往復(fù)式壓縮機(jī)閥片材質(zhì)選擇的變革

時(shí)間：2022-01-19作者：北京華諾恒宇光能科技有限公司瀏覽：338

往復(fù)式（活塞式）壓縮機(jī)在工業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用特別是在制冷設(shè)備領(lǐng)域。壓縮機(jī)的**部件是氣閥作為氣閥的重要組成部分其壽命決定了壓縮機(jī)的故障維護(hù)時(shí)間。因此閥板材料的選擇是影響氣閥可靠性的關(guān)鍵因素之一。




圖1：氣閥結(jié)構(gòu)圖

壓縮機(jī)閥片對(duì)材料的要求

n 高韌性：閥片需要高韌性。當(dāng)它承受沖擊力時(shí)它可以吸收一定的熱量或者當(dāng)有裂紋時(shí)它可以防止裂紋繼續(xù)擴(kuò)張。

n 抗疲勞：閥片需要高頻往復(fù)沖擊因此閥片需要具有優(yōu)異的抗疲勞性能。

n 耐磨性：閥片需要具有良好的耐磨性在運(yùn)動(dòng)過程中堅(jiān)持閥片與升程限制器導(dǎo)向凸臺(tái)的摩擦損失。

n 耐腐蝕性：能承受多種腐蝕環(huán)境避免材料強(qiáng)度因腐蝕而減弱然后脆性斷裂。

n耐高溫：在高溫下仍能保持良好的性能。

n 尺寸穩(wěn)定性：在高溫下仍能保持尺寸穩(wěn)定性保證氣閥的密封性。

壓縮機(jī)閥板材料變化

早期壓縮機(jī)閥片由金屬制成價(jià)格低廉能承受高溫高壓但強(qiáng)度高

在腐蝕環(huán)境中性能降低或由腐蝕引起

凹坑影響氣密性。氫脆性是金屬閥片的缺點(diǎn)會(huì)大大降低閥片的使用壽命。如果在壓縮易燃易爆氣體時(shí)使用金屬閥片閥片在工作時(shí)*產(chǎn)生火花造成事故。此外腐蝕后斷裂閥片的碎片也會(huì)對(duì)設(shè)備內(nèi)的其他部件造成不可彌補(bǔ)的損壞。

在20世紀(jì)60年代聚合物被試圖用于閥片材料而不是金屬材料。試用的聚合物材料有尼龍、聚醚酰亞胺和聚酰亞胺酰亞胺。它們都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)如下：




聚醚醚酮是閥片較好的特殊材料

1978年英國聚醚醚酮材料ICI公司成功開發(fā)少見壟斷30年。21世紀(jì)初贏創(chuàng)、蘇威、中研股份打破壟斷。

聚醚醚酮因其優(yōu)異的機(jī)械性能、耐磨性、耐高溫性和耐腐蝕性而被認(rèn)為是較好的閥片材料。20世紀(jì)90年代中國每年進(jìn)口閥片材料需要5000萬元。近年來隨著聚醚醚酮產(chǎn)量的逐步提高和銷售價(jià)格的降低使用和需求也逐漸增加。

為什么聚醚醚酮是較合適的閥片材料？

兩個(gè)物體相撞沖擊能全部被沖擊物體吸收接觸應(yīng)力公式如下：

σ=v(3Eρ)1/2

其中v沖擊速度E彈性模量ρ對(duì)沖擊物的密度。

從公式力與沖擊物的模量和密度呈正比關(guān)系。

PEEK密度小彈性模量小于金屬?zèng)_擊速度相同時(shí)接觸應(yīng)力遠(yuǎn)小于金屬閥片。

此外聚醚醚酮具有優(yōu)異的機(jī)械性能和抗沖擊性。缺口不敏感即使有裂紋裂紋也會(huì)發(fā)展緩慢。

聚醚醚酮的抗疲勞性能是金屬的兩倍以上。

聚醚醚酮表面難以粘附微異物因此不會(huì)因微異物而斷裂從而影響系統(tǒng)其他部件的磨損。

聚醚醚酮具有優(yōu)異的耐磨性。

聚醚醚酮具有優(yōu)異的耐腐蝕性在高溫環(huán)境下仍能保持較強(qiáng)的耐腐蝕性。

聚醚醚酮的能耗較低因?yàn)榫勖衙淹拿芏葍H為1.3g/cm3.可以減少?zèng)_擊產(chǎn)生的功耗。同時(shí)由于密度低噪音低。

聚醚醚酮不能用于工作環(huán)境

當(dāng)氣閥的壓差**過22.5MPa,排氣溫度**250℃聚醚醚酮不能用于環(huán)境。

含氧或氯的壓縮機(jī)不能使用。

聚醚醚酮熱膨脹系數(shù)大不適用于尺寸精度高的環(huán)境。

閥板材質(zhì)型號(hào)選擇

由于閥片的應(yīng)用環(huán)境應(yīng)選用高強(qiáng)度復(fù)合材料一般增加聚醚醚酮的強(qiáng)度玻璃纖維和碳纖維復(fù)合聚醚醚酮材料。

起草威格斯高性能材料貿(mào)易(上海)、上《JB/T 12952-聚醚醚酮(PEEK)閥片標(biāo)準(zhǔn)中使用的原材料是威格斯的450GL30和450GL30black(對(duì)應(yīng)中研770GL30和770GL30H)具體性能如下：

材料的密度范圍為11.49-1.53

2 5MPa

彎曲強(qiáng)度應(yīng)大于或等于245MPa

彎曲模應(yīng)大于等于74.6GPa

5 懸臂梁沖擊強(qiáng)度應(yīng)大于7.5kJ/m2

6 結(jié)晶度不得**30%。

用于閥片材料的聚醚醚酮為30%玻璃纖維添加的聚醚醚酮其使用壽命是金屬閥片的12倍。

30%的中研股份添加玻璃纖維(770GL30)和30%碳纖維(7700)CA30)性能數(shù)據(jù)對(duì)比如下:




從性能上看兩種型號(hào)各有優(yōu)缺點(diǎn)但對(duì)于閥片來說抗沖擊性是較關(guān)鍵的性能因?yàn)殚y片的使用壽命主要取決于沖擊斷裂的時(shí)間。所以770GL30應(yīng)比770CA30較適合閥片**材料。


北京華諾恒宇光能科技有限公司專注于金屬mask蒸鍍罩,掩膜板,壓縮機(jī)閥片等

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