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2017年閥門生產(chǎn)最新工藝||長(zhǎng)知識(shí)了   發(fā)布時(shí)間:17-04-17

2017年閥門生產(chǎn)最新工藝||長(zhǎng)知識(shí)了



(一)閥門零件工藝規(guī)程典型化

(1)閥門零件工藝規(guī)程典型化的意義

閥門的規(guī)格品種繁多,尺寸相差懸殊,零件材料的種類也較多,加之各閥門廠的生產(chǎn)條件和工藝人員的經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣不同,編制閥門零件加工過程也不盡一致。合理的工藝過程不僅能保證產(chǎn)品的質(zhì)量,還能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率并降低產(chǎn)品成本。編制合理的工藝規(guī)程是一項(xiàng)較復(fù)雜的工作,因?yàn)槌艘跐M足產(chǎn)品圖紙要求,確定毛坯種類、加工方法及選用設(shè)備和工裝外,還要作多種工藝方案的對(duì)比分析。此外,編制工藝規(guī)程是否合理往往取決于工藝人員的技術(shù)水平和經(jīng)驗(yàn)。

 由于閥門零件的結(jié)構(gòu)、形狀及其工藝過程具有明顯的相似性,閥門零件的數(shù)量也不多,這是實(shí)現(xiàn)閥門零件工藝規(guī)程典型化的有利條件。工藝現(xiàn)程的典型化是將閥門零件依其形狀相似、尺寸相近、工藝相同,將另件的加工過程編制成典型的工藝規(guī)程。

 典型工藝規(guī)程可以作為工藝人員編制具體零件的工藝規(guī)程的依據(jù),從而能夠縮短生產(chǎn)技術(shù)準(zhǔn)備工作的周期和保證工藝規(guī)程的合理性。此外,工藝規(guī)程的典型化還可為工藝裝備的通用化、標(biāo)準(zhǔn)化以及組織同類型零件的加工流水線、采用專用高效設(shè)備創(chuàng)造有利的條件。

目前,我國(guó)閥門行業(yè)大多數(shù)的制造廠,在單件、小批生產(chǎn)時(shí),都會(huì)采用典型工藝規(guī)程和成組加工技術(shù),這種方法有助于簡(jiǎn)化生產(chǎn)組織,安排工藝流程,對(duì)于保證生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際需要和滿足各種質(zhì)量認(rèn)證均起著重要的指導(dǎo)作用.

(2)典型的工藝流程圖:


(3)閥門零件的分類

編制典型工藝規(guī)程必須事先對(duì)閥門零件進(jìn)行分類,任何機(jī)械零件的形體都是由若干個(gè)表面(平面、圓拄面、圓錐面、特形面等)所構(gòu)成。不同形狀和不同部位的表面,組合成為各種零件不同的形狀,各種同形狀表面的加工方法—般是相同的。例如:外圓柱表面通常采用車削或磨削的方法來加工;內(nèi)圓柱表面是通過鉆、鉸、鏜和磨削等加工方法獲得。因此,就有一種按零件的主要加工表面的形狀來進(jìn)行分類的方法,如:直筒閥體、三通閥體、框架閥蓋、盤形閥板等。同類零件具有相似的幾何形狀,往往具備有相近的工藝路線和相似的加工過程,可以使用典型工藝規(guī)程和成組加工技術(shù)組織生產(chǎn)。

由于閥門的零件品種規(guī)格繁多,下邊僅以三通閥體、框架和球帽閥蓋以及閥芯關(guān)閉件三大類零件作為代表,介紹一些典型的加工工藝方法。

(二) 閥體類零件的加工

法蘭直通式三通閥體是閘閥、截止閥、止回閥、減壓閥及節(jié)流閥閥體最常用的一種結(jié)構(gòu)形式,這種結(jié)構(gòu)的閥體量大面廣,應(yīng)用非常廣泛,所以以法蘭直通式閘閥閥體作為典型介紹。

  (1)閘閥類閥體的結(jié)構(gòu)和工藝分析:閥體是中空、壁薄的殼體零件,多為三通管狀,用于直線管路上。該閥體的進(jìn)口通道與出口通道同軸,故稱直通式(見下圖)。兩通道端部為圓形法蘭,法蘭上有均勻分布的螺栓孔,以便與管道上的法蘭連接。閥體上端亦有中法蘭,用以連接閥蓋。

閥體的形體是由圓柱面、圓錐面、球面和特形表面組成的,其外部和內(nèi)腔的表面大部分不需要加工,因此零件毛坯一般都選用鑄件。閥體內(nèi)腔左、右設(shè)計(jì)有精度較高的圓柱形閥座孔,對(duì)于鑲閥座結(jié)構(gòu)的還有精度較高的螺紋孔,堆焊密封面的閥體具有楔形角度(多為5°)和光潔度很高的楔形密封部位。為引導(dǎo)閘板準(zhǔn)確地與閥體密封面相吻合,在體腔內(nèi)有兩條對(duì)稱的導(dǎo)向筋。由于閥體是承壓薄壁殼體,故對(duì)毛坯的強(qiáng)度、剛度及鑄件的內(nèi)在質(zhì)量要求很高。


閘閥閥體密封面不僅具有很高的角度精度的要求,為了保證閘板的正常配合位置,要求兩密封面中心的距離(通稱為開檔寬度)的精度有很高的要求。對(duì)于中心線相對(duì)稱的兩個(gè)密封面與導(dǎo)向筋的對(duì)稱度也有—定要求。


閥體的主要加工表面大多是旋轉(zhuǎn)表面,因此.除導(dǎo)向筋部位在插或刨床上加工外,其余表面均采用車削。由于密封面部位的精度和光潔度要求很高,而鑄件毛坯的加工余量又較大,所以。閘閥閥體可以分粗、精加工兩個(gè)階段。在粗加工時(shí),先把三法蘭加工好,然后以法蘭為基準(zhǔn),采用帶有角度的斜胎精車密封面。精車后,密封面仍達(dá)不到圖紙的幾何形狀精度和光潔度要求,必須經(jīng)過光整加工—研磨。在此期間,可以安排三個(gè)法蘭的鉆孔工序。

(2)閘閥類閥體的典型工藝:

根據(jù)閥門口徑的大小,閘閥類閥體的加工工藝可以有以下兩種方案:

1)較小口徑的加工方案:以閥體三個(gè)頸部外園(錐)面毛坯為粗基準(zhǔn)定位,先加工中法蘭及止口,再以中法蘭和止口定位為精基準(zhǔn)加工兩端法蘭、導(dǎo)向筋和密封面部位。三個(gè)法蘭螺栓孔的加工,以端法蘭為自身基準(zhǔn)。

兩個(gè)密封面的加工,—般采用回轉(zhuǎn)夾具在車床上進(jìn)行,使用中法蘭同—個(gè)定位基準(zhǔn),使兩密封面的加工在—次安裝下完成。閥座孔或密封面角度的精度由夾具保證、密封面的對(duì)稱度和開襠尺寸由機(jī)床擋塊配合卡板量具來控制。這個(gè)方案由于要使用帶斜度底盤的180°回轉(zhuǎn)夾具,閥門只適用于DN≤100的較小口徑的閥門。(回轉(zhuǎn)夾具見下圖)

典型的工藝過程:

1

序號(hào)

工 序 內(nèi) 容

定 位 基 準(zhǔn)

夾 具 特 點(diǎn)

車中法蘭端面、外圓、止口

三頸部外圓(錐)面

下部三個(gè)V形定位座

車兩端法蘭面、外圓、密封面

中法蘭端面、止口

下部為平盤回轉(zhuǎn)夾具

刨導(dǎo)向筋

中法蘭端面、止口

中法蘭定位彎板胎

車兩密封面部位

中法蘭端面、止口

下部為斜盤回轉(zhuǎn)夾具

鉆中法蘭孔

中法蘭端面、止口

鉆模板

鉆兩端法蘭孔

兩端法蘭面、外圓

鉆模板

2)中、大口徑的加工方案:先加工兩端法蘭,再以端法蘭為精基準(zhǔn),依次加工中法蘭、導(dǎo)向筋、密封面部位及法蘭螺栓孔等。

   以上兩密封面的角度加工主要由夾具來保證、為了達(dá)到此目的,通常在制造斜胎夾具時(shí)采用同—個(gè)角度母板。即用與閥體密封面角度完全相同的兩塊母板,其中一塊用作制造加工閥體密封面夾具的母板。將兩塊母板重疊(等于兩倍閥體密封面的斜角),即可作為制造加工閘板密封面夾具的母板。用這種方法制造的夾具加工,可以保證閥體密封面與閘板密封面的角度完全—致。為了保證兩密封面的對(duì)稱性和開襠寬度尺寸精度,需提高閥體全長(zhǎng)的制造精度,以便控制半長(zhǎng)尺寸,全開檔尺寸用專用的開擋量具來控制。

