日本SMC電磁閥高溫調(diào)節(jié)閥制造中在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料注意的問題

日本SMC電磁閥系列化產(chǎn)品的研制開發(fā)，現(xiàn)在已具備年產(chǎn)1000臺調(diào)節(jié)閥的規(guī)模。近年來在生產(chǎn)常規(guī)調(diào)節(jié)閥的基礎(chǔ)上，又研究開發(fā)了日本SMC電磁閥新品種。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，流過高溫流體的管路系統(tǒng)日益增加日本SMC電磁閥的應(yīng)用越來越廣泛。管路系統(tǒng)的要求及新材料和新工藝的出現(xiàn)，開拓了日本SMC電磁閥的應(yīng)用領(lǐng)域。由于高溫條件下材料的各種物理性能、機(jī)械性能都將發(fā)生變化，致使日本SMC電磁閥在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選擇上與低溫調(diào)節(jié)閥或常日本SMC電磁閥相比具有很大的差別。經(jīng)過我們的不斷研究，總結(jié)出了高溫調(diào)節(jié)閥制造中應(yīng)注意的幾個(gè)關(guān)鍵問題。
1.日本SMC電磁閥零件承受熱載的差別和零件所處約束條件的差別，這些差別在日本SMC電磁閥制造中應(yīng)仔細(xì)考慮。當(dāng)熱態(tài)流體進(jìn)人一個(gè)冷態(tài)調(diào)節(jié)閥時(shí)，閥芯被熱態(tài)流體所包圍，而閥芯的散熱僅靠與其相連接的具有較小橫截面的閥桿，因此．閥芯能很快地達(dá)到管線流體的溫度。閥座幾乎是與閥芯同時(shí)加熱的，因閥座的散熱條件較閥芯為好和閥體的線脹量常常小于閥座的徑向膨賬。其它零件也有類似的情況。因此，用于高溫介質(zhì)下的調(diào)節(jié)閥零件間的工作間隙應(yīng)增大，這樣在實(shí)際工作溫度下，防止了擦傷和卡死。間隙的增加量是由材料的線膨賬系數(shù)、使用溫度、應(yīng)力等條件決定的。當(dāng)然對于某些調(diào)節(jié)閥來說（如柱塞閥）、隨著間隙的增加，使得調(diào)節(jié)閥的有效使用溫域變小，在室溫或低溫條件下會出現(xiàn)泄漏。 

日本SMC電磁閥高溫調(diào)節(jié)閥制造中在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料注意的問題
2.熱交變的影響
介質(zhì)的熱交變會導(dǎo)致日本SMC電磁閥閥座和導(dǎo)向套（過盈配合或螺紋連接）變松，從而失去密封作用。因此，應(yīng)考慮在閥座或?qū)蛱着c其相應(yīng)的支承件的連接處進(jìn)行封焊或點(diǎn)焊。對于大口徑調(diào)節(jié)閥來說采用本體堆焊閥座。
3 材料的機(jī)械性能
高溫條件下，材料的力學(xué)性能將發(fā)生明顯的變化。主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面，一是強(qiáng)度的改變；二是全屬材料的變形性質(zhì)的變化。圖1為碳素鋼在不同溫度下的強(qiáng)度、塑性、彈性模量和波桑比的指標(biāo)。
    高溫條件下材料的硬度也將發(fā)生變化，這對于日本SMC電磁閥門密封面來說是很重要的。圖2是司太立合金、鉻化硼合金等四種密封面材料的高溫硬度變化曲線。   
日本SMC電磁閥的使用溫度超過450℃，設(shè)計(jì)時(shí)還得考慮材料的蠕變和斷裂性能。高溫條件下受載的閥門零件（應(yīng)力值大于物理蠕變極限）除發(fā)生彈性變形外，還會發(fā)生不可回復(fù)的蠕變。即使應(yīng)力低于相應(yīng)溫度條件下材料的屈服限，也會發(fā)生這樣的變形。圖3是蠕變與溫度和應(yīng)力的關(guān)系曲線。從圖中可看到，當(dāng)溫度不變時(shí)，應(yīng)力大者蠕變速度大；應(yīng)力不變時(shí)，溫度高者蠕變速度高。   
由此可見，對于同一種材料，蠕變速度為應(yīng)力和溫度的函數(shù)。在日本SMC電磁閥制造中，溫度是由管路系統(tǒng)的參數(shù)決定的，材料的選擇又受到介質(zhì)的腐蝕性能等條件的限制，所以常常碰到的問題是如何確定許用應(yīng)力。如果按不發(fā)生蠕變的應(yīng)力水平（物理蠕變極限）為條件設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)閥的零件，將使得零件重而不經(jīng)濟(jì)。所以在掌握材料的蠕變速度的基礎(chǔ)上，要選擇一個(gè)應(yīng)力，使得日本SMC電磁閥在正常使用壽命下，總的蠕變不致于發(fā)生斷裂或不致于因變形妨礙運(yùn)動件相互間的運(yùn)動。

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