隨著現(xiàn)代科學技術和現(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，高溫調(diào)節(jié)閥的應用越來越廣泛。 管路系統(tǒng)的要求及新材料和新工藝的出現(xiàn)，開拓了空氣減壓閥的應用領域。由于高溫條件下材料的各種物理性能、機械性能都將發(fā)生變化，致使高溫調(diào)節(jié)閥在結構設計和材料選擇上與低溫調(diào)節(jié)閥或調(diào)節(jié)閥相比具有很大的差別。經(jīng)過我們的不斷研究，總結出了空氣減壓閥制造中應注意的幾個關鍵問題。
空氣減壓閥都有流線型的閥體通道，以增加流通能力，閥體內(nèi)件可以在線更換，在拆去上閥蓋就可以取出內(nèi)件。套筒調(diào)節(jié)閥的結構特點就是：把含有石棉或者聚四氟乙烯材料的撓性金屬墊片放在閥座環(huán)和閥體之間，這種墊片也被套筒壓住并作為上閥蓋和閥座環(huán)之間的襯墊。套筒和閥座環(huán)有時設計成一體，閥芯則采取圓筒式，流量特性取決于窗口的形狀，窗口通常在套筒周圍鑄成。
閥芯也可以制成有內(nèi)孔道的空心柱塞，使流體壓力能穿過閥芯，在靠近套筒頂端的槽中裝有一個滑動密封墊，在閥芯上部封住閥的出口，這種平衡結構有助于抵消作用在閥芯上的流體靜壓力，導致所需要的執(zhí)行機構的推力大為減小，但是和雙座閥一樣，閥座的泄露量有明顯的增大。
空氣減壓閥的特點是便于維修，如果需要，可以在線更換閥內(nèi)件，不必從管道上拆下閥體，這大大便利了維修工作。
另外還有一種不平衡式套筒調(diào)節(jié)閥，這里，空氣減壓閥閥座環(huán)內(nèi)表面有一定的形狀，配以盤式閥芯就可以形成一種等百分比的流量特性，并可以倒轉(zhuǎn)180度，把故障時打開，改為故障時關閉的作用方式，這種結構僅僅是閥桿導向，用于漿液介質(zhì)時，這種套筒調(diào)節(jié)閥就是一個優(yōu)勢了。
1 材料的機械性能
高溫條件下，材料的力學性能將發(fā)生明顯的變化。主要表現(xiàn)為兩個方面，一是強度的改變；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度、塑性、彈性模量和波桑比的指標。
高溫條件下材料的硬度也將發(fā)生變化，這對于調(diào)節(jié)閥門密封面來說是很重要的。調(diào)節(jié)閥的使用溫度超過450℃， 設計時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)生不可回復的蠕變。即使應力低于相應 溫度條件下材料的屈服限，也會發(fā)生這樣的變形。當溫度不變時，應力大者蠕變速度大；應力不變時，溫度高 者蠕變速度高。由此可見，對于同一種材料，蠕變速度為應力和溫度的函數(shù)。在高溫調(diào)節(jié)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力。如果按不發(fā)生蠕變的應力水平（物理蠕變極限）為條件設計調(diào)節(jié)閥的零件，將使得零件重而不經(jīng)濟。 所以在掌握材料的蠕變速度的基礎上，要選擇一個應力，使得調(diào)節(jié)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動件相互間的運動。
空氣減壓閥應力水平的這擇是以保證在使用壽命期內(nèi)，材料的蠕變不致影響調(diào)節(jié)閥的使用功能為基本條件的。例如，用于石化高溫管路系統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥，要求在20000h內(nèi)總 的應變值為1%；而核電站用調(diào)節(jié)閥則要求在300000h內(nèi)總的應變值為1%。使用壽命不一樣的調(diào)節(jié)閥，設計時應根據(jù)各自允許的蠕變速度來選擇相應的許用 應力。
高溫載荷作用下，調(diào)節(jié)閥零件的另一種失效形式是斷裂。金屬抵抗高溫斷裂的能力用“長用強度”或“持久強度”來衡量，材料的持久強度與使用溫度、加力時間及 所受應力的大小有關。圖4是鉻鉬鋼的斷裂應力與斷裂時間的關系。調(diào)節(jié)閥零件往往會發(fā)生這樣的情形：工作應力小于蠕變極*，并不發(fā)生較大的蠕變，但零件卻 在高溫載荷下發(fā)生了斷裂。因此，設計中應比較材料的蠕變性能和斷裂性能，選擇其中較低的許用應力。
2 熱脹量的差別
導致熱脹量差別的原因主要有材料熱脹系數(shù)、零件承受熱載的差別和零件所處約束條件的差別，這些差別在高溫調(diào)節(jié)閥制造中應仔細考慮。當熱態(tài)流體進人一個冷態(tài) 調(diào)節(jié)閥時，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。空氣減壓閥閥芯能很快地達到管線流體的溫度。閥座幾乎是與閥芯同時加熱 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增大， 這樣在實際工作溫度下，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、應力等條件決定的。當然對于某些調(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。
3 熱交變的影響
介質(zhì)的熱交變會導致閥座和導向套（過盈配合或螺紋連接）變松，從而失去密封作用。因此，應考慮在閥座或?qū)蛱着c其相應的支承件的連接處進行封焊或點焊。對于大口徑調(diào)節(jié)閥來說采用本體堆焊閥座。
高溫熱交變使與介質(zhì)接觸或接近的調(diào)節(jié)閥零件受到交變應力的作用，空氣減壓閥加劇調(diào)節(jié)閥零件的疲勞老化，設計中應認真考慮。熱交變工況下密封結構采用彈性閥座，效果較好。
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