   這種方案的優(yōu)點(diǎn)是:工藝裝備相對(duì)比較簡(jiǎn)單,有利于夾具的標(biāo)準(zhǔn)化和通用化。其缺點(diǎn)是:兩密封面加工需要兩次裝夾完成,而兩次裝夾的定位基準(zhǔn)不統(tǒng)—,因此必然產(chǎn)生定位誤差。這種加工方案若沒有相應(yīng)的工藝措施,就很難加工出能滿足互換裝配要求的閥體,這種方案由于采用的是各自獨(dú)立的單個(gè)夾具,適用于大、中口徑閥體的加工,在閥門行業(yè)應(yīng)用比較廣泛。

典型的工藝過程:

序號(hào)

工 序 內(nèi) 容

定 位 基 準(zhǔn)

夾 具 特 點(diǎn)

車一端法蘭端面、外圓

端法蘭外圓

四爪卡盤

車另一法蘭端面、外圓

已車法蘭端面、外圓

止口定位盤

車中法蘭端面、外圓、止口

兩端法蘭端面、外圓

兩端V形定位及壓板

劃導(dǎo)向筋加工線

中法蘭止口


刨(插)導(dǎo)向筋

中法蘭端面、止口

止口定位盤

車兩密封面部位

端法蘭端面、止口

斜胎止口定位盤

鉆中法蘭孔

中法蘭端面、止口

鉆模板

鉆兩端法蘭孔

端法蘭端面、止口

鉆模板

下面介紹幾種閥體的加工夾具:




(三)閥蓋類零件的加工;

閥蓋是支撐閥桿和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)并與閥體組成密封承壓腔的重要零件,與法蘭直通式閥體配套的閥蓋結(jié)構(gòu)主要有框架式和球帽式等。


(1)框架式閥蓋的結(jié)構(gòu)和典型工藝過程:

框架式閥蓋由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,—般采用與閥體材料相同的鑄件。其主要加工面為旋轉(zhuǎn)面,多用車削方法加工。由于閥蓋的法蘭大,而小端外圓小,加工法蘭時(shí)若以小端的外圓定位則夾壓點(diǎn)離加工表面比較遠(yuǎn),剛性差,因而影響加工質(zhì)量和效率。加工時(shí)可先粗車小端,然后以小端內(nèi)孔和大法蘭背面定位,用套筒胎加工大端法蘭外圓。端面和上密封部位。

以下為采用通用設(shè)備進(jìn)行批量生產(chǎn)時(shí)經(jīng)常采用的典型工藝過程:

序號(hào)

工 序 內(nèi) 容

定 位 基 準(zhǔn)

夾具特點(diǎn)

粗車小端平面、內(nèi)孔、法蘭背面

大端法蘭外圓、找正

四爪卡盤

車大法蘭外圓、端面、中孔

小端內(nèi)孔、法蘭背面

套筒胎具

精車小端端面、內(nèi)孔各部

大法蘭端面、止口

止口定位盤

劃線確定鉸鏈螺釘槽及銷軸孔

大法蘭端及中心線


銑鉸鏈螺釘槽

大法蘭端面、止口

止口定位盤

鉆銷軸孔

大法蘭端面、止口

止口定位盤

鉆大法蘭孔

大法蘭端面、止口

鉆模板

(2)球帽式閥蓋的工藝分析和典型工藝過程:

球帽式閥蓋的上、下端均帶法蘭,分別與支架和閥體相連接。由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,

毛坯均采用和閥體材料相同的鑄件。

主要的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是各主要的加工面為旋轉(zhuǎn)面,但大小法蘭的尺寸差

距較大,小法蘭往往呈長(zhǎng)方形,加工有一定的困難。


以下為采用通用設(shè)備進(jìn)行批量生產(chǎn)時(shí)經(jīng)常采用的典型工藝過程:

序號(hào)

工 序 內(nèi) 容

定位基準(zhǔn)

夾具特點(diǎn)

粗車小平面、內(nèi)孔、法蘭背面

大端法蘭外圓、找正

四爪卡盤

車大法蘭外圓、端面、中孔

小端法蘭、止口

止口定位盤

精車小端端面、內(nèi)孔各部

大法蘭端面、止口

止口定位盤

劃線確定鉸鏈螺釘槽及銷軸孔

大法蘭端及中心線


銑鉸鏈螺釘槽

大法蘭端面、止口

止口定位盤

鉆銷軸孔

大法蘭端面、止口

止口定位盤

鉆小法蘭孔

小端法蘭止口

鉆模板

8

鉆大法蘭孔

大法蘭端面止口

鉆模板

(四)閥芯關(guān)閉件的加工

  閥芯關(guān)閉件是指在閥門中起關(guān)閉作用的運(yùn)動(dòng)零件,它用來切斷、調(diào)節(jié)或改變介質(zhì)的流向。不同的閥類其關(guān)閉件的結(jié)構(gòu)、形狀都有很大差異,常見的有閘閥的閘板、截止閥的閥瓣、球閥的球體、蝶閥的閥板和旋塞閥的錐塞等。所有的關(guān)閉件上都有要與閥體密封面相吻合的精度和光潔度都很高的密封面,其重要程度和加工難度比相同形狀的其他機(jī)械零件難度較大。其中又以閘閥的楔式閘板的難度尤為復(fù)雜,球閥的球體加工比較典型。下邊就閘板和球體的加工工藝做代表性的介紹。


(1)楔式閘板的加工

1)楔式閘板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):閘板是外緣帶凸塊的圓盤,兩端面為對(duì)稱于中心面的傾斜密封面(多為5°),在其上端凸出部位有與閥桿連接的T形槽或螺紋。為使閘板能在閥體中順利地開啟和關(guān)閉,在閘板外緣的兩側(cè)面上有導(dǎo)向槽或?qū)蚪睢?/p>

由于閥門的用途不同,閘板密封面采用的堆焊材料也不—樣,常用的材料有銅、不銹鋼、鈷鉻鎢硬質(zhì)合金等。 閘板密封面的形成方法有三種: 從本體上直接車出、堆焊后車出、鑲嵌密封圈。

閘板的結(jié)構(gòu)形式又可分為彈性閘板和非彈性的剛性閘板兩大類,小規(guī)格的多用鍛造整體毛坯,中、大規(guī)格的閘板多采用鑄造的空心彈性閘板結(jié)構(gòu)。

2)楔式閘板的典型工藝過程:

序號(hào)

工序內(nèi)容

定位基準(zhǔn)

工裝特點(diǎn)

1

劃中心線和導(dǎo)向槽、T型槽線


三個(gè)劃線千斤頂、90度彎尺

2

銑兩邊導(dǎo)向槽

按劃線找正下部斜胎墊平

雙面銑床、單角度斜胎

3

銑上端T形槽

兩邊導(dǎo)向槽

兩邊導(dǎo)向槽定位、夾緊

4

車一端密封堆焊基面

T形槽端面、兩邊導(dǎo)向槽

單角度斜胎、T形槽端面定心、導(dǎo)向槽壓緊

5

車另一端密封堆焊基面

堆焊基面、工藝止口

雙角度斜胎、T形槽端面定心、導(dǎo)向槽壓緊

6

堆焊密封面(熱處理)



7

車一端密封面(留磨量)

導(dǎo)向槽、T形槽

單角度斜胎、T形槽端面定心、導(dǎo)向槽壓緊

8

車另一端密封面(留磨量)

密封面及內(nèi)止口

雙角度斜胎、T形槽端面定心、導(dǎo)向槽壓緊

9

銑切彈性槽

密封面及內(nèi)止口

單角度斜胎、T形槽端面定心、導(dǎo)向槽壓緊

10

磨削兩密封面

密封面

雙角度斜胎、T形槽端面定心、導(dǎo)向槽壓緊

11

研磨兩密封面

密封面

研磨機(jī)(震動(dòng)、行星)

下面是幾種加工閘板的夾具:




