手動排氣閥物料引進技術分析

李建芳 蘇旭林

摘 要： 在原有銅鍍鎳手動排氣閥基礎上，進行設計優化，對采用O型密封圈密封方式和采用O型密封圈密封方式進行對比分析，得出結論，PTFE密封方式技術上可行，可以廣泛應用于海外水冷產品。

關鍵詞： 排氣閥；O型密封；PTFE端面密封

1 引言

隨著水冷產品在國外市場的不斷擴展，對水冷系統每個部件滿足客戶需求的同時，降低成本，提升質量，無疑是當前最主要的問題。目前海外用戶（主要是GE）要求水冷產品部件中，手動排氣閥材質要求是不銹鋼304及以上，并能承受1.5Mpa壓力，且能應用于-40℃—60℃溫度范圍。通過對公司原有手動排氣閥調查發現，目前在用的3/8"手動排氣閥共有兩種規格：

（1）手動排氣閥，材質銅鍍鎳，價格低廉，13元/個；在國內工程現場反饋的質量問題中，問題頻出，主要失效方式體現在不能耐低溫，低溫情況下，密封失效，容易泄漏。

（2）手動排氣閥，材質304，價格低廉，不能耐壓，不能耐低溫，廠內試壓泄漏率比較高。

目前市場上，3/8"手動排氣閥一般材質均為銅鍍鎳，世偉洛克不銹鋼排氣閥價格比較昂貴。故為了滿足技術需求，降低成本，在原有基礎上研發一款不銹鋼且能耐低溫的手動排氣閥，意義重大。

2 引進物料技術方案

2.1引進物料的技術指標

引進物料技術指標：

設計壓力：1.0MPa，測試壓力：1.5MPa，運行溫度：-40℃～60℃，儲存溫度：-40℃～60℃，閥體材質：304，密封材質：PTFE；閥蓋材質：ABS，工作介質：水、油、氣。

2.2引進物料的技術方案

在原有銅鍍鎳手動排氣閥基礎上，進行設計優化，提升材質，改變密封方式和密封材質：

（1）第一種方案采用O型密封圈密封方式，詳見圖1；

（2）第二種方案采用，詳見圖2。

3 試驗驗證

3.1試驗方案及步驟

愛爾特不銹鋼手動排氣閥技術參數：DN10 A195-3/8；材質：304 接口：G3/8"；溫度范圍：-40—60℃。

（1）試驗目的：驗證兩種規格的G3/8"手動排氣閥，常溫1.6Mpa水壓和低溫-40℃時，能否手動正常排氣，高低溫沖擊試驗連接密封處是否泄漏。

（2）試驗平臺：搭建穩壓系統，預充壓力，介質為：乙二醇+純水混合物，冰點：-45℃。試驗過程手動排氣閥通過球閥控制與穩壓系統連接成一個密封的整體。

（3）試驗方案：兩種規格手動排氣閥各3個，進行如下試驗：

1）水壓試驗：常溫下，1.6Mpa水壓試壓，驗證有無泄漏；

2）高低溫試驗：-40℃—60℃，五個循環，0.6Mpa，驗證有無泄漏。

3.2 高低溫試驗過程及數據

（1）將手動排氣閥連接至穩壓系統，升壓至1.2bar，試驗排氣性能，手動排氣正常。

（2）將高低溫濕熱試驗箱降低溫度至-40℃，保持2.5小時，壓力1.2bar，試驗驗證排氣性能。兩種方案手動排氣均正常。

（3）高低溫試驗環境：保持壓力6.0bar，常溫→-40℃（10h）→50℃（5h）→-40℃（10h）→50℃（5h）→-40℃（10h）→50℃（5h）→-40℃（10h）→50℃（5h）→-40℃（10h）→50℃（5h）→試驗結束，試驗共進行5個循環，75個小時。打開試驗箱，拆開包裝紙觀察發現：第一種方案手動排氣閥密封處發現有泄漏現象，而第二種方案未發現有泄漏現象。

3.3 水壓試驗

兩種方案的排氣閥進行水壓試驗，試驗壓力1.5Mpa，保壓12小時，檢查排氣閥接口是否漏水。

3.4 結論

試驗檢測結果表明：

（1）第一種方案不能承受-40℃低溫，而第二種方案可以。

（2）第一種方案在組裝過程中，O型密封圈容易損壞，長時間使用影響密封。第二種方案PTFE密封圈雖然每次裝配后會有無法恢復的壓痕，但是只要裝配時使用足夠力度的力矩擰緊，暫不影響密封，廠內多次組裝，試壓均未發現有泄漏。水壓試驗，1.5Mpa，保壓12小時后檢查，均未發現任何泄漏。

（3）綜上所述表明第二種方案試驗合格。

4 與現有物料的兼容性及應用范圍

與現有物料及現有的設計相比，兼容性很好。手動排氣閥接口一般情況有兩種規格，G3/8"和G1/4"，G3/8"手動排氣閥相對應用的更廣，在國內及國外的水機系統上廣泛使用，平均每臺水機（以DN40標準系列為例）8個/套左右，故而應用前景很廣泛。同時，新開發的G3/8"手動排氣閥，整體尺寸與原有產品相比，相差不大，完全可以互換，不會產生任何干涉，不會帶來任何潛在的安裝風險。

5 風險分析

5.1技術風險

從目前PTFE密封方式的G3/8"不銹鋼手動排氣閥的簡單應用來看，使用情況良好，暫沒收到任何質量方面的反饋；但根據用戶方面的反饋，該款手動排氣閥技術方面可能存在的泄漏風險有：

（1）PTFE端面密封方式，長期反復使用，可能導致密封圈壓痕過深，不均勻，導致密封失效。預防方案：供應商每批次產品提供密封圈備件，及時更換。

（2）閥蓋（材質ABS）設計保持原有銅鍍鎳產品形式，其與不銹鋼閥體的連接配合可靠性，可能存在有一定的風險。供應商也正在研制和試驗，優化閥蓋的設計，持續保持對這一問題的關注。

5.2 經濟效益風險

從經濟效益上分析，不銹鋼手動排氣閥比同型號銅鍍鎳產品平均增加30/個的成本，但比市場上同規格不銹鋼手動排氣閥產品要便宜的多，不足5%，在滿足客戶技術要求的前提下，大大降低了成本，具有一定的經濟效益。

6結語

PTFE密封方式的不銹鋼手動排氣閥試驗合格，在技術上可行，同時可以與以前同型號產品進行互換，可以廣泛應用于海外水冷產品。

參考文獻

[1]中華人民共和國工業和信息化部.JB/T12386-2015給水管道進排氣閥 [R].2015.