目前調節低溫蝶閥失效分析及解決辦法

    LNG和液氮等低溫介質是在零下196°C的環境中使用，對于閥門設備材質的要求特別嚴苛，通常都要使用300系列的奧氏體銹鋼。在低溫環境中，金屬材料會發生相變，而且閥門材料零部件的熱膨脹系數也不一樣，在常溫下密封性能極好的閥門，在低溫環境中使用常常會發生泄露。

    是一種重量輕和價格相對便宜的閥門，閥門工作者設計三偏心蝶閥在低溫環境中使用。偏心蝶閥閥座的表面是由一個錐體的外表面加上一個圓形底面構成的。由于錐體是通過斜切加工的，錐體底面和錐軸并非成直角，閥座開口呈現圓形。考慮到上述事實，再加上閥體的外徑并非圓形，因此三偏心蝶閥不同部位的壁厚必定是不均勻的。橢圓形閥座在閥體內耳軸區的軸長較短，該區域內壁厚也就較大，因為閥座在這個部位的體積較小。另外，我們發現多數閥門在軸承區域的材料厚度確實更大，盡管技術上并不需要這樣。閥門的密封副通常是疊層材質，外形和閥座相匹配，所以也是橢圓形。從目前市場上供應的所有產品來看，密封復合層內側上的孔通常都是圓形。這會產生不良的后果，密封副最厚的部位恰恰就是閥體壁厚最薄的部位，而且反之亦然。

    三偏心蝶閥的疊層密封副必須具有多項功能。只有在密封副疊層的彈性和柔軟程度恰好能允許密封副彌補掉錐形閥座表面最細微的瑕疵時，密封副才能實現其主要功能：零泄露。此外疊層密封副還必須承受閥門關閉時的作用力，因為全部的壓差都會作用在閥碟上。密封副的第三項功能是充當蝶閥的限止裝置。當閥門達到關閉位時，疊層密封副必須能阻止執行器繼續動作。閥門設計師不得不尋找一種折中的辦法，使密封副同時實現這三種功能。疊層密封副必須比較柔軟并有足夠彈性，才能使閥門實現零氣泡密閉。與此同時還要有足夠的強度和剛性，才能承受閥門關閉后的壓差作用力，以及執行器扭矩造成的額外作用力。實踐證明這樣的折中點很難找到，如果是大尺寸或高壓差閥門就更困難了。對于用在深冷工況的三偏心蝶閥，那就難上加難了。

    鑒于上述原因的考慮，閥門工作者在三偏心蝶閥的基礎上考慮由于采用了四偏心設計，對密封副就可以采用普通的設計規范。這意味著密封副可以非常柔軟和彈性，不用具備其它功能。目前調節低溫蝶閥失效分析及解決辦法采用InconelX-750金屬彈性O型環就可以作為純金屬密封副用在這里，不用考慮再增加石墨等軟性材質。這種超級合金具有很好的回彈性，而且在低溫環境中具有良好的性能。不僅如此，四偏心設計還能將原本施加于疊層密封副上的所有作用力和扭矩都轉移到堅硬的不銹鋼實心閥碟上。

    這種低溫蝶閥閥體特意采用了各種壁厚都很均勻的設計。而且密封副的各處壁厚也是相同的。甚至在閥體的軸承區域也不存在額外的材料。這樣就保持了密封副、閥座以及閥門的各個部位都有相同的熱脹冷縮特性，而且是對稱的，大大提高蝶閥在低溫環境中使用的可靠性。