超高温热阀热态密封试验的方法与应用

摘要

介绍了一种高压超高温阀门的阀体隔热保温效果试验及其液压执行机构的压力与介质温度、压力的匹配关系的试验装置与操作方法。

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概述

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试验方法

图１ 高压超高温液控截止阀（热阀）

图２ 热阀的热态密封试验

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试验过程

油缸压力与介质压力、温度的匹配关系试验比较复杂，具体试验程序按技术要求实施。

（１）首先将阀门处于半关状态，启动液压站，接通电加热器电源，同时用冷空气对阀杆、阀芯及阀座的冷却管送气。当热电偶显示温度为505℃时，关闭阀门，开启气瓶调节阀和深层控制阀，内腔加压采用高压氮气瓶作为压力源，通过气瓶调节阀和深层控制阀来保证阀门进口端的工作压力。当阀门密封面出现泄漏时，泄漏的气体会通过出口端的针形阀进入蒸馏水瓶，产生气泡，泄漏量通过流量计进行计量。当压力表显示压力为1MPa时，操作电磁阀，使控制热阀阀杆的油缸进油，调节油缸压力由小逐渐加大，将阀门密封。观察蒸馏水瓶，如果无气泡，则证明阀门已密封。记录此时的油缸工作压力。用该压力连续试验3次，且效果很接近，该数值列为正式试验数值。

（２）第2次试验是保持阀体内温度不变，增加阀体进口端内腔试验压力到2MPa，这时阀体密封面就会泄漏（蒸馏水瓶有气泡），慢慢增大油缸工作压力，直到无气泡为止。重复3次，记录此时的油缸工作压力。

（３）按照上述方法，阀体进口端内腔压力依次为4MPa、6MPa、8MPa、10MPa、12MPa，每次调节减压阀压力后，记录其油缸工作压力。

（４）根据不同的温度，依次调节油缸工作压力，直至完成35次不同的温度和压力试验，得出35个油缸工作压力记录，完成该项试验。

（５）表１为一组试验数据，其中阀门的工作压力分为1MPa、2MPa、4MPa、6MPa、8MPa、10MPa、12MPa共7个压力级，阀门的工作温度分别为505℃、611℃、715℃、809℃、900℃共5个温度等级，互相对应组合，共做35次试验。根据测试数据结果，可以计算得出STL硬质合金在高温下的许用密封比压。阀门实际应用时，在保证密封性能的前提下，阀门的驱动机构上能施加合理的驱动力，提高阀门的使用寿命。该项试验结果得到工况系统使用的有效验证。

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结语

高压超高温液控截止阀的研制和试验是一项复杂的系统工程，在结构、选材、隔热保温、冷却系统和液压自动控制系统等方面创新点突出，为用户提供了可靠的操作依据。

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