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陶瓷阀门:强腐蚀高磨损等极端管道输送环境下的极佳选择

发布日期:[2022-07-08]     点击率:

“阀”作为用来控制流体的方向、压力、流量的装置在各项工程领域中必不可少。

阀门的基本功能是:截断接通介质,调节流量,改变流向。阀门在管道输送中主要对被输送的介质起到控制和调节的作用。

金属阀门的使用已有上百年的历史,期间虽然也经过结构及材料的改进,但受金属材料自身条件的限制,愈发不能适应特殊环境下高磨损、强腐蚀等恶劣工况的需要,使用寿命短、密封性差造成泄漏现象频发等现象,都一定程度上影响了系统运行的稳定性。

伴随着化工产业的飞速发展,各种强腐蚀、高温高压、剧毒等特殊工程的不断增多,这对化工管路中常用的部件——阀门提出了更高的要求。而具有优越的强度、硬度、绝缘性、热传导、耐高温、耐氧化、耐磨蚀、耐磨耗、高温强度等特点,在非常严苛的环境或工程应用条件下,表现了高稳定性和优良的机械性能的新型陶瓷阀门应运而生。

陶瓷阀门

1. 新型陶瓷阀门的优势特点

(1)使用寿命长。相比其他材质的阀门,陶瓷阀门在高温强压的工作环境下,表现出了超长的有效使用寿命,这不仅在一定程度上保证了化工运输业的正常运行,也降低了化工生产的成本,提高了阀门的工作效率。

(2)适用范围广。陶瓷阀门适用的范围较广,比如电力生产、化工、冶金及采矿等,除此之外,还包括污水的处理等工业领域。

(3)制备工艺成熟。随着科技的不断革新与发展,陶瓷的制备工艺及流程愈发成熟和完善,比如陶瓷的产品配料比、陶瓷的加工与成型等重要的工艺环节通过新技术的应用更加成熟。

(4)原料来源广。陶瓷阀门的制备原料来源较为广泛,利用含有铝和硅等元素的原料,经过加工处理,可以用来制备陶瓷。

(5)性能优越。陶瓷阀门耐高温、耐磨损、耐腐蚀等性能相对于其它类型的阀门来说较为优越,除此之外,它还具有良好的密闭性和导热性能。

(6)制造成本低廉。由于制备陶瓷的原料选择较为普遍,节约了大量稀有的金属资源,而且陶瓷阀门的应用可以有效地减小工人的劳动强度,系统运行也比较平稳,整个系统的维护和阀门的更替等产生的费用相对较低,有效地节约了使用成本。

陶瓷阀密封面及流体接触的部分硬度很高(洛氏HRA≥88以上)相当于洛氏HRC≥70以上,陶瓷阀性能稳定,且陶瓷件具有优越的自润滑性,故陶瓷阀扭矩很小,便于远程控制。

不锈钢气动陶瓷双闸板阀Z644TC

2. 陶瓷阀门的常用组成和阀门类型

陶瓷材质在阀门具体组成中,通过陶瓷镶嵌或粘结的方式在金属表面设置一层陶瓷保护膜,以金属作为陶瓷的支撑骨架体系。

其优点是:金属部分的骨架具有较强的硬度和延展性,可以有效地克服陶瓷脆性大但强度较低的特点,也可以发挥陶瓷保护的作用。

第二种是以整体实心式的陶瓷结构为主,经过多层工艺处理,比如静压成型、热压下烧结等工艺,大程度避免了陶瓷阀门的局限带来的技术工艺上的难题。

在陶瓷的应用过程中,阀门的连接方式需要根据陶瓷的属性来选择,比如陶瓷球阀和陶瓷蝶阀的设计和制造时,由于蝶阀和球阀结构比较特殊,所以不宜考虑镶嵌或者粘结的方式,且球阀与蝶阀陶瓷的主要化学成分是ZrO2,陶瓷的烧制与处理过程和Al2O3型陶瓷也存在一定的差异。

3. 陶瓷阀门在工程领域的应用

目前陶瓷阀门已广泛应用于电厂的烟气脱硫(FGD)装置、飞灰、除渣以及燃烧(喷煤)系统,钢铁厂的烧结机脱硫(EPC)工程,垃圾焚烧的烟气净化以及氯碱工业及废水和固体废物处理等行业中。

面对恶劣的工作环境,相比其他材质属性的阀门,陶瓷阀门在化工管道中的应用具有独特的优势和良好的性能。例如可以:

(1)有效避免石灰石、石膏浆液与氯离子等杂质的磨损与腐蚀;

(2)有效防止具腐蚀性的工业粉尘及钢粉、铁粉的磨损;

(3)有效地处理固体废物;

(4)满足氯碱制造行业的生产需求。

伴随社会对产品的环保、经济、性能等要求越来越高、技术的不断革新,使得陶瓷阀门使用范围越来越广、机械性能越来越稳定、经济价值越来越高(在腐蚀性强、冲刷严重的工况条件下,其使用寿命是钛、镍等稀有金属阀的2~5倍)。