一、阀门概述
1. 产品定义与用途
金属硬密封对焊式蝶阀是一种通过阀板绕偏心轴旋转实现介质截断或流通的阀门,其核心特点在于:
三偏心金属硬密封结构:阀板密封面中心线与阀座中心线存在三重偏心(径向、轴向及圆锥角偏移),确保启闭过程中阀板与阀座零摩擦脱离或贴合,仅在关闭瞬间形成高强度金属对金属密封,尤其适用于高温、高压、高磨损、含颗粒杂质及腐蚀性介质的严苛工况。
对焊连接方式:阀体两端为焊接坡口(符合 ASME B16.25/GB/T 12224 标准),与管道直接焊接,实现永久零泄漏连接,节省法兰空间且便于保温层施工。
典型应用场景:
石油化工(裂解装置、催化管道)、煤化工、冶金(高炉煤气、矿浆输送)、电力(蒸汽系统、脱硫脱硝)、水泥、采矿及城市集中供热等高压、高温或磨损性流体系统。
2. 型号含义解析
以典型型号 D363H 为例:
D:蝶阀类型;
3:传动方式(蜗轮驱动);
6:连接形式(对焊连接);
3:结构形式(三偏心硬密封);
H:密封面材料(Cr13 系合金钢,金属硬密封)。
其他常见型号特征:
D663H:气动驱动对焊式;
D963H:电动驱动对焊式;
密封面可选 Y(硬质合金)、F(PTFE 软密封复合)等材质。
二、主要技术参数
1. 压力等级与试验标准
公称压力(PN):PN10(1.0MPa)、PN16(1.6MPa)、PN25(2.5MPa)、PN40(4.0MPa)、Class 150~Class 2500(美标);
强度试验压力:公称压力的 1.5 倍(保压≥15 分钟无变形或泄漏);
密封试验压力:公称压力的 1.1 倍(保压≥15 分钟无渗漏),部分工况需额外验证低压密封(如气固混合介质适用 0.6MPa 气密试验)。
2. 适用工况范围
工作温度:
普通金属密封(Cr13/Y 型):-29℃ ~ +425℃(短时≤550℃,如蒸汽系统);
特殊耐磨合金(碳化钨堆焊):-46℃ ~ +650℃(超高温工况);
PTFE 复合密封:-29℃ ~ +200℃(仅限清洁流体);
适用介质:水、蒸汽、油品、天然气、泥浆、矿浆、煤灰、酸碱类腐蚀性液体(非强氧化性酸)、结晶溶液及其他含颗粒 / 纤维的混合流体;
阀体 / 阀盖材质:铸钢(WCB/A105)、不锈钢(CF8/CF8M)、抗硫钢(NACE MR0175)、低温钢(LCB);
阀板材质:耐磨合金(2Cr13 渗氮 / 碳化钨堆焊)、双相钢(2205)、硬化合金钢;
阀座组件:弹簧加载浮动阀座(自动补偿磨损),金属背衬防火设计(符合 API 607/BS 6755 耐火要求)。
3. 结构尺寸
通径 DN40~DN4000,焊接坡口尺寸符合 ASME B16.25/GB/T 12224 标准,结构长度(L)遵循 GB/T 12221(直通式)或 API 6D 规范。全流道设计确保介质阻力趋近于零。
三、结构与工作原理
1. 三偏心设计解析
第一偏心(径向偏移):阀板密封面中心偏离阀座中心线,减少启闭摩擦;
第二偏心(轴向偏移):阀板旋转轴线与阀座中心线偏移,确保阀板在开启时完全脱离阀座密封面;
第三偏心(圆锥角偏移):阀板密封面倾斜一定角度(通常 8~12°),关闭时产生楔紧效应,增强密封比压(越关越紧)。
优势机制:
零摩擦启闭显著降低阀板与阀座磨损,延长使用寿命;
金属密封面楔合补偿热胀冷缩及压力波动,适应极端工况;
防火设计(PTFE 失效时金属背衬临时密封)满足防爆环境要求。
2. 核心组件
阀体:整体铸造或钢板焊接结构,对焊端无法兰设计,中法兰采用柔性石墨密封;
阀板(偏心轴组件):实心或空心结构,密封面精密研磨或堆焊耐磨合金(如碳化钨);
阀座:浮动安装(弹簧加载),双金属密封背衬确保长期密封可靠性;
驱动机构:手轮、蜗轮(省力设计)、电动 / 气动执行器(远程控制),阀杆通过轴承支撑并设防静电装置。
3. 工作机制
开启过程:逆时针旋转手轮驱动阀板旋转,阀板绕偏心轴转动,密封面完全脱离阀座(通道全开无阻碍);
关闭过程:顺时针旋转手轮使阀板密封面沿阀座渐进贴合,仅在关闭瞬间接触并楔紧,实现双向零泄漏密封;
状态标识:手柄与管道平行时全开(0°),垂直时全关(90°),电动型通过行程开关或开度反馈间接判断。
四、标准与认证
设计规范:GB/T 12238(蝶阀通用要求)、API 6D(石油天然气管线)、ASME B16.34(压力温度额定值);
试验标准:GB/T 13927(通用压力试验)、JB/T 9092(软密封可靠性)、API 598(防火试验);
连接标准:GB/T 12221(结构长度)、ASME B16.25(对焊端);
特殊认证:API 607/6FA(防火设计)、ISO 15156(抗硫性)、EN 1797-1(氧气介质适用性)。
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