氧氣閥門類型如何選擇?選用氧氣閥需要特別注意!
首先,氧氣閥門是特種閥門,絕不能用普通閥門替代或簡單脫脂后使用。
氧氣具有強(qiáng)氧化性,強(qiáng)助燃性,在特定條件下(高壓、高濃度、存在可燃物、摩擦或撞擊)極易引發(fā)燃燒甚至爆炸事故。所以氧氣閥門的設(shè)計(jì)、選型和使用都有特殊要求。
氧氣閥門的主要類型有:
氧氣閥門類型 | 特點(diǎn) | 適用場景 |
氧氣專用截止閥 | 閥瓣與閥座間幾乎無摩擦,接觸后即能切斷關(guān)閉 | 公稱壓力≤PN40且DN≤400,或PN≤160且DN≤250 |
氧氣專用球閥 | "防火型"聚四氟乙烯軟密封,防靜電設(shè)計(jì) | 高壓大尺寸場合(如PN>40且DN>400) |
氧氣專用止回閥 |
避免金屬閥瓣直接打擊金屬閥座,杜絕火花 | DN<50用升降式,DN50-100用旋啟式(溫度≤200℃) |
氧氣減壓閥 |
通過調(diào)節(jié)螺釘控制輸出壓力,高壓室連接鋼瓶 | 鋼瓶氧氣壓力調(diào)節(jié) |
氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥 |
壓縮空氣驅(qū)動(dòng),需配合安全操作規(guī)程使用 | 工業(yè)氧氣壓力調(diào)節(jié) |
截止閥:
優(yōu)點(diǎn): 密封性好(金屬硬密封或軟密封),流阻可控制(通過閥瓣形狀設(shè)計(jì)),不易產(chǎn)生顆粒摩擦(相對而言),適用于需要嚴(yán)密關(guān)閉的場合。是氧氣系統(tǒng)最常用、最推薦的閥門類型之一,尤其是波紋管密封截止閥。
缺點(diǎn): 流阻較大,不適合需要全通徑的場合。
球閥:
優(yōu)點(diǎn): 全通徑時(shí)流阻極小,開關(guān)迅速,操作扭矩小。
缺點(diǎn): 開關(guān)瞬間流速極高(尤其在高壓差下),易產(chǎn)生絕熱壓縮;閥座與球體摩擦可能產(chǎn)生熱量和顆粒;軟密封材料相容性需嚴(yán)格驗(yàn)證;必須選用全通徑球閥,并在操作時(shí)嚴(yán)格控制開關(guān)速度(緩慢操作)以避免危險(xiǎn)的高速氣流。 金屬硬密封球閥需注意摩擦生熱風(fēng)險(xiǎn)。
應(yīng)用: 常用于需要低流阻或快速切斷但對開關(guān)速度有嚴(yán)格控制的場合。
閘閥:
優(yōu)點(diǎn): 全通徑時(shí)流阻小。
缺點(diǎn): 開關(guān)過程中閥板與閥座摩擦嚴(yán)重,極易產(chǎn)生高溫顆粒和熱點(diǎn);閥腔內(nèi)容易積存污物和氧氣;在純氧、中高壓系統(tǒng)中是嚴(yán)格禁止使用的閥門類型! 僅可能在低壓、低純度、且對清潔度要求不高的空氣分離設(shè)備上游等特定場合謹(jǐn)慎使用。
蝶閥:
優(yōu)點(diǎn): 結(jié)構(gòu)緊湊,重量輕,流阻相對較小。
缺點(diǎn): 閥板與閥座始終接觸(偏心設(shè)計(jì)除外),開關(guān)過程存在摩擦;閥桿密封處是薄弱點(diǎn);軟密封材料相容性需驗(yàn)證;金屬密封摩擦風(fēng)險(xiǎn)高。
應(yīng)用: 常用于大口徑、中低壓氧氣系統(tǒng),需選用高質(zhì)量、專為氧氣設(shè)計(jì)的閥門,并嚴(yán)格控制操作速度。
止回閥:
類型: 升降式止回閥(易產(chǎn)生撞擊)、旋啟式止回閥(閥瓣與閥座摩擦)、軸流式止回閥(流阻小,動(dòng)作平穩(wěn),推薦用于氧氣)。
關(guān)鍵: 必須選用專為氧氣設(shè)計(jì)的類型(如軸流式),避免突然關(guān)閉產(chǎn)生水錘或高速回流。
