這里所說的高溫條件是指介質(zhì)溫度大于等于金屬材料起始蠕變溫度的條件。碳素鋼蠕變發(fā)生的起始溫度約為400℃,鉻鉬合金鋼則為450℃,奧氏體型鐵基高溫合金鋼則為540℃,對(duì)鎳基高溫合金則為650℃,鋁合金則為200℃,鈦合金則為310℃。

高溫下，無論是金屬材料還是非金屬材料，都會(huì)發(fā)生熱脹冷縮，從而對(duì)閥門的密封性能產(chǎn)生影響。例如，蝶閥的熱脹補(bǔ)償結(jié)構(gòu)選擇、閘閥閥瓣的防夾死處理等，都是為解決熱脹冷縮帶來的不利影響而考慮的。

在一定的溫度下，一些非金屬材料會(huì)發(fā)生性能改變，甚至失去需要的性能。所以，非金屬封面件的溫度限制往往成為非金屬密封閥門的使用溫度限制。

在一定的溫度下，金屬承壓部件會(huì)發(fā)生蠕變、應(yīng)力松弛等現(xiàn)象。尤其是承壓螺栓，當(dāng)發(fā)生蠕變或/和應(yīng)力松弛時(shí)，會(huì)對(duì)閥門的使用產(chǎn)生不利的影響；在一定的溫度下，一些金屬材料會(huì)發(fā)生組織變化，表現(xiàn)為金屬的冶金不穩(wěn)定，以致金屬材料的性能產(chǎn)生不利的變化。如珠光體的石墨化、合金鋼的回火脆性、鐵素體不銹鋼的475℃脆性等。

溫度也是各種腐蝕發(fā)生的催化劑，表現(xiàn)為金屬的化學(xué)不穩(wěn)定，使金屬材料的應(yīng)用受到限制，例如碳鋼在200℃以上溫度條件下的氫腐蝕、在260℃以上溫度條件下的硫腐蝕等；高溫條件下，尤其是超過介質(zhì)的閃點(diǎn)或自然點(diǎn)時(shí)，如果閥門發(fā)生失效，易引發(fā)火災(zāi)；當(dāng)高溫與高壓、易燃、易爆等介質(zhì)條件結(jié)合時(shí)，極易引起著火或/和爆炸等。

因此，高溫應(yīng)用的閥門，下列原則應(yīng)予考慮。

(1)閥門類型

①應(yīng)優(yōu)先選用閥門關(guān)閉件熱脹補(bǔ)償能力較好的閥門。常用關(guān)斷閥的熱脹補(bǔ)償能力由高到低的順序是；截止閥、閘閥、球閥、機(jī)械平衡型旋塞閥、金屬硬密封蝶閥。

②當(dāng)介質(zhì)溫度超過螺栓材料的蠕變起始溫度時(shí)，不建議選用對(duì)夾式蝶閥和止回閥。

③當(dāng)選用非金屬密封時(shí)，應(yīng)注意非金屬材料的使用溫度限制。具體應(yīng)用范圍可咨詢上海川滬閥門有限公司。

(2)閥門結(jié)構(gòu)

①當(dāng)選用閘閥時(shí)，應(yīng)考慮閥瓣被夾死的可能性。故DN50及以上的閘閥閥瓣應(yīng)選用彈性閥瓣。

②單純的高溫環(huán)境，并不強(qiáng)調(diào)采用焊接連接。但如果與壓力結(jié)合以致閥門公稱壓力等級(jí)大于等于CLASS600(對(duì)CLASS系列)或PN100(對(duì)PN系列)時(shí)，或與甲類可燃介員組合且介質(zhì)溫度超過介質(zhì)閃點(diǎn)或自燃點(diǎn)時(shí)，宜采用焊接連接。

③用于高溫蒸汽(3.5MPa及以上蒸汽)管道或工程設(shè)計(jì)人員認(rèn)為不能承受熱沖擊的其他管道上的閥門，宜設(shè)置旁通。

④對(duì)于需要隔熱的90°旋轉(zhuǎn)開關(guān)閥門，應(yīng)評(píng)估手輪與隔熱材料發(fā)生碰撞的可能性，必要時(shí)應(yīng)提出加長閥桿的要求。

(3)閥門材料

①對(duì)于閥門承壓部件，應(yīng)要求閥門制造商進(jìn)行材料的蠕變和持久型式試驗(yàn)，并提供型式試驗(yàn)數(shù)據(jù)，同時(shí)應(yīng)提高材料的質(zhì)量控制要求，包括對(duì)表面缺陷、內(nèi)部缺陷、非金屬夾雜物、晶粒度(對(duì)變形加工零部件)等方面的控制。

②當(dāng)介質(zhì)溫度高于栓連閥蓋螺栓材料的起始蠕變溫度時(shí)，應(yīng)評(píng)估螺栓可能出現(xiàn)的應(yīng)力松弛給閥蓋密封帶來的不利影響，必要時(shí)升高材料等級(jí)，或采取其他措施，如應(yīng)用活載連接。高溫下的閥蓋螺栓宜為通絲型螺柱。

③由于閥門零部件的非同步熱脹可能會(huì)給密封件產(chǎn)生附加力，故閥瓣和閥座密封面、上密封(如果有的話)密封面均宜進(jìn)行硬化處理。

④應(yīng)評(píng)估高溫條件給閥桿填料帶來的加速老化影響，必要時(shí)更換更好的材料，或采取適當(dāng)?shù)拇胧?，如采用活載連接結(jié)構(gòu)。

(4)檢查試驗(yàn)

①對(duì)于閥門承壓部件，制造商應(yīng)進(jìn)行材料的蠕變和持久性能型式試驗(yàn)。如果制造商不能提供這方面的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，應(yīng)評(píng)估該制造商的材料性能的適應(yīng)性，必要時(shí)追加高溫瞬時(shí)力學(xué)性能試驗(yàn)。

②對(duì)于閥門承壓部件，應(yīng)追加無損檢驗(yàn)項(xiàng)目。

(5)其他方面對(duì)于高溫閥門，意味著閥門所在管系的熱脹量較大，管道給予閥門的附加力和/或附加彎矩較大。此情況下，宜評(píng)估管道附加力和/或附加彎矩對(duì)閥門使用性能的影響，尤其是對(duì)大直徑管道(如DN400及以上)和/或厚壁管道(Sch.60及以上)上應(yīng)用的閥門，這樣的評(píng)估有時(shí)是不可或缺的。必要時(shí)，應(yīng)采取其他措施，例如升高一級(jí)閥門的壓力等級(jí)。

上海川滬閥門持續(xù)十幾年在高溫閥門上的研究和生產(chǎn)，現(xiàn)有適合高溫蒸汽或高溫導(dǎo)熱油等介質(zhì)的控制閥門產(chǎn)品，如電動(dòng)耐高溫調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)耐高溫調(diào)節(jié)閥、波紋管截止閥、波紋管閘閥、高溫過濾器等產(chǎn)品。

耐高溫閥門