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陶瓷閥門:強腐蝕高磨損等極端管道輸送環境下的極佳選擇

發布日期:[2022-07-08]     點擊率:

“閥”作為用來控制流體的方向、壓力、流量的裝置在各項工程領域中必不可少。

閥門的基本功能是:截斷接通介質,調節流量,改變流向。閥門在管道輸送中主要對被輸送的介質起到控制和調節的作用。

金屬閥門的使用已有上百年的歷史,期間雖然也經過結構及材料的改進,但受金屬材料自身條件的限制,愈發不能適應特殊環境下高磨損、強腐蝕等惡劣工況的需要,使用壽命短、密封性差造成泄漏現象頻發等現象,都一定程度上影響了系統運行的穩定性。

伴隨著化工產業的飛速發展,各種強腐蝕、高溫高壓、劇毒等特殊工程的不斷增多,這對化工管路中常用的部件——閥門提出了更高的要求。而具有優越的強度、硬度、絕緣性、熱傳導、耐高溫、耐氧化、耐磨蝕、耐磨耗、高溫強度等特點,在非常嚴苛的環境或工程應用條件下,表現了高穩定性和優良的機械性能的新型陶瓷閥門應運而生。

陶瓷閥門

1. 新型陶瓷閥門的優勢特點

(1)使用壽命長。相比其他材質的閥門,陶瓷閥門在高溫強壓的工作環境下,表現出了超長的有效使用壽命,這不僅在一定程度上保證了化工運輸業的正常運行,也降低了化工生產的成本,提高了閥門的工作效率。

(2)適用范圍廣。陶瓷閥門適用的范圍較廣,比如電力生產、化工、冶金及采礦等,除此之外,還包括污水的處理等工業領域。

(3)制備工藝成熟。隨著科技的不斷革新與發展,陶瓷的制備工藝及流程愈發成熟和完善,比如陶瓷的產品配料比、陶瓷的加工與成型等重要的工藝環節通過新技術的應用更加成熟。

(4)原料來源廣。陶瓷閥門的制備原料來源較為廣泛,利用含有鋁和硅等元素的原料,經過加工處理,可以用來制備陶瓷。

(5)性能優越。陶瓷閥門耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等性能相對于其它類型的閥門來說較為優越,除此之外,它還具有良好的密閉性和導熱性能。

(6)制造成本低廉。由于制備陶瓷的原料選擇較為普遍,節約了大量稀有的金屬資源,而且陶瓷閥門的應用可以有效地減小工人的勞動強度,系統運行也比較平穩,整個系統的維護和閥門的更替等產生的費用相對較低,有效地節約了使用成本。

陶瓷閥密封面及流體接觸的部分硬度很高(洛氏HRA≥88以上)相當于洛氏HRC≥70以上,陶瓷閥性能穩定,且陶瓷件具有優越的自潤滑性,故陶瓷閥扭矩很小,便于遠程控制。

不銹鋼氣動陶瓷雙閘板閥Z644TC

2. 陶瓷閥門的常用組成和閥門類型

陶瓷材質在閥門具體組成中,通過陶瓷鑲嵌或粘結的方式在金屬表面設置一層陶瓷保護膜,以金屬作為陶瓷的支撐骨架體系。

其優點是:金屬部分的骨架具有較強的硬度和延展性,可以有效地克服陶瓷脆性大但強度較低的特點,也可以發揮陶瓷保護的作用。

第二種是以整體實心式的陶瓷結構為主,經過多層工藝處理,比如靜壓成型、熱壓下燒結等工藝,大程度避免了陶瓷閥門的局限帶來的技術工藝上的難題。

在陶瓷的應用過程中,閥門的連接方式需要根據陶瓷的屬性來選擇,比如陶瓷球閥和陶瓷蝶閥的設計和制造時,由于蝶閥和球閥結構比較特殊,所以不宜考慮鑲嵌或者粘結的方式,且球閥與蝶閥陶瓷的主要化學成分是ZrO2,陶瓷的燒制與處理過程和Al2O3型陶瓷也存在一定的差異。

3. 陶瓷閥門在工程領域的應用

目前陶瓷閥門已廣泛應用于電廠的煙氣脫硫(FGD)裝置、飛灰、除渣以及燃燒(噴煤)系統,鋼鐵廠的燒結機脫硫(EPC)工程,垃圾焚燒的煙氣凈化以及氯堿工業及廢水和固體廢物處理等行業中。

面對惡劣的工作環境,相比其他材質屬性的閥門,陶瓷閥門在化工管道中的應用具有獨特的優勢和良好的性能。例如可以:

(1)有效避免石灰石、石膏漿液與氯離子等雜質的磨損與腐蝕;

(2)有效防止具腐蝕性的工業粉塵及鋼粉、鐵粉的磨損;

(3)有效地處理固體廢物;

(4)滿足氯堿制造行業的生產需求。

伴隨社會對產品的環保、經濟、性能等要求越來越高、技術的不斷革新,使得陶瓷閥門使用范圍越來越廣、機械性能越來越穩定、經濟價值越來越高(在腐蝕性強、沖刷嚴重的工況條件下,其使用壽命是鈦、鎳等稀有金屬閥的2~5倍)。


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