(2)球閥球體的加工:球體的球面是主要的加工表面,其基本的加工順序是:先按工藝要求車出通道孔,再以通道孔為定位基準(zhǔn)加工球面。

   帶柄球體除球面外,還有精度較高的上、下軸的外圓拄面。這些圓拄面可采用頂尖孔為定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工。由于這種球體的通孔垂直于兩端軸頸,加工球面時(shí)有一定困難,所以在加工時(shí)須采取必要的措施,以保證球面質(zhì)量。

球面的加工方法:加工球面的方法通常有以下兩種:

   1)銑削法:下圖是銑削球面的示意圖。這種方法是在銑頭前端裝一個(gè)帶兩把車刀的刀盤,刀盤由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。兩刀的刀尖應(yīng)在同一旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)。旋轉(zhuǎn)平面必須垂直于銑頭的軸線,并與工件的旋轉(zhuǎn)軸線平行,刀盤軸線應(yīng)通過球心,兩刀尖之間的距離可根據(jù)被加工球體的直徑來決定。

銑球可以在普通車床或立式銑床上進(jìn)行。銑球時(shí)刀盤的轉(zhuǎn)速一般為900~1200轉(zhuǎn)/分,工件的轉(zhuǎn)速為1~10轉(zhuǎn)/分。

銑削法效率高,表面光潔度較好(一般達(dá)Ra3.2),適用于各種球體直徑。加工小的球體時(shí),刀盤只需徑向進(jìn)給就可一次成型。加工大直徑球體時(shí),小的刀盤需要沿回轉(zhuǎn)刀架做半回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),刀盤才能銑出大的球面。注意刀盤的軸線應(yīng)垂直于球的回轉(zhuǎn)軸線并通過球心。如果刀盤軸線高于或低于球的回轉(zhuǎn)軸線,加工出來的球體會(huì)呈橢圓形。

2)車削法:這是應(yīng)用最廣的一種球面加工方法,車球法是在普通車床上安裝車球裝置或在專用機(jī)床上用普通車刀來加工球面。

單件小批生產(chǎn)多在普通車床上加工球面,下圖為車球裝置。該裝置直接安裝在床身導(dǎo)軌上,使轉(zhuǎn)盤做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),安裝在小刀夾上的車刀就可進(jìn)行球面的車削。

這種車球裝置的特點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作方便。它直接固定在機(jī)床的床身導(dǎo)軌上,故剛性較好,工作平穩(wěn)、可靠,且齒條與齒輪的間隙可通過斜塊進(jìn)行調(diào)整,因而可避免切削過程中產(chǎn)生振動(dòng)。



為減少工件安裝次數(shù),提高加工效率,可在回轉(zhuǎn)盤上安裝兩個(gè)刀架(如上圖所示)。后刀架安裝粗車刀,前刀架安裝精車刀。

右圖為加工球面用的彈簧心軸。使用時(shí)將球坯套穿心軸上,使其一端緊靠定位墊,擰動(dòng)右端的螺母,把球體撐緊,然后松開另一端,取下定位墊。將心軸安裝在機(jī)床頂尖之間,搖動(dòng)大溜板,回轉(zhuǎn)盤中心與球心在垂直向上重合,通過試切后可將大溜板的位置固定。

   帶支承軸的大尺寸球體,其中部通孔是預(yù)先鑄出的。這就增加了加工的難度。為避免加工過程中的斷續(xù)切削,在軸頸、球面粗加工之后便將通孔車好。

然后用堵蓋(其材料與閥體相同)把孔

封堵后再進(jìn)行球面的精加工。右圖為球

體通道孔的堵蓋。球面精車后可在該機(jī)

床上進(jìn)行砂帶磨,磨好后再把堵蓋拆除。

  中大批量的球體生產(chǎn)時(shí),球面加工多在專用機(jī)床上進(jìn)行.

3)球面的磨削:球面可在普通車床或?qū)S脵C(jī)床上用平形砂輪的外圓或碗形砂輪的內(nèi)側(cè)磨削球面。


  ①用平形砂輪外圓可在普通車床上用砂輪外圓磨削,通常需將磨頭安裝在回轉(zhuǎn)刀架上,砂輪外圓回轉(zhuǎn)磨削形成球面。

  ②用碗形砂輪內(nèi)側(cè)磨削球面適用于小直徑的球面磨削。一般用于球徑小于100毫米的球面。磨削時(shí)可將磨頭安裝在普通車床的中溜板上,或安裝在專用機(jī)床上。磨削時(shí),碗形砂輪的軸線必須通過球心。如果砂輪軸線不通過球心,磨出的球面將呈橢圓形。下圖為用碗形砂輪磨削球面的情形。

  利用砂輪內(nèi)側(cè)磨削時(shí),砂輪與球面是環(huán)形接觸。磨削不銹鋼球體時(shí),砂輪工作面很容易被切屑堵塞而失去磨削作用,并常常燒傷球面。為避免上述現(xiàn)象,除選用組織琉松的砂輪外,還在碗形砂輪的工作部分開幾條溝槽或采用鑲砂條的方法做砂輪。為了保證磨削球面質(zhì)量,磨削時(shí)需大量乳化液作潤(rùn)滑冷卻用,同時(shí)必須及時(shí)修整砂輪,每次修整后,要用刷子將砂輪表面殘留的砂粒刷凈,以免殘砂劃傷球面。

第七章 閥門密封面的研磨工藝:


研磨是常用的光整加工方法,在閥門制造過程中研磨占有相當(dāng)重要的地位,閥門的金屬密封面大多是通過研磨來達(dá)到其光潔度和平整度要求的,它對(duì)閥門的密封質(zhì)量有著決定性作用。

(一)閥門密封面的研磨

(1)研磨的基本原理:研磨時(shí),研具與工件表面貼合在一起,研具沿貼合表面作復(fù)雜的研磨運(yùn)動(dòng)。研具與工件表面間注入研磨劑,研磨劑中的部分磨粒在兩表面間滑動(dòng)或滾動(dòng),另一部分磨粒則嵌入或固著在研具的表面層,當(dāng)研具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),磨粒就在工件表面上切去很薄的一層金屬。工件上的凸峰部分首先被磨去,然后被研表面漸漸達(dá)到要求的幾何平整度。

    由于部分磨粒在研具與工件表面間滑動(dòng)和滾動(dòng),研具表面也被磨料所磨耗,研具本身的幾何形狀精度直接影響到工件的幾何形狀精度。因此,除要求研具的材料耐磨和組織均勻外,研具的磨耗也應(yīng)均勻,以使它盡可能長(zhǎng)久地保特其平面準(zhǔn)確性。研磨不僅是磨料對(duì)金屬的機(jī)械加工過程,同時(shí)還有化學(xué)作用,研磨劑中的油脂能使被加工表面形成氧化膜,從而加速了研磨過程。

 (2)研磨運(yùn)動(dòng):為使工件表面上各點(diǎn)磨削均勻和研具的磨耗均勻,研具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),工件表面上每一點(diǎn)對(duì)研具的相對(duì)滑動(dòng)路程都不應(yīng)該相同。研具與工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向應(yīng)不斷變更,運(yùn)動(dòng)方向的不斷變化使每一磨粒不會(huì)在工件表面上重復(fù)自己運(yùn)動(dòng)的軌跡,而應(yīng)該是網(wǎng)紋狀軌跡(如下圖),以免造成明顯的磨痕而降低工件的光潔度。研磨運(yùn)動(dòng)盡管復(fù)雜,運(yùn)動(dòng)方向盡管在變化,但研磨運(yùn)動(dòng)始終是沿著研具與工件的貼合表面進(jìn)行的。研具運(yùn)動(dòng)時(shí)不能離開貼合表面,也不應(yīng)再有別的強(qiáng)制性引導(dǎo),工件的幾何形狀精度主要受研具的幾何形狀精度及研磨運(yùn)動(dòng)的影響。


(3)研磨速度:研磨運(yùn)動(dòng)的速度愈快,研磨的效率也愈高。研磨的速度過快會(huì)引起工件發(fā)熱現(xiàn)象,使其尺寸精度及幾何形狀精度降低。

研磨精度要求高時(shí),研磨速度一般為30米/分。閥門密封面研磨速度與密封面材料有關(guān)。銅及鑄鐵密封面的研磨速度約10~45米/分,淬硬鋼及硬質(zhì)合金密封面約25~80米/分,奧氏體不銹鋼密封面約10~25米/分。

