裂紋，變形殘余應(yīng)力等。由于縮孔，閥門的流動(dòng)阻力大，增加了制冷系統(tǒng)的能耗。東冷鍛鋼閥門不存在縮孔，在設(shè)計(jì)上，又提高了閥瓣的開啟高度，增加了閥體的流通截面，使得制冷劑的流動(dòng)阻力更小
1.10二氧化碳制冷系統(tǒng)無專用閥門
由于CFCS對(duì)大氣臭氧層和大氣變暖的影響，保護(hù)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)CFCS替代成為共同關(guān)注的問題。作為環(huán)鏡友好型的自然工質(zhì)，CO2重新受到重視，國(guó)內(nèi)外都已建成大量成功案例。但與傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)相比，二氧化碳制冷系統(tǒng)的工作壓力較高, 其亞臨界循環(huán)壓力達(dá)在4MPa左右。按照國(guó)標(biāo)《氨用截止閥和升降式止回閥》GB/T26478—2011的規(guī)定， 球墨鑄鐵類閥門與流體管件焊接類閥門的工程壓力為PN25。原有的氨、氟用制冷閥門無法滿足二氧化碳制冷系統(tǒng)的要求。東冷牌制冷閥門已獲得山東省技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)的B1、B2級(jí)生產(chǎn)許可證，可生產(chǎn)PN25、PN40、PN63 三個(gè)級(jí)別的閥門生產(chǎn)許可證，可以滿足二氧化碳及其他制冷系統(tǒng)的需要。元件組合、過濾器獲得山東省技術(shù)監(jiān)督局B級(jí)生產(chǎn)許可證。
1.11雙閥頭閥
2．結(jié)束語
制冷系統(tǒng)中，閥門起著至關(guān)重要的作用。經(jīng)過二十六年的不懈努力，通過對(duì)制冷閥門常見故障的調(diào)查分析，借鑒國(guó)內(nèi)外知名品牌與高壓閥門的設(shè)計(jì)思路，東冷閥門在材料、工藝、密封、閥瓣連接與固定、承壓能力等方面進(jìn)行了技術(shù)革新。使產(chǎn)品在密封性能、壓力等級(jí)、性等方面均得到了較大幅度的提高，為制冷系統(tǒng)的運(yùn)行提供了保障。
