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      往復式壓縮機閥片材質選擇的變革

    • 時間:2022-01-19瀏覽數:63來源:
    • 往復式(活塞式)壓縮機在工業發展中發揮著至關重要的作用特別是在制冷設備領域。壓縮機的**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的故障維護時間。因此閥板材料的選擇是影響氣閥可靠性的關鍵因素之一。


      圖1:氣閥結構圖

      壓縮機閥片對材料的要求

      n 高韌性:閥片需要高韌性。當它承受沖擊力時它可以吸收一定的熱量或者當有裂紋時它可以防止裂紋繼續擴張。

      n 抗疲勞:閥片需要高頻往復沖擊因此閥片需要具有優異的抗疲勞性能。

      n **性:閥片需要具有良好的**性在運動過程中堅持閥片與升程限制器導向凸臺的摩擦損失。

      n 耐腐蝕性:能承受多種腐蝕環境避免材料強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 尺寸穩定性:在高溫下仍能保持尺寸穩定性*氣閥的密封性。

      壓縮機閥板材料變化

      早期壓縮機閥片由金屬制成價格低廉能承受高溫高壓但強度高

      在腐蝕環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會大大降低閥片的使用壽命。如果在壓縮易燃易爆氣體時使用金屬閥片閥片在工作時*產生火花造成事故。此外腐蝕后斷裂閥片的碎片也會對設備內的其他部件造成不可彌補的損壞。

      在20世紀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。它們都有自己的優缺點如下:


      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公司成功開發少見壟斷30年。21世紀初贏創、蘇威、中研股份打破壟斷。

      聚醚醚酮因其優異的機械性能、**性、耐高溫性和耐腐蝕性而被認為是較好的閥片材料。20世紀90年代中國每年進口閥片材料需要5000萬元。近年來隨著聚醚醚酮產量的逐步提高和銷售價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?

      兩個物體相撞沖擊能全部被沖擊物體吸收接觸應力公式如下:

      σ=v(3Eρ)1/2

      其中v沖擊速度E彈性模量ρ對沖擊物的密度。

      從公式力與沖擊物的模量和密度呈正比關系。

      PEEK密度小彈性模量小于金屬沖擊速度相同時接觸應力遠小于金屬閥片。

      此外聚醚醚酮具有優異的機械性能和抗沖擊性。缺口不敏感即使有裂紋裂紋也會發展緩慢。

      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因微異物而斷裂從而影響系統其他部件的磨損。

      聚醚醚酮具有優異的**性。

      聚醚醚酮具有優異的耐腐蝕性在高溫環境下仍能保持較強的耐腐蝕性。

      聚醚醚酮的能耗較低因為聚醚醚酮的密度僅為1.3g/cm3.可以減少沖擊產生的功耗。同時由于密度低噪音低。

      聚醚醚酮不能用于工作環境

      當氣閥的壓差*過22.5MPa,排氣溫度**250℃聚醚醚酮不能用于環境。

      含氧或氯的壓縮機不能使用。

      聚醚醚酮熱膨脹系數大不適用于尺寸精度高的環境。

      閥板材質型號選擇

      由于閥片的應用環境應選用高強度復合材料一般增加聚醚醚酮的強度玻璃纖維和碳纖維復合聚醚醚酮材料。

      起草威格斯**材料貿易(上海)、上《JB/T 12952-聚醚醚酮(PEEK)閥片標準中使用的原材料是威格斯的450GL30和450GL30black(對應中研770GL30和770GL30H)具體性能如下:

      材料的密度范圍為11.49-1.53

      2 5MPa

      彎曲強度應大于或等于245MPa

      彎曲模應大于等于74.6GPa

      5 懸臂梁沖擊強度應大于7.5kJ/m2

      6 結晶度不得**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)性能數據對比如下:


      從性能上看兩種型號各有優缺點但對于閥片來說抗沖擊性是較關鍵的性能因為閥片的使用壽命主要取決于沖擊斷裂的時間。所以770GL30應比770CA30*適合閥片*材料。


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