(4)研磨壓力:研磨效率隨研磨壓力的增大而提高,通常使用配重、彈簧或液壓裝置來施加研磨壓力。研磨壓力一般為1~4㎏/㎝2,研磨鑄鐵、銅及奧氏體不銹鋼材料的密封面時(shí),研磨壓力為1~3㎏/㎝2,淬硬鋼和硬質(zhì)合金密封面為1.5~4㎏/㎝2,粗研時(shí)可取較大值,精研時(shí)取較小值。

(5)研磨余量:研磨是光整加工,磨削量很小,研磨余量的大小取決于上道工序的加工精度和表面光潔度。在保證去除上道工序加工痕跡和修正工件幾何形狀誤差的前提下,研磨余量愈小愈好。

精車后的密封面平面余量為0.01~0.05㎜。經(jīng)磨削后的密封面可直接研磨,其最小研磨余量為0.006-0.015㎜。手工研磨或材料硬度較高時(shí)取小值,機(jī)械研磨或材料硬度較低時(shí)取大值。

 (6)研具材料:對(duì)研具材料的要求有兩條:一是要容易嵌入磨粒,二是要能較長(zhǎng)久地保持研具的幾何形狀精度。研具材料需具有較好的耐磨性,它的組織也應(yīng)均勻。組織均勻的材料磨耗也較均勻,有利于研具的幾何形狀精度。

灰鑄鐵研具適合研磨各種金屬材料的密封面,它能獲得較好的研磨質(zhì)量和較高的生產(chǎn)效率,常用的灰鑄鐵牌號(hào)為HT250及HT300。研具的工作表面上開有淺槽,研磨時(shí)淺槽內(nèi)可容納較多的研磨劑。當(dāng)研磨劑稀少時(shí),溝槽內(nèi)的研磨劑能自動(dòng)添加在研磨面上,從而提高了研磨效率。由于使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生幾何形狀誤差,從而影響工件的幾何形狀精度,故研具應(yīng)經(jīng)常進(jìn)行修整。

現(xiàn)在有些閥門廠家也有用硬質(zhì)鋼平面進(jìn)行研磨或在研磨板上壓、貼砂紙、砂布條進(jìn)行光整加工的做法,生產(chǎn)效率提高、生產(chǎn)條件改善,也取得了良好的使用效果。

(7)研磨劑: 研磨劑是由磨料和研磨液組成的一種混合劑,正確選用研磨劑可提高研磨的效率與質(zhì)量。

①磨料:常用磨料有下列幾種:

氧化鋁Al2O3:又稱剛玉,有人造及天然兩種。顏色有棕、白及淺紫色等。氧化鋁硬度較高,價(jià)格便宜,使用很普遍。一般用來研磨鑄鐵、銅、鋼及不銹鋼等材料的工件。

碳化硅SiC:硬度比氧化鋁高,有綠色及黑色兩種。綠色碳化硅適用于研磨硬質(zhì)合金,黑色碳化硅用于研磨脆性材料及軟材料的工件,如鑄鐵、黃銅等。碳化硅的應(yīng)用也很廣泛。

氧化鉻Cr2O3:深綠色,是一種硬度高和極細(xì)的磨料,淬硬鋼精研時(shí)常常使用氧化鉻,一般也用它來進(jìn)行密封面的拋光。

   磨料的顆粒尺寸大小叫做粒度,用篩選法獲得的磨粒粒度號(hào)是用每英寸長(zhǎng)度上的篩網(wǎng)孔數(shù)來表示的,例如20#粒度是指一英寸長(zhǎng)度上有20個(gè)篩網(wǎng)孔。由于太細(xì)的篩網(wǎng)難以制造,一般采用沉淀法來分選磨粒,這時(shí)粒度就以磨粒的實(shí)際尺寸來表示,如W20粒度表示微粉磨粒的實(shí)際尺寸為14~20微米。

磨料粒度的粗細(xì)對(duì)研磨效率及研后表面光潔度有顯著的影響。粗研時(shí),工件表面光潔度要求不高,為提高研磨效率宜選用粗粒度的磨料。精研時(shí)研磨余量小,工件表面光潔度的要求高,可采用細(xì)粒度的磨料。密封面粗研時(shí)磨料的粒度一般為120?!?40#;精研時(shí)為W40~14。

   ②研磨液:研磨液是用來調(diào)和磨料的,在研磨過程中起潤(rùn)滑和冷卻的作用。有的研磨液(如氧化作用較強(qiáng)的硬脂酸、油酸、工業(yè)甘油等)還起化學(xué)作用,它附著于工件表面并使被加工表面很快形成一層氧化膜。研磨時(shí),工件凸起處的氧化膜首先被磨去,而露出的金屬表面又再次被氧化,新形成的氧化膜極易再次被磨去,如此繼續(xù)下去,凸峰就逐漸地被磨平。工件表面凹處的氧化膜由于沒有被磨掉而防止了凹處金屬被繼續(xù)氧化,研磨液的這種化學(xué)作用,提高了研磨的效率。

   工廠可以使用外購(gòu)的研磨膏,研磨時(shí)將少量研磨膏放在容器里,用稀釋劑(水、甘油、煤油等)調(diào)合均勻后使用。

(二)閥門密封面的手工研磨:手工研磨時(shí)一般采用濕研磨。在濕研磨的過程中要經(jīng)常添加稀薄的研磨劑,以便把磨鈍了的磨粒從工作面上沖去,并不斷地加入新的磨粒,從而得到較高的研磨效率。對(duì)于精度和光潔度要求特別高的密封面,有時(shí)也使用壓砂布(紙)的平板進(jìn)行干研磨。

 (1)閥體密封平面的研磨:閥體密封平面位于閥體內(nèi)腔,研磨比較困難。通常使用帶方孔的圓盤狀研具,放在內(nèi)腔的密封面上,再用帶方頭的長(zhǎng)柄手把來帶動(dòng)研磨盤作研磨運(yùn)動(dòng)。研磨盤上有圓柱凸臺(tái)或引導(dǎo)墊片,以防止在研磨過程中研具局部離開環(huán)狀密封面而造成研磨不勻的現(xiàn)象。

研磨的壓力要均勻,粗研時(shí)壓力可大些,精研時(shí)應(yīng)較小。應(yīng)注意不要因施加壓力而使研具局部脫開密封平面。研磨一段時(shí)間后,要檢查工件的不平度。當(dāng)環(huán)狀密封面上均勻地顯出接觸痕跡,而徑向最小接觸寬度與密封面寬度之比(即密封面與檢驗(yàn)平盤的吻合度)達(dá)到工藝規(guī)定的數(shù)值時(shí),不平度就可認(rèn)為合格。

(2)閘板密封平面的研磨:閘板和閥座的密封平面可使用研磨平板來手工研磨。工作前先在于凈的平板上均勻地徐上一層研磨劑,將工件貼合在平板上后可用手一邊旋轉(zhuǎn)一邊作直線運(yùn)動(dòng)或作8字形運(yùn)動(dòng)。由于研磨運(yùn)動(dòng)方向的不斷變更使磨粒不斷地在新的方向起磨削作用,故可提高研磨效率。

 (3)錐形密封面的研磨:錐形密封面的制造和修理比較困難,但因錐面形成的密封力較大,密封性能也較好,故在高壓小口徑的截止閥、旋塞閥及蝶閥上普遍采用錐面密封。

    研磨錐形密封面需使用帶有錐度的研桿或研套。研桿與研套的錐度應(yīng)分別與閥體密封面或閥瓣密封面的錐度相一致。研磨旋塞體和塞子的研桿及研套的錐面上還要開有螺旋狀的淺槽,以積存多余的研磨劑。研磨截止閥閥體時(shí),由于密封錐面太短,穩(wěn)定性差,故通常在閥體中法蘭止口處增加導(dǎo)向盤,使研桿保持垂直、穩(wěn)定。

研旋塞體的研桿與研塞子的研套錐度應(yīng)該一致,否則研后錐形密封面間將容易發(fā)生滲漏。有的工廠在研磨旋塞時(shí),先將旋塞體研好,然后直接將塞體與旋塞閥體配研。


(4)球面的研磨:球面的研磨多采用鑄鐵的碗型研磨盤,盤面開有淺槽,涂上研磨膏,用手工在慢速旋轉(zhuǎn)的球面上擺動(dòng)推研。還有很多廠家用碗型金屬盤上固定砂條的辦法代替研磨盤進(jìn)行球面研磨(見上圖),也取得良好的效果。

