供水管網(wǎng)蝶閥選用注意要點(diǎn)探討
蝶閥是在供水管道上常用的閥門(mén)之一。蝶閥的通病有開(kāi)、關(guān)費力費時(shí)，銹蝕，開(kāi)裂，密封性差，不能快速處置爆管等突發(fā)事件，遇到這些情況只能無(wú)奈拆井換閥再砌井保養，耗資耗時(shí)。所以選用蝶閥應注意以下幾方面問(wèn)題。
1、選用開(kāi)、關(guān)省力的材質(zhì)和結構
(1)軸系材質(zhì)。軸系包含閥體部分的上、下閥軸和減速箱內的齒輪軸、蝸桿。理想的軸系材質(zhì)是馬氏體不銹鋼的2Cr13，通過(guò)調質(zhì)和淬火處理，具備一定的硬度、強度、剛度、耐蝕性，不易彎曲變形。
(2)針對閥桿銹死，可選用磨擦系數較小的自潤滑軸承、多道密封圈和改善材質(zhì)解決。
(3)軸系結構設計要合理。有的產(chǎn)品其上、下閥軸與蝶板均采用銷(xiāo)軸連接，與閥體采用軸套配合：蝶板及軸系受壓時(shí)支撐點(diǎn)較遠，蝶板變形及位移較大。正向受壓時(shí)，密封面比壓過(guò)大，開(kāi)啟困難;反向受壓時(shí)，密封面比壓不夠，密封泄漏嚴重。而新型的蝶閥結構上軸套與蝶板為銷(xiāo)軸連接，下閥軸與閥體固定連接而與蝶板之間為相對運動(dòng)狀態(tài)：蝶板與軸系的受力支撐間距大大縮短，受壓時(shí)蝶板變形及位移控制在最小狀態(tài)，密封面比壓變化不是太大。因此閥門(mén)開(kāi)、關(guān)省力。
2、選用開(kāi)、關(guān)省時(shí)機構
2.1、閥門(mén)手動(dòng)驅動(dòng)裝置
設置二級減速機構，總輸入力矩均不大于200N•m即可開(kāi)啟閥門(mén)，第一級為蝸輪蝸桿減速機構。其特點(diǎn)為：
(1)蝸桿的軸向受力由常規的拉應力改為壓應力，可使傳動(dòng)機構的承載能力大大增加，有效避免因啟閉力過(guò)大而損壞機件。
(2)二級機構采用行星輪傳動(dòng)或傘齒輪傳動(dòng)來(lái)過(guò)渡，與用傳統雙級蝸輪蝸桿傳動(dòng)相比傳動(dòng)效率高，啟閉圈數少，啟閉力矩小。
(3)當閥門(mén)在地下臥式安裝時(shí)，二級減速機構為行星減速機構。該機構對于臥式安裝可從操作部位直接顯示閥門(mén)開(kāi)關(guān)角度，即為雙向顯示設計。在不同的操作方位都能清晰地觀(guān)察到閥門(mén)的啟閉狀態(tài)。該機構操作靈活、省力，只需1人即可輕松手動(dòng)啟閉閥門(mén)。
2.2、采用雙偏心結構
關(guān)閉時(shí)閥板密封面隨偏心位移靠向閥體密封圈進(jìn)行擠壓密封，密封圈受壓均勻，密封性能可靠;開(kāi)啟時(shí)閥板只需轉過(guò)很小一個(gè)角度，閥板密封面就與閥體密封圈脫離了，減少了密封面之間的磨擦，使閥門(mén)經(jīng)久耐用并省時(shí)省力(見(jiàn)圖1)。
圖1 偏心結構示意
3、選用防止閥體銹蝕的涂裝工藝
(1)涂裝前處理。閥體、閥板等鑄件采用樹(shù)脂砂造型工藝，在涂裝之前，鑄件應經(jīng)拋丸處理，達到GB/T8923——1988中規定的Sa21/2表面處理等級，并在完成后6h內進(jìn)行涂裝。并經(jīng)磷化處理，以徹底清除浮銹、油脂和附著(zhù)物。
(2)噴涂與質(zhì)保。靜電噴涂環(huán)氧樹(shù)脂粉末工藝，涂層固化后不溶解于水，涂層厚度≥300μm，有耐3kV電壓的絕緣性能。涂層附著(zhù)力按GB/T9286——1998。涂料采用阿克蘇環(huán)氧粉末涂料，有相應的材料檢驗報告、進(jìn)料單等相關(guān)證明和國家衛生部門(mén)的檢測報告。
4、選用高強度的閥體鑄件和結構
(1)蝶閥應為全鑄型伸縮型(法蘭型)雙向金屬硬密封蝶閥(伸縮型蝶閥與伸縮器為一體)。全鑄型蝶閥相對于組焊型蝶閥的優(yōu)點(diǎn)在于：全鑄型閥體、閥板本身的耐腐蝕性、抗磨性、抗壓抗震性及抗變形性遠優(yōu)于鋼板組焊閥體、閥板。
(2)閥軸與閥板的連接。閥桿采用半軸，嵌入軸孔的長(cháng)度不小于軸徑的1.5倍。閥板采用桁架式結構，具有抗壓強度高、導流性好、流阻小、過(guò)流面積大、節能的特點(diǎn)。閥軸與閥板的連接采用錐銷(xiāo)連接和專(zhuān)有的膨脹銷(xiāo)連接(見(jiàn)圖2)。該結構可有效消除閥軸與蝶板之間間隙且抗壓扭防松性能強，啟閉可靠。閥軸最薄弱處應能滿(mǎn)足力矩及有關(guān)參數要求。閥軸與閥板的連接要能承受閥門(mén)最大扭矩1.5倍的強度，閥桿伸出端密封圈不少于三道。