選用氧氣閥需要特別注意
1、材質(zhì)選擇?:閥體等部件常選用不銹鋼材質(zhì),經(jīng)酸洗、鈍化處理,確保高耐腐蝕性和長壽命。部分部件采用銅合金,具有不可燃性。
閥體、閥蓋、閥芯(球、閥瓣、閘板等)、閥桿:
奧氏體不銹鋼(如 316, 316L - 低碳級至關(guān)重要)。304(L)也可用于部分場合,但耐蝕性稍遜于316(L)。
銅合金: 黃銅、青銅(常用于低壓、小口徑閥門,注意脫鋅腐蝕風(fēng)險(xiǎn))。
Monel (鎳銅合金): 耐蝕性優(yōu)異,尤其適合高壓、高純氧,但成本高。
Inconel (鎳鉻合金): 用于極端條件(超高壓、高溫)。
嚴(yán)禁使用: 碳鋼、鑄鐵(極易氧化生銹,產(chǎn)生點(diǎn)火源和污染物)、鋁(某些鋁合金在高壓氧下易燃)、鈦(純氧中極易燃燒)。
2、密封:采用特殊密封結(jié)構(gòu)如預(yù)緊力密封,保證正反向均能阻斷氧氣流動(dòng)。部分球閥采用彈簧預(yù)緊浮動(dòng)閥座,確保全開或全關(guān)狀態(tài)下都能阻斷流體。
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金屬密封: 不銹鋼、Monel等。需注意硬度匹配和表面光潔度以減少摩擦。
非金屬軟密封: PTFE(聚四氟乙烯) - 惰性極好,阻燃,但冷流性和耐磨性是考慮點(diǎn)。PCTFE(聚三氟氯乙烯)性能更優(yōu)但成本高??捎玫柚?jǐn)慎評估: 改性PTFE、全氟醚橡膠(如Kalrez, Chemraz)、部分氟橡膠(如Viton,需確認(rèn)具體牌號和等級,且避免用于高流速區(qū)域)。必須選擇有明確氧氣相容性認(rèn)證的牌號。
嚴(yán)禁使用: 天然橡膠、丁腈橡膠(NBR)、乙丙橡膠(EPDM)、硅橡膠等可燃或易與氧反應(yīng)的彈性體。
填料/閥桿密封:波紋管密封: 最理想的選擇,提供零泄漏密封,完全隔絕氧氣與大氣接觸,避免填料摩擦生熱和油脂污染風(fēng)險(xiǎn)。強(qiáng)烈推薦用于中高壓、關(guān)鍵或危險(xiǎn)位置的氧氣閥門。填料密封:材料:PTFE編織填料(V型或編織成型)、膨脹石墨(柔性石墨)環(huán)。同樣需氧氣相容性認(rèn)證。設(shè)計(jì):填料函結(jié)構(gòu)需利于散熱,填料壓蓋不宜過緊(減少摩擦扭矩和發(fā)熱),有時(shí)需設(shè)計(jì)吹掃接口(通惰性氣體保護(hù))。
墊片材料:金屬纏繞墊(不銹鋼+柔性石墨/PTFE)、PTFE墊片、改性PTFE墊片、膨脹石墨墊片。同樣需氧氣相容性。
3、安全設(shè)計(jì)?:設(shè)計(jì)有防靜電和耐火結(jié)構(gòu),各零部件嚴(yán)格進(jìn)行脫脂處理,裝配時(shí)測量靜電導(dǎo)通電阻(<10Ω),采用防靜電潤滑脂。
脫脂-所有氧氣接觸的部件在最終裝配前必須進(jìn)行徹底的脫脂處理,以去除任何油脂、油污、加工冷卻液等碳?xì)浠衔镂廴疚铩3S梅椒òㄈ軇ㄐ柩鯕庀嗳萸乙讚]發(fā)無殘留,如特定等級的四氯乙烯、三氯三氟乙烷替代品等)清洗、水基清洗劑清洗、蒸汽清洗等。
4、清潔包裝: 閥門在脫脂后,必須在潔凈室環(huán)境下進(jìn)行裝配,并使用氧氣相容的潔凈材料(如特殊塑料袋)密封包裝,防止二次污染。包裝內(nèi)常充入干燥氮?dú)獗Wo(hù)。氧氣閥門在制造、裝配、測試、包裝、儲存和安裝的全過程都必須執(zhí)行嚴(yán)格的清潔程序。
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