(三)閥門密封面的機(jī)械研磨:多數(shù)閥門廠使用機(jī)械設(shè)備來研磨密封面,機(jī)械研磨的效率高、質(zhì)量穩(wěn)定。研磨機(jī)大多數(shù)是自制的專用設(shè)備,型式繁多,研磨效果也有很大的差異。在選用閥門研磨機(jī)時(shí),至關(guān)重要的是首先要考慮研磨軌跡復(fù)雜、運(yùn)動(dòng)合理的問題,其次才是研磨效率。

  (1)擺軸式研磨機(jī):擺軸式研磨機(jī)是為研磨閥體內(nèi)部密封平面而設(shè)計(jì)的,多采用舊的立式鉆床改裝,也可用來研磨閘板、閥座、閥瓣的密封平面。它有研磨軌跡比較合理和適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn),故特別適合中、小型閥門使用。 

立鉆的主軸帶動(dòng)偏心套的轉(zhuǎn)動(dòng),使研盤作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)還作偏擺運(yùn)動(dòng),故研盤上每一磨粒的軌跡均為網(wǎng)紋狀。因此,工件的研磨和研具的磨耗都較均勻,效率也較高。

研磨壓力是依靠立鉆向下進(jìn)給的手把上掛以重物來獲得的,改變重物可調(diào)節(jié)研磨壓力的大小。

 (2)行星式研磨機(jī)

   行星式研磨機(jī)適用于研磨閥瓣、閥座和閘板等零件的外部密封平面。

該研磨機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便用方便,可同時(shí)研磨多個(gè)工件因而效率較高,研磨后工件的兒何形狀精度及表面光潔度的質(zhì)量較好。

   其工作原理是當(dāng)電機(jī)通過蝸輪減速器帶動(dòng)研盤旋轉(zhuǎn)。由于沿研磨盤直徑方向各點(diǎn)的線速度不等,置于研磨盤上的帶外齒圈的圓環(huán)受中心滾柱的帶動(dòng)被迫繞定點(diǎn)旋轉(zhuǎn),這樣就得到了比較復(fù)雜的研磨軌跡。當(dāng)圓環(huán)內(nèi)同時(shí)放幾個(gè)圓形工件時(shí),由于工件間相互碰撞和干擾,研磨軌跡更為復(fù)雜。

    研磨壓力一般是靠工件的自重獲得的。楔式閘閥閘板的重量在密封面圓周上分布不均,可使用配重工具。


(3)振動(dòng)研磨機(jī):

  振動(dòng)研磨機(jī)適合研磨中、小型截止閥、止回閥閥瓣的密封平面。該設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工作可靠,可一次同時(shí)研磨幾十個(gè)閥瓣零件,故具有較高的生產(chǎn)效率。由于研磨盤振動(dòng)頻率高、振幅小,工件與研磨盤之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向在不斷變化,因而不僅工件研磨后的幾何形狀精度及光沽度好,研磨盤的磨損也比較均勻。

   當(dāng)固定在研磨盤上的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由于電機(jī)軸上偏心輪的甩動(dòng)作用,使安裝在幾組彈簧上的研磨盤產(chǎn)生振動(dòng)。自由放置在研磨盤上的工件因其自身的慣性與振動(dòng)的研磨盤之間產(chǎn)生了短促的相對(duì)滑動(dòng)。工件在研盤上的相對(duì)滑動(dòng)是沒有規(guī)律的,加之工件間常常發(fā)生碰撞而使研磨運(yùn)動(dòng)更加復(fù)雜,故工件的研磨和研磨盤的磨耗都比較均勻。 


(四)研磨中常見質(zhì)量問題及其修正辦法:研磨是切削量極小的光整加工方法,一般很少出現(xiàn)研磨廢品。常見的研磨質(zhì)量問題是容易發(fā)生因研磨不均而造成被研磨面的幾何形狀誤差,例如在研磨閥體密封平面時(shí),常常會(huì)出現(xiàn)密封面中間突起,而內(nèi)、外邊緣較低的現(xiàn)象。這時(shí)可以采用兩個(gè)辦法來修正:①是用一塊特制的中間稍稍突起的研盤來精研,以增加對(duì)密封面中間突起部分的研磨切削作用,從而糾正密封面中心高、兩邊緣低的現(xiàn)象。②另一種辦法是將研具及密封面清洗干凈后,在密封面的突起處局部涂敷研磨劑,再進(jìn)行研磨,也是為了增加對(duì)密封面中間突起部分的研磨切削作用,同樣可以起到糾正密封面中心高、兩邊緣低的現(xiàn)象。

在密封面精研后還應(yīng)該用毛氈加氧化鉻磨料進(jìn)行拋光,以提高密封面的光潔度及去除個(gè)別嵌留在表面上的磨粒,否則,在閥門性能試驗(yàn)時(shí)還是易于出現(xiàn)密封滲漏。

第八章 閥門的裝配工藝


閥門裝配是制造過程中的最后階段。閥門裝配是根據(jù)規(guī)定的技術(shù)條件,將閥門的各個(gè)零、部件組合在一起,使其成為產(chǎn)品的過程。

零件是閥門裝配最基本的單位,若干個(gè)零件組成閥門的部件(如閥蓋、閥瓣部件等)。將若干個(gè)零件組成部件的裝配過程稱為部件裝配,將若干個(gè)零件和部件組成閥門的裝配過程稱為總裝配。

裝配工作對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有很大影響,即使設(shè)計(jì)正確,零件合格,如果裝配不當(dāng),閥門也達(dá)不到規(guī)定的要求,甚至發(fā)生密封滲漏。因此,應(yīng)該特別注意采用合理的裝配方法,以保證閥門的最后成品質(zhì)量。

    在生產(chǎn)中以文件形式規(guī)定的裝配工藝過程稱為裝配工藝規(guī)程。

(一)閥門常用的裝配方法

  閥門常用的裝配方法可有三種,即完全互換法、修配法及選配法。

(1)完全互換法:閥門采用完全互換法裝配時(shí),閥門的每個(gè)零件不須經(jīng)過任何修整和選擇就能進(jìn)行裝配,裝配后的產(chǎn)品即能達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求。此時(shí),閥門零件要完全按照設(shè)計(jì)要求加工,以滿足尺寸精度和形位公差的要求。

    完全互換法的優(yōu)點(diǎn)是:裝配工作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì),工人不需很高的技術(shù)水平,裝配過程的生產(chǎn)效率較高,易于組織裝配流水線和組織專業(yè)化生產(chǎn)。但是相對(duì)來說,采用完全互換裝配時(shí),對(duì)于零件的加工精度要求較高。適用于截止閥、止回閥等結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的閥類以及中、小口徑的閥門。

(2)選配法:閥門采用選配法裝配,零件可按經(jīng)濟(jì)精度加工,裝配時(shí)再對(duì)某一個(gè)有調(diào)節(jié)、補(bǔ)償功能的尺寸進(jìn)行選配,以達(dá)到規(guī)定的裝配精度。選配法的原理與修配法相同,只是在改變補(bǔ)償環(huán)尺寸的方法上有所不同。前者是用選擇配件的方法來改變補(bǔ)償環(huán)尺寸,后者是用修整配件的方法來改變補(bǔ)償環(huán)尺寸。例如:雙閘板楔式閘閥的頂芯和調(diào)整墊片、對(duì)開球閥兩體之間的調(diào)整墊片等,就是在與裝配精度有關(guān)的尺寸鏈中選擇專用零件作為補(bǔ)償件,通過調(diào)整墊片的厚度尺寸,來達(dá)到要求的裝配精度。為保證在不同情況下都能以固定補(bǔ)償件進(jìn)行選配,故需預(yù)先制作一套不同厚度尺寸的墊圈、軸套補(bǔ)償件,供裝配時(shí)選用。

(3)修配法:閥門采用修配法裝配,零件可按經(jīng)濟(jì)精度加工,裝配時(shí)再對(duì)某一個(gè)有調(diào)節(jié)、補(bǔ)償功能的尺寸進(jìn)行修配,以達(dá)到規(guī)定的裝配目的。如楔式閘閥的閘板和閥體,由于實(shí)現(xiàn)互換要求的加工代價(jià)太高,多數(shù)生產(chǎn)廠家都采用修配法工藝。即在最后磨削閘板密封面控制開檔尺寸時(shí)要和閥體密封面的開檔尺寸進(jìn)行照配的方法進(jìn)行“配板”,以實(shí)現(xiàn)最終的密封要求。這種方法雖然增加了“配板”工序,但大大簡(jiǎn)化了前面加工工序的尺寸精度要求,“配板”工序的專人操作熟練,總體來說并不會(huì)影響生產(chǎn)效率。

