浅析燃气调压器零件材料的选择

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1、浅析燃气调压器零件材料的选择于碧涌段常贵（哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨150090）摘要：本文对燃气调压器的零件进行了分类分析，指出了各类零件材料的选择依据，提出了推荐采用的材料及其特性。关键词：燃气调压器；材料；零件1引言燃气调压器是燃气系统中重要的设备之一，其功能是在燃气系统工况发生变化时自动地控制出口压力，使之稳定在一定的范围内，并通常具有一定的安全保护功能。燃气调压器出现事故，会对后续的管道、设备和用户造成极大的影响以至于破坏。由于燃气调压器是由多个零件构成的，各个零件有各自的功能，工作条件也不尽相同，合理地选择零件的材料对于实现调压功能、延长使用寿命和降低成本有着至关重要的意义。

2、２零件分类燃气调压器的零件可分为结构元件、敏感元件、给定元件、执行元件及固定件和密封件几大类。结构元件构成燃气调压器的结构骨干，其他零件安装在其上。结构元件有阀体、弹簧腔体等。敏感元件又称测压元件，作用是测出燃气的压力，并将其转换成驱动执行机构的能量（或力）。测量燃气压力的元件种类很多，有折皱管、金属膜片、橡胶膜片等，其中橡胶膜片应用最广。敏感元件测得各参数后，需与给定元件所产生的力进行比较，比较结果去推动执行元件。常用的给定元件有重块和弹簧两种。重块可以保证给定值基本一定，但由于质量较大而有滞后反应，并使调压器的重量及尺寸加大，特别是不便于调压器的调节、设定。所以，应用较多的是弹簧中的压

3、缩弹簧，出口燃气压力的大小通过调节压缩弹簧的压缩量来确定。执行元件是改变燃气调压器节流程度的零件，通过其运动调节阀口的开度。执行元件有阀杆、阀座、阀瓣和阀瓣密封垫等。固定件的作用是完成组装固定，如螺钉、螺母及垫片等。密封件分两类，一类是利用自身弹性变形防止燃气泄漏的密封填料，另一类是密封填料的压盖。4３零件材料的选择国家标准《城镇燃气调压器》（GB16802-1997）中对燃气调压器的零件材料做出了一定的规定，是进行零件材料选择的首要依据，以下简称“国标《城镇燃气调压器》”。3.1结构元件⑴阀体国标《城镇燃气调压器》中规定：“阀体一般采用灰铸铁或铸钢”。由于阀体承受燃气压力，是影响强度的关

4、键部件，在成本许可的情况下可选择机械性能较高的球墨铸铁，如：QT400-18。其韧性高，低温性能较好，且有一定的耐腐蚀性。⑵弹簧腔体弹簧腔体是为弹簧提供安装、调节空间的零件。即使不承受燃气压力，也要通过安装于其上的调节器承受弹簧的反弹力。所以材料应有一定的强度、质轻且制造方便。可选择铸造铝硅合金，如：ZL102，其是典型的铝硅二元合金，是应用最早的一种普通铝硅合金，铸造性能好，耐腐蚀性高，适用于铸造形状复杂、承受较低荷载的薄壁铸件，以及要求耐腐蚀性和气密性高、工作温度℃的零件[1]。3.2敏感元件⑴橡胶膜片作为敏感元件，橡胶膜片要与燃气接触并承受燃气压力，还要保证有效面积稳定[2]。所以应

5、具有一定的机械强度、对温度的影响不敏感、线性好、具有一定的耐油、耐酸碱、耐热等性能[3]。国标《城镇燃气调压器》中规定：“膜片、阀垫及其他橡胶件，应采用耐介质腐蚀的腈基橡胶，并用合成纤维加强”。橡胶膜片应采用耐介质腐蚀的腈基橡胶，并用合成纤维加强，常用的橡胶膜片是锦纶纤维加强的丁腈橡胶膜片。丁腈橡胶的特点是耐油性能优等，且耐热性能高于天然橡胶。⑵导压管国标《城镇燃气调压器》中规定：“导压管材料应采用紫铜管”。使用紫铜管使导压管具有良好的承压性、抗腐蚀性及煨弯和扩口等加工性能。⑶膜片压盘膜片压盘的作用是提高膜片的线性，为减小滞后反应应选取较轻的材料，但还需有较好的强度以传递燃气产生的力。可选

6、择锻铝，如：6061（旧牌号LD30），其具有中等强度，耐腐蚀性及冷加工性好，广泛应用于车辆、船舶和机械等方面。若膜片受力较小，还可采用工程塑料制造膜片压盘，如：PBTP，其名称是线型聚酯（聚对苯二甲酸丁二（醇）脂），具有很高的力学性能，抗拉强度、刚性和硬度都胜过多种工程塑料，吸水性小，线膨胀系数小，尺寸稳定性高，耐磨性好。满足国标《城镇燃气调压器》中的规定：“塑料件应坚固耐用”。43.3给定元件⑴压缩弹簧为了使弹簧可靠地工作，制造弹簧用的材料必须具有高的弹性和高的疲劳强度，同时，应具有足够的韧性和塑性。国标《城镇燃气调压器》中规定：“弹簧应采用碳素弹簧钢丝制造”。碳素弹簧钢60Si2Mn

7、经高温回火可得到良好的综合力学性能，可用于制作安全阀和止回阀用弹簧和其他高应力的重要弹簧，可做被选的材料。⑵调节器调节器是调节弹簧压缩量的零件，靠外侧螺纹旋于弹簧腔体的内螺纹上，通过转动产生轴向运动来调节弹簧的压缩量，所以承受弹簧的反作用力。调节器材料的选择应依据调节器螺纹牙强度校核，受力较小可选工程塑料，受力较大可选碳素结构钢，如：Q235B，其韧性良好，有一定的强度和伸长率，铸造性、冲压和焊接性均良好，是一般机械制造