圖2 膨脹銷(xiāo)剖視
(3)閥門(mén)執行機構自鎖性強，在閥板全開(kāi)和全關(guān)之間的任意位置運行和靜止均不會(huì )產(chǎn)生蠕動(dòng)和顫動(dòng)。閥門(mén)的操作機構有足夠的剛、強度，足以承受閥門(mén)的啟閉力矩，確保閥板啟閉時(shí)的穩定性;在蝸輪箱上設有開(kāi)和關(guān)的限位器和開(kāi)度指示器;傳動(dòng)機構能承受二倍的額定力矩而無(wú)任何損害，蝸桿在運行中不對蝸輪箱產(chǎn)生拉力。
5、選用密封性可靠的結構
(1)具有正、反雙向密封功能。安裝中不為介質(zhì)流向所限(若只需控制單向介質(zhì)，應優(yōu)先采用有利于密封的方向安裝)，也不受空間位置的影響，可在任何方向安裝。
(2)改良密封結構。閥體閥板主體材料為球墨鑄鐵，閥板密封部位用不銹鋼1Cr18Ni9Ti雙面包焊(如圖3)，加工后經(jīng)過(guò)滾壓拋光，表面組織致密且硬度得到提高，閥體密封圈通過(guò)機械方式固定在閥體上，采用同種不銹鋼加工表面作氮化處理，經(jīng)該工藝措施確保密封副有HRC8~20的硬度差，此將有效延長(cháng)使用壽命，并有很好的防結垢及密封自清理能力。
圖3 密封結構
(3)每臺蝶閥出廠(chǎng)前應進(jìn)行正、反向水壓密封試驗(1.1倍公稱(chēng)壓力)，密封均達到國標要求，并出示詳細的檢驗、試驗記錄和完整的檢測報告。
6、選用開(kāi)、關(guān)傳動(dòng)系統密封性可靠的結構
(1)閥門(mén)的軸套及軸系密封的設計。閥門(mén)的軸套采用自潤滑軸承，磨擦系數小，上閥軸處的密封采用兩道自補償型密封圈，材料為NBR。下閥軸處的密封采用O型密封圈進(jìn)行密封，可靠性高且便于更換。為避免介質(zhì)內雜質(zhì)進(jìn)入軸套，在上下閥軸軸套端面加裝一道防泥沙O型密封圈，結構見(jiàn)圖4。
圖4 軸套軸系密封
(2)蝸輪箱體的密封設計：蝸輪箱體所有與外部相通的運動(dòng)部位及固定連接部位均設計有密封元件，箱內充有油脂或油液，能適用于有塵、潮濕等惡劣環(huán)境，并可以浸泡在3m深水中長(cháng)期使用，防護等級達IP68級，并應提供蝸輪驅動(dòng)裝置檢驗報告。
7、所選配的電動(dòng)執行器
電動(dòng)執行器為選配件，應滿(mǎn)足：采用專(zhuān)用密封電機，防水等級達標，絕緣等級F;閥門(mén)啟閉位置均設限位機構，并設過(guò)載保護機構;設置閥門(mén)開(kāi)度就地位置指示及遠傳動(dòng)態(tài)顯示機構，具有開(kāi)度反饋輸出(使用4~20mA電流);具有開(kāi)關(guān)控制、到位觸點(diǎn)，上述觸點(diǎn)接線(xiàn)引出應滿(mǎn)足就地及遠方控制要求(DCS控制要求);采用一體化電裝，電氣元器件均集中于電裝中，具有遠程控制、閥位信號(開(kāi)到位、關(guān)到位各兩組以上)等接點(diǎn)。
8、應用效果
上述選用蝶閥時(shí)所涉及的技術(shù)、工藝和材料的科技含量較高、綜合性能較好且有現實(shí)性，并在國內蝶閥上已經(jīng)得到應用。我司早在2003年就按以上要求來(lái)逐步選用蝶閥，應用在水廠(chǎng)和市政管線(xiàn)上，在使用運行的7年中，未有過(guò)如閥桿銹死，關(guān)閉跑位偏移漏水和殼體開(kāi)裂銹蝕嚴重等情況，并體會(huì )到開(kāi)關(guān)圈數少省時(shí)省力和密封性可靠，特別是遇到爆管、挖機損壞管道及管網(wǎng)改造時(shí)，可快速手電切換到位，對突發(fā)事件能及時(shí)處置;并節約閥門(mén)維修費用，拆井換閥砌井保養均已避免。我司新建的第四水廠(chǎng)、水源廠(chǎng)及在建的昆山長(cháng)江引水工程中，按上述要求選用規格DN500~2200的蝶閥，至今總共近千臺。其中對DN2200及其以上口徑的，全部由第三方省級產(chǎn)品質(zhì)量監督檢驗院檢測合格后方可發(fā)運，并提供檢驗報告原件。