(二)閥門的裝配過程

    閥門一般采用固定式場(chǎng)地裝配,閥門的零、部件裝配和總裝配是在裝配車間進(jìn)行的,所需要的零件和部件全部運(yùn)到該裝配工作地。通常部件裝配和總裝配分別由幾組工人同時(shí)進(jìn)行,這樣既縮短了裝配周期,又便于使用專用的裝配工具,對(duì)工人技術(shù)等級(jí)的要求也比較低。國(guó)外有些廠家或高技術(shù)檔次的閥門也有采用裝配吊掛線或裝配回轉(zhuǎn)臺(tái)的模式。

(1)裝配前的準(zhǔn)備工作:閥門零件在裝配前需要去除機(jī)械加工形成的毛刺和焊接殘留的焊渣,清洗及切制填料和墊片。

(2)閥門零件的清洗:作為流體管路控制裝置的閥門,內(nèi)腔必須清潔。特別是核電、醫(yī)藥、食品工業(yè)用閥門,為保證介質(zhì)的純度和避免介質(zhì)污染,對(duì)閥門內(nèi)腔清潔度的要求更為嚴(yán)格。裝配前應(yīng)對(duì)閥門零件進(jìn)行清洗,將零件上的切屑碎末、殘留的潤(rùn)滑油、冷卻液和毛刺、焊渣以及其他污物洗除干凈。

   閥門的清洗通常用加堿的清水或熱水進(jìn)行噴刷(也可用煤油進(jìn)行刷洗)或在超聲波清洗機(jī)里清洗。零件經(jīng)研磨、拋光后需進(jìn)行最后清洗,最后清洗通常是將密封面部位用汽油刷凈,然后用壓縮空氣吹干并用布擦拭干凈。

(3)填料和墊片制備:石墨填料因具有耐腐蝕、密封性好及摩擦系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn),得到廣泛的應(yīng)用。填料和墊片用以防止介質(zhì)經(jīng)閥桿和閥蓋以及法蘭結(jié)合面間滲漏。這些配件都要在閥門裝配前做好切制和領(lǐng)用的準(zhǔn)備。                   

(4)閥門的裝配:閥門通常是以閥體作為基準(zhǔn)零件按工藝規(guī)定的順序和方法進(jìn)行裝配。裝配前要對(duì)零、部件進(jìn)行檢查,防止未去毛刺和沒有清洗的零件進(jìn)入總裝。裝配過程中,零件要輕拿輕放,避免磕碰、劃傷已加工表面。對(duì)閥門的運(yùn)動(dòng)部位(如閥桿、軸承等)應(yīng)涂以工業(yè)用黃油。

閥蓋與閥體中法蘭多采用螺栓連接,緊固螺栓時(shí),應(yīng)對(duì)稱、交錯(cuò)、多次、均勻地?cái)Q緊,否則閥體、閥蓋的結(jié)合面會(huì)因圓周受力不均而發(fā)生滲漏。緊固時(shí)使用的搬手不宜過長(zhǎng),避免預(yù)緊力過大而影響螺栓強(qiáng)度。對(duì)預(yù)緊力有嚴(yán)格要求的閥門,應(yīng)該使用扭矩搬手,按規(guī)定的扭矩要求檸緊螺栓。

  總裝完成后,應(yīng)旋轉(zhuǎn)操縱機(jī)構(gòu),以便檢查閥門啟閉件的運(yùn)動(dòng)是否靈活,有無卡阻現(xiàn)象。閥蓋、支架等零件的安裝方向是否符合圖紙要求,各項(xiàng)檢查都合格后的閥門方能進(jìn)行試驗(yàn)。

 

第九章 閥門的試驗(yàn)與檢驗(yàn)


(一)概述

閥門的試驗(yàn)在總裝完成后進(jìn)行,是控制閥門質(zhì)量的最重要也是最后的一道工序,以檢驗(yàn)產(chǎn)品是否符合設(shè)計(jì)要求和達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在試驗(yàn)過程中,閥門的材料、毛坯、熱處理、機(jī)械加工和裝配的缺陷一般都能暴露出來。

   閥門性能試驗(yàn)的項(xiàng)目很多,除強(qiáng)度和密封試驗(yàn)外,還有流量特性、壓力特性、模擬壽命、耐火試驗(yàn)、高溫及低溫試驗(yàn)、驅(qū)動(dòng)裝置試驗(yàn)、靈敏性試驗(yàn)等。核電閥門還要按照ANSI B16.41的要求,進(jìn)行抗震試驗(yàn)、熱、冷態(tài)循環(huán)試驗(yàn)及端部加載試驗(yàn)等。

   在閥門制造過程中,沒有必要也不可能對(duì)逐臺(tái)閥門進(jìn)行所有項(xiàng)目的試驗(yàn)。在研制新產(chǎn)品或有特殊要求時(shí),全面的試驗(yàn)屬于產(chǎn)品的型式試驗(yàn)。正常生產(chǎn)中只對(duì)閥門技術(shù)條件中所規(guī)定的項(xiàng)目進(jìn)行逐臺(tái)試驗(yàn),如:強(qiáng)度試驗(yàn)和密封試驗(yàn),就是通常被稱為閥門出廠的壓力試驗(yàn)。

(1)試驗(yàn)介質(zhì):閥門的試驗(yàn)介質(zhì)一般為水、空氣或其他惰性氣體。強(qiáng)度試驗(yàn)通常采用水作介質(zhì),故習(xí)慣稱為“水壓強(qiáng)度試驗(yàn)”。用氣體進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí),如果閥門出現(xiàn)破裂,容易造成人員傷害,故必須加強(qiáng)安全防護(hù)措施。在閥門標(biāo)準(zhǔn)中通常規(guī)定“氣密試驗(yàn)”的氣體壓力為0.4~0.7Mpa。

(2)試驗(yàn)壓力:閥門強(qiáng)度試驗(yàn)的壓力一般規(guī)定為公稱壓力PN的1.5倍;閥門密封試驗(yàn)壓力一般規(guī)定為公稱壓力PN的1.1倍。對(duì)于有特殊要求的閥門,在技術(shù)條件里會(huì)有專門的數(shù)值規(guī)定。

(3)試驗(yàn)壓力持續(xù)時(shí)間:閥門試驗(yàn)時(shí),壓力應(yīng)逐漸提高至規(guī)定的數(shù)值,不允許急劇地、突然地增加。在達(dá)到規(guī)定的壓力后,應(yīng)持續(xù)保壓一定時(shí)間,此時(shí)系統(tǒng)中的壓力應(yīng)保持不變。在試驗(yàn)壓力持續(xù)時(shí)間內(nèi),強(qiáng)度試驗(yàn)的閥門未出現(xiàn)滲漏;密封試驗(yàn)的閥門如未出現(xiàn)滲漏或滲漏率在允許的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),則可以認(rèn)為其強(qiáng)度或密封試驗(yàn)合格。試驗(yàn)中如有懷疑,可以延長(zhǎng)試驗(yàn)時(shí)間。

   試驗(yàn)壓力的持續(xù)時(shí)間,一般工業(yè)用閥的試驗(yàn)壓力持續(xù)時(shí)間按GB/T13927或JB/T9092的規(guī)定。用戶有特殊要求或真空、低溫等特殊用途閥門的壓力持續(xù)時(shí)間應(yīng)按有關(guān)技術(shù)條件來執(zhí)行。

(4)滲漏率:滲漏率即閥門單位時(shí)間內(nèi)的滲漏量。閥門強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)不得出現(xiàn)任何滲漏,密封試驗(yàn)一般亦不允許滲漏。密封試驗(yàn)允許滲漏的閥門或低壓水用閘閥、旋啟式止回閥的允許滲漏率稍大,在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中均有允許滲漏率的數(shù)值。   

(5)檢漏方法

1)氣體試驗(yàn)檢漏方法;

    用氣體進(jìn)行密封試驗(yàn)時(shí),最簡(jiǎn)便的檢漏方法是在閥門被檢表面涂上一層肥皂液,如有漏隙即會(huì)出現(xiàn)肥皂氣泡。這種方法能迅速撿定閥門是否滲漏及滲漏的部位,并可根據(jù)氣泡的數(shù)目來確定滲漏量。由于生成的氣泡大小不一,故此法得出的滲漏量是不夠精確的。

