Butterflyventiler er bredt værdsatte for deres omkostningseffektivitet og hurtige aktivering, hvortætningsydelsebestemmer direkte ventilens pålidelighed og levetid. Tætningsdesign varierer betydeligt, og hver især er egnet til specifikke driftsforhold. Denne artikel undersøger kernetætningsstrukturer, materialer og deres praktiske anvendelser.
1. Kerneforseglingens struktur og funktion
Butterflyventilpakninger omfattersæderingogskivekantens tætningsflade, opdelt i to primære typer:
- Bløde tætninger:
Fremhæv enelastomert sæde(gummi, PTFE) monteret i ventilhuset eller skiven. Lukningen komprimerer skivekanten (normalt metal) ind i det bløde sæde, hvilket deformerer det for en tæt forsegling.
Fordele:Lav tætningsspænding, næsten nul lækage (klasse VI mulig), lave omkostninger, minimalt drejningsmoment.
Ulemper:Begrænset temperatur-/tryk-/kemisk resistens; sårbar over for erosion og partikelskader; uegnet til hyppig drosling. - Metalhårde tætninger (Triple Offset Design – Fig. 1):
Brug metal-mod-metal-forsegling (f.eks. rustfrit stål, legeringer). Vigtige designelementer:- 1. forskydning:Spindelakse forskudt fra rørledningens centrum.
- 2. forskydning:Spindelakse forskudt fra skivens tætningsfladecenter.
- 3. forskydning (kritisk):Konisk vinkeltætningsprofil muliggør linje-/småfladekontakt.
Fordele:Enestående temperatur-/tryk-/erosion-/kavitationsbestandighed; lang levetid; potentiel genbrugelighed.
Ulemper:Høje produktionsomkostninger; høj sædespænding; øget drejningsmoment; potentiel lavtrykslækage (typisk klasse IV).
Fig. 1: Tredobbelt forskudt metaltætningsstruktur
(Visuelt: Demonstrerer konisk linjekontakt, hvilket eliminerer glidende friktion under drift)
2. Sammenligning af nøglepræstationer
Bløde tætninger vs. hårde tætninger:
- Temperatur:Bløde tætninger fungerer mellem -50 °C og 200 °C (afhængigt af PTFE/gummi), mens metaltætninger modstår ekstreme temperaturer fra -196 °C til 600 °C+.
- Tryk:Bløde pakninger passer til ≤ PN25 (≈ ANSI 150). Metalpakninger håndterer PN16-PN150 (≈ ANSI 900).
- Lækage:Bløde tætninger opnår overlegen næsten nul lækage (klasse VI). Metaltætninger når klasse IV/V og forbedres under højt tryk.
- Mediekompatibilitet:Bløde tætninger fungerer godt med vand/luft/neutrale væsker. Metaltætninger tåler damp, kulbrinter, opslæmninger, ætsende væsker og varme gasser.
- Robusthed:Metaltætninger tilbyder overlegen modstandsdygtighed over for partikler, erosion og slid. Bløde tætninger nedbrydes hurtigt ved slibende eller hyppig nedregulering.
- Omkostninger og drift:Bløde tætninger er billigere og kræver minimalt moment. Metaltætninger kræver højere initialinvestering og moment, men tilbyder lang levetid under barske forhold.
- Anvendelser:Bløde tætninger dominerer HVAC, vandsystemer og lavtryksgas. Metaltætninger er afgørende i raffinering, dampledninger, kemisk forarbejdning og olie/gas.
3. Bløde tætningssædematerialer
Materialevalg definerer ydeevnegrænser:
- NBR (nitrilgummi):Resistent over for olier og kulbrinter (-20°C til 80°C).Anvendelse: Vand, trykluft, petroleumbaserede væsker.
- EPDM (Ethylenpropylendien):Modstår varmt vand/damp (<150 °C), ozon og alkalier.Anvendelse: Varmesystemer, fødevarer/drikkevarer, fugtig luft.
- FKM (Fluorocarbon Viton®):Håndterer olier, brændstoffer, syrer og høje temperaturer (-20 °C til 200 °C).Anvendelse: Kemisk forarbejdning, brændstofledninger, sure medier.
- PTFE (polytetrafluorethylen):Kemisk inert (-50°C til 200°C), lav friktion. Anvendes som:
- Rene sæder:Korrosionsbestandighed, moderat forsegling.
- Forstærkede sæder (glas/grafit):Bedre modstandsdygtighed over for kulde.
- Forede sæder (læbe/boblerør):Kombinerer elasticitet og kemisk resistens.
4. Metalforseglingsmaterialer og -behandlinger
Ydeevne afhænger af materialeparring og overfladeteknik:
- Materielstrategi:
- Forskellig materialeparring forhindrer rivning (f.eks. rustfrit stål vs. Stellite®).
- Sædeoverfladehårdhed > Skiveoverfladehårdhed (ved ~HRC 2-5), hvilket gør skiven udskiftelig.
- Overfladeforbedringer:
- Hårdbelægning:Stellite 6®(koboltbaseret, HRC 40-50) ellerInconel 625®** (nikkelbaserede) overlays er modstandsdygtige over for slid/korrosion.Primær løsning til krævende opgaver.
- Hærdning af overfladebehandling:Flamme-/plasma-/laserhærdning eller nitrering (≥HV 1000) øger slid-/rivningstyrken.
- Termisk spray:HVOF-påførtWC (wolframkarbid)ellerKromoxidBelægninger giver ekstrem overfladeholdbarhed.
- Eksotiske legeringer:Hastelloy® eller duplexstål, der anvendes i meget korrosive miljøer (høj pris).
5. Begrænsninger og udvælgelseskriterier
Vigtige overvejelser:
- Grænser for blød forsegling:Permanent kompressionssætning, kemisk inkompatibilitet (hævelse/nedbrydning), koldflydning/krybning (PTFE/gummi), partikelskader.
- Grænser for hård forsegling:Potentiel lavtrykslækage, højere omkostninger/moment.
- Udvælgelsesdrivere:Medieegenskaber (T, P, korrosivitet, faste stoffer), lækagekrav, livscyklusfrekvens, driftsmæssig alvor og budget.
Konklusion:
Valg af butterflyventil er defineret afSynergi mellem tætningsstruktur og materiale. Bløde tætninger(EPDM/NBR/PTFE) udmærker sig ved omkostningsfølsomme lavtryks-vand/luft-applikationer.FKM bløde tætninger eller PTFE-kompositterhåndtere ætsende medier.Triple-offset metaltætningermedStellite®/hærdede overfladerer obligatoriske for damp, kulbrinter, høj T/P og erosive strømninger. Nikkelbaserede materialer bruges til ekstreme forhold. Grundig evaluering af driftsparametre og materialeegenskaber er afgørende; overseelse af tætningsspecifikationer risikerer lækage, for tidlig svigt og dyr nedetid.
Opslagstidspunkt: 6. august 2025