   另一種檢漏方法是浸水法。浸水法是將閥門浸入水內(nèi),如有泄漏即有氣泡產(chǎn)生。這時(shí)可采用簡(jiǎn)單的裝置把滲漏的氣體收集起來,并度量出較精確的滲漏量。這種方法比較簡(jiǎn)單易行,而且容易判斷滲漏部位,以便采取返修措施?,F(xiàn)在很多閥門廠家使用的翻轉(zhuǎn)式浸水試壓臺(tái)都可以實(shí)現(xiàn)這種功能。

(2)液體檢漏方法:

 用液體進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí),可直接用目視觀察,如被檢表面發(fā)現(xiàn)滲漏,就會(huì)出現(xiàn)水滴或水流。這樣不僅能找到滲漏部位,也能根據(jù)水滴來確定滲漏量。強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)不但不允許出現(xiàn)水珠,甚至不得出現(xiàn)潮濕“冒汗”的現(xiàn)象。

   用液體進(jìn)行密封試驗(yàn)時(shí),閥門密封面邊緣上出現(xiàn)不滴落的水珠,經(jīng)擦干后,在規(guī)定的壓力持續(xù)時(shí)間內(nèi)不再出現(xiàn),即可視為未出現(xiàn)滲漏。反之,經(jīng)擦干后在規(guī)定的試驗(yàn)壓力持續(xù)時(shí)間內(nèi)再出現(xiàn)水珠,則無論水珠的多少與大小,均認(rèn)為該閥有滲漏。測(cè)量其滲漏量,就可以計(jì)算出滲漏率,對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)可以驗(yàn)證閥門是否合格。

( 二 )閥門的試驗(yàn)方法

(1)強(qiáng)度試驗(yàn):

   閥門是受壓容器,需要滿足承受介質(zhì)壓力而不滲漏的要求。故閥體、閥蓋及其連接件等不應(yīng)存在影響強(qiáng)度的裂紋、縮松、氣孔、夾渣等缺陷。閥門制造廠除對(duì)毛坯進(jìn)行外表及內(nèi)在質(zhì)量的嚴(yán)格檢驗(yàn)外,還逐臺(tái)進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn),以保證閥門的使用性能。

   試驗(yàn)通常在常溫下以公稱壓力PN的1.5倍進(jìn)行。試驗(yàn)時(shí)閥門關(guān)閉件處于開啟狀態(tài),用盲板封閉閥門一端,從另一端注入介質(zhì)并施加試驗(yàn)壓力。檢查閥體、閥蓋和連接部位的外表面,在規(guī)定的試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間內(nèi)未發(fā)現(xiàn)滲漏就認(rèn)為該閥門強(qiáng)度試驗(yàn)合格。

為保證試驗(yàn)的可靠性,強(qiáng)度試驗(yàn)應(yīng)在閥門涂漆前進(jìn)行,以水為介質(zhì)時(shí)應(yīng)將內(nèi)腔的空氣排凈。

填料試驗(yàn)一般和強(qiáng)度試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行,觀察填料處是否有滲漏。上密封試驗(yàn)通常也在強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)一并進(jìn)行。試驗(yàn)時(shí)將閥桿升高到極限位置,使閥桿上部錐面與閥蓋的上密封面緊密接觸,將填料放松后檢查其密封性。

   試驗(yàn)時(shí)如發(fā)現(xiàn)閥體鑄件有滲漏的,在技術(shù)條件允許的范圍內(nèi),可以按技術(shù)規(guī)范進(jìn)行補(bǔ)焊,但補(bǔ)焊后必須重新進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)。

(2)密封試驗(yàn):

    所有切斷用閥均應(yīng)具有關(guān)閉的密封性能,故閥門出廠前需逐臺(tái)進(jìn)行密封試驗(yàn)。帶上密封的閥門還要進(jìn)行上密封試驗(yàn)。



試驗(yàn)通常是在常溫下以公稱壓力PN的1.1倍進(jìn)行的。有的閥門密封試驗(yàn)壓力有特殊要求的,按技術(shù)要求執(zhí)行。    
閘閥和球閥由于有兩個(gè)密封副,故需進(jìn)行雙向密封試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí),先將閥門開啟,把法蘭一端封堵,壓力從另一端引入,待壓力升高到規(guī)定數(shù)值時(shí)將閥門關(guān)閉,然后將封堵端的壓力逐漸卸去,并進(jìn)行檢查。另一端也應(yīng)重復(fù)上述試驗(yàn)(見上圖)。閘閥的另一種試驗(yàn)方法是在體腔內(nèi)保持試驗(yàn)壓力,從通路兩端同時(shí)檢查閥門的雙向密封性。不過有些國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)不允許這種試法,因?yàn)楫?dāng)鑄造閘板芯部有穿透性缺陷時(shí),這種試驗(yàn)可能會(huì)難以發(fā)現(xiàn)。
 截止閥試驗(yàn)時(shí),閥瓣關(guān)閉后從入口端引入介質(zhì)并施加試驗(yàn)壓力,在出口端進(jìn)行檢查(見右圖)。不過也有高壓截止閥是采取上進(jìn)下出的設(shè)計(jì),試驗(yàn)時(shí)也要從入口端引入介質(zhì)并施加試驗(yàn)壓力。
  試驗(yàn)止回閥時(shí),壓力應(yīng)從出口端引入,在入口端進(jìn)行檢查。  
密封試驗(yàn)時(shí),手動(dòng)閥門的關(guān)閉力按公稱壓力與公稱通徑?jīng)Q定。閥門通常只允許用正常體力關(guān)閉,而不得借助于其他輔助器械,過去老標(biāo)準(zhǔn)(JB790-65)規(guī)定當(dāng)手輪直徑φ≥φ320毫米時(shí)允許用兩人關(guān)閉。而有些標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定手動(dòng)閥門的關(guān)閉力不能大于360N。
有驅(qū)動(dòng)裝置的閥門,應(yīng)在使用驅(qū)動(dòng)裝置的情況下進(jìn)行試驗(yàn),當(dāng)附帶有手動(dòng)裝置時(shí),還應(yīng)在手動(dòng)情況下試驗(yàn)其密封性。
閥門的密封試驗(yàn)應(yīng)在總裝后進(jìn)行,因?yàn)樵囼?yàn)不僅要檢驗(yàn)閥門關(guān)閉件的密封性能,還要檢驗(yàn)填料及法蘭墊片的密封性能。
另外在閥門密封試驗(yàn)合格后,要進(jìn)行帶壓開啟的動(dòng)作試驗(yàn),以考驗(yàn)閥門啟閉件在工況帶壓情況下的開啟性能。
 (3)低溫密封試驗(yàn):
   隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展,液氧、液氮、液氫以及液化天然氣等得到廣泛的應(yīng)用,從而對(duì)低溫閥門的需求也愈來愈大。
低溫閥門在常溫強(qiáng)度試驗(yàn)和密封性試驗(yàn)合格后,再在低溫狀態(tài)下進(jìn)行密封試驗(yàn),以檢驗(yàn)閥門在低溫工況時(shí)的密封性能。
低溫閥門的密封試驗(yàn)在日本閥門行業(yè)常用的有兩種方法:浸漬法和保冷法。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)JB/T7749《低溫閥門技術(shù)條件》里推薦的試驗(yàn)方法就是浸漬法,所以這里重點(diǎn)介紹這種方法。
浸漬法:閥門進(jìn)行低溫密封試驗(yàn)的方法和裝置如右圖所示。試驗(yàn)溫度為-196℃,冷卻劑為液氮,試驗(yàn)介質(zhì)用氮?dú)饣蚝狻?/div>
具體的試驗(yàn)操作在相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范里都有明確的規(guī)定。
在規(guī)定的壓力持續(xù)時(shí)間內(nèi),滲漏量不大于允許數(shù)值,即可認(rèn)為該閥門合格。
   試驗(yàn)溫度是采用溫度傳感器來測(cè)定的。傳感器貼在4~6個(gè)測(cè)溫點(diǎn)上。閥門內(nèi)腔各測(cè)溫點(diǎn)的導(dǎo)線由閥門的填料處引出。
低溫試驗(yàn)冷卻介質(zhì)可參照下表選用:

試驗(yàn)溫度 ℃

-46

-101

-120

-160

-196

冷卻介質(zhì)

酒精+干冰

乙醚+液氮

酒精+液氮

乙戊烷+液氮

液氮

(4)真空密封試驗(yàn):
   真空密封試驗(yàn),是一種靈敏度很高的密封試驗(yàn)方法。航天及核工業(yè)用閥及密封性要求極高的閥門一般均進(jìn)行真空密封試驗(yàn)。真空試驗(yàn)通常在閥門常溫強(qiáng)度、密封試驗(yàn)合格后進(jìn)行。為了保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性,被試閥門應(yīng)具有很高的清潔度和加工精細(xì)的密封面。

試驗(yàn)時(shí),先把被測(cè)閥門在開啟狀態(tài)下抽至規(guī)定的真空度,再關(guān)閉被測(cè)閥門并使真空泵停泵放氣,開始檢測(cè),直至測(cè)出在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的增壓△P為止,然后計(jì)算閥門的漏氣數(shù)率。                  
下圖為真空密封試驗(yàn)的系統(tǒng)圖:   

眾所周知,所有金屬材料在真空中都有放氣現(xiàn)象。試驗(yàn)中測(cè)得的漏氣率是氣體滲漏和材料放氣兩種因素的結(jié)果。因此,靜態(tài)升壓法的靈敏度往往受材料放氣率和計(jì)算準(zhǔn)確性的影響。
更精確的真空密封性試驗(yàn)方法是氦質(zhì)譜檢漏。其方法是:將被測(cè)閥門用真空泵抽至規(guī)定的真空度后,在閥門被測(cè)部分外施加含氦的混合氣體(氦罩或用氦氣噴吹),如有漏隙,氮?dú)獗氵M(jìn)入閥門的被測(cè)部分,系統(tǒng)中的氮質(zhì)譜檢漏儀就可顯示出來,據(jù)此計(jì)算漏氣數(shù)率。
真空閥門漏率的測(cè)試和計(jì)算可見JB/T6446《真空閥門》標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)適用于高真空度要求的閥門。而火電廠汽輪機(jī)抽汽系統(tǒng)的真空度一般要求不高,其閥門的真空試驗(yàn)規(guī)定在要求的真空度下保壓若干小時(shí)內(nèi),以表不升壓為準(zhǔn)。
(三 )閥門的試驗(yàn)設(shè)備:
閥門試驗(yàn)時(shí)使用的壓力源,主要是由高壓和中壓泵以及氣體壓縮機(jī)供給的,這些設(shè)備可以滿足常溫時(shí)強(qiáng)度和密封試驗(yàn)的需要。高溫蒸汽試驗(yàn)時(shí),則用試驗(yàn)鍋爐來供給具有一定壓力和溫度要求的高溫蒸汽。
改革開放以來,隨著閥門工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高,閥門行業(yè)的試驗(yàn)裝備也有了很大的發(fā)展。各種機(jī)械、液壓、機(jī)電一體化的試驗(yàn)設(shè)備不斷得到推廣應(yīng)用,夾壓式、翻轉(zhuǎn)式、浸水式、內(nèi)壓平衡式的試驗(yàn)設(shè)備不斷出現(xiàn),使得閥門的試壓工序從過去裝卸盲板、緊固螺栓等繁雜的體力勞動(dòng)轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的機(jī)械操作,檢漏的方法和精度也得到了明顯的提高。
  
    
第十章 閥門制造工藝的發(fā)展方向
  
經(jīng)過閥門行業(yè)幾十年的努力,我國(guó)閥門制造工藝水平已經(jīng)有了很大的提高。鑄造生產(chǎn)從原始狀態(tài)的一個(gè)人、一把鐵锨、一堆土(砂),發(fā)展到現(xiàn)在多種鑄造工藝、造型材料以及推廣、應(yīng)用樹脂砂無箱造型自動(dòng)生產(chǎn)線。機(jī)加工生產(chǎn)也從一個(gè)人、一把刀、一個(gè)活(工件)發(fā)展到推廣、應(yīng)用組合機(jī)床、加工流水線、數(shù)控機(jī)床和加工中心。
在毛坯制造方面,精密鑄造和模鍛的應(yīng)用日益廣泛,鑄造和鍛造的機(jī)械化水平也有大幅度的提高。不少工廠已采用造型、制芯、落砂、清理機(jī)械化。我國(guó)一些閥門廠利用精鑄、模鍛、沖壓、滾壓和鐓頭的方法來制造閥體、閥蓋、閥桿等零件,大大減少了材料消耗和機(jī)械加工工時(shí),取得了良好的效果。擴(kuò)大無切屑和少切屑加工工藝的應(yīng)用范圍,減少金屬切削量,是閥門制造工藝的一個(gè)發(fā)展趨向。
    密封面的堆焊普遍采用埋弧自動(dòng)焊、氬弧焊、等離子噴焊等新工藝,推廣和應(yīng)用新型的焊接材料,既提高了生產(chǎn)效率,又保證了焊接質(zhì)量。
    我國(guó)組合機(jī)床、自動(dòng)生產(chǎn)線在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)時(shí)期應(yīng)用較為普遍,適應(yīng)于當(dāng)時(shí)產(chǎn)品分工和專業(yè)化集中生產(chǎn)的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)模式。但由于專用組合機(jī)床和自動(dòng)線的可調(diào)整、可變性、機(jī)動(dòng)性較差,僅局限于加工幾個(gè)規(guī)格批量大的產(chǎn)品,加上工裝、刀具的調(diào)整時(shí)間較長(zhǎng)的缺陷,使得設(shè)備的利用率不高。國(guó)外對(duì)批量較小、要求較高的閥門加工,也從專用組合機(jī)床逐步發(fā)展到使用多品種、可調(diào)變的數(shù)控機(jī)床和加工中心上來。在數(shù)控機(jī)床和加工中心上使用機(jī)械裝夾不重磨的硬質(zhì)合金刀具,硬質(zhì)合金刀片上還涂敷碳化鈦或氮化鈦,刀具的壽命提高三倍以上。
   目前大多數(shù)閥門廠的生產(chǎn)模式都屬于多品種、單件、小批輪番生產(chǎn)。在這種情況下使用專用組合機(jī)床、自動(dòng)生產(chǎn)線等高效專機(jī)設(shè)備可能是不適宜的。采用數(shù)控機(jī)床或由普通機(jī)床增加數(shù)顯裝置的經(jīng)濟(jì)數(shù)控機(jī)床加工閥門,是提高生產(chǎn)效率和保證加工質(zhì)量,適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)方式的靈活模式。
    為了減少輔助時(shí)間,我國(guó)閥門工業(yè)已部分使用電動(dòng)、氣動(dòng)和液動(dòng)的快速夾具。以氣液增壓機(jī)構(gòu)為動(dòng)力源的液動(dòng)夾具,由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、休積小、成本低而適于推廣應(yīng)用。此外,通用調(diào)整夾具、標(biāo)準(zhǔn)夾具及組合夾具等也被廣泛采用。
   閥門裝配長(zhǎng)期以來都是由人工用簡(jiǎn)單的工具來完成的,是最不易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化的工序。我國(guó)近幾年在發(fā)展閥門試驗(yàn)臺(tái)架、清洗機(jī)械、裝配機(jī)械等方面已作了大量工作,減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了裝配質(zhì)量和效率。國(guó)外閥門制造業(yè)裝配臺(tái)架、裝配生產(chǎn)線、裝配自動(dòng)線的應(yīng)用較為廣泛,機(jī)械手和機(jī)器人亦有所采用。
涂漆工序是影響閥門外觀質(zhì)量和防銹性能的重要環(huán)節(jié)。我國(guó)不少閥門廠已建立了紅外噴漆、靜電噴粉(塑)自動(dòng)線,是閥門涂漆工序的一個(gè)新發(fā)展。
總之,我國(guó)在閥門鑄造、鍛造、焊接、熱處理和機(jī)加工方面,雖然取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,但是由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)、利益驅(qū)動(dòng)、只求眼前利益和短期行為的影響,使我們與國(guó)外先進(jìn)水平仍存在一定的差距。尤其是在裝配手段、試驗(yàn)條件、無損檢測(cè)和基礎(chǔ)理論研究方面的差距較大。國(guó)際上知名的閥門公司擁有自己的高溫高壓、低溫深冷、真空、壽命、流阻、耐火等試驗(yàn)設(shè)備和齊全的無損檢測(cè)手段。這些方面的改進(jìn)還有待我國(guó)閥門行業(yè)的同仁們繼續(xù)努力,共同提高。


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