涂装线设计中的阀门选型

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1、涂装线设计中的阀门选型作者：王海军    文章来源：机械工业第四设计研究院在目前国内新建的汽车涂装线中，管路系统越来越复杂，阀门的使用数量也越来越多，涂装设备的设计者必须根据管路系统的要求配置合适的阀门，以保证密封性、耐腐蚀性、易控制等方面的要求，保证涂装设备长期稳定运行。涂装设备中的各种管道较多，各种类型的阀门有着大量应用，特别是近年来国内新建的汽车涂装线，其自动化程度越来越高，管路系统越来越复杂，阀门的使用数量也越来越多，这就要求涂装设备的设计者必须了解各种阀门的特点，根据管路系统的要求配置合适的阀门，以保证密

2、封性、耐腐蚀性、易控制等方面的要求。涂装线常用的阀门特性比较涂装系统中常用到球阀、蝶阀、截止阀、闸阀等阀门，通过它们各自优缺点的分析，结合实际应用中的一些经验，针对涂装线的低压管道，我们把常用的手动阀门的各种特性进行排序，以方便选择，具体如表1所示。当然，这些阀门特性的排序只是针对国内阀门市场的一般性总结分析，不同制造商因产品设计及加工制作水平不同，产品质量差异可能很大，以上的排序就会发生较大变化。涂装线阀门选型的要点由于涂装线中的管道基本都属于低压、常温管道，并且管道口径多数在DN350以下，在综合考虑价格、使用

3、工况、可靠性、密封性等因素之后，在阀门的选择上一般考虑以下几个方面因素：1、 阀门类型的选择多数情况下阀门的选择以蝶阀为主，并且基本都是中线、软密封蝶阀。在小口径阀门的选择上，蝶阀已经不具有价格优势，同时密封性不如球阀可靠，所以一般口径小于DN40的小口径阀门大多选择球阀。另外，如果全部选用国产阀门，考虑到目前国产蝶阀的可靠性还不完全过关，因此用户在槽体排放口、转移排放口等关键部位也经常选用球阀，特别是电泳槽、磷化槽的排放口、转移排放口，就常使用不锈钢球阀，以防止阀门故障时带来的较大损失。对加热管道，如果使用过热水

4、加热，一般选择蝶阀＋EPDM阀座；如果采用蒸汽加热，一般选择碳钢材料的截止阀＋金属阀座。对于常温、不含杂质的清水管道也可以选择闸阀、柱塞阀等。2、 阀门材质的选择因涂装线的管道存在酸、碱性质的介质（如碱性的脱脂液、酸性的磷化液等），而且电泳漆中不允许有任何的铁锈存在，所以涂装线中所有蝶阀的阀板都必须是不锈钢材质，一般是SUS304不锈钢。因磷化液腐蚀性更强，考虑到设备使用寿命要求在10年以上，目前涂装线一般要求磷化工序的管道及阀门材质采用SUS316不锈钢。3、 密封材料的选择由于硬密封（金属密封）的阀门对加工精度

5、要求很高，相应的价格也较高，而便宜的硬密封阀门质量无保证，所以涂装线的低压管道一般都选择软密封材料的阀门。由于涂装线中的电泳漆对有机硅分子有很高的敏感性，少量的有机硅分子就会使电泳漆膜产生缩孔，严重影响油漆表面质量，而电泳工序又是涂装的关键工序，所以在阀门的密封材料中严禁使用有机硅类的成分，要求进行无硅化处理。常见的含有有机硅类的材料有硅油、硅橡胶、硅酮、硅胶等，这些都是在汽车涂装车间设备所严禁使用的材料。球阀的阀座一般都选择聚四氟乙烯，适用于任何酸碱性介质。考虑到密封材料的耐酸碱性，同时考虑加热管道的工作温度，蝶

6、阀阀座一般选用三元乙丙橡胶（EPDM）和丁晴橡胶（NRB），由于丁晴橡胶的耐温性不佳，因此三元乙丙橡胶使用的较多。但是对热水洗、预脱脂、脱脂工位来说，由于在正常生产中槽液内会不断积累许多油脂，三元乙丙橡胶在60~140℃下耐油性不好，正常使用1~2年左右密封面会老化开裂，所以热水洗、预脱脂、脱脂工位阀门的阀座一般选择聚四氟或Viton氟橡胶材料。   一些常用阀座材料、化学特性、使用温度及价格比较如表2所示。4、 特殊工况阀门的选择在汽车涂装线前处理的前两个工序（热水洗、预脱脂），正常生产中槽液内会留下许多铁粉、小

7、铁片、焊渣、泥沙等固体颗粒，同时工艺又要求必须及时把铁粉除去，一般设置有离心旋液分离装置，对铁粉进行离心分离，含渣的槽液需要自动间歇排放到过滤机中进行脱水过滤，所以需要设置一个自动阀门来达到自动控制。由于排放的液体中含有许多铁粉，常用的球阀、蝶阀在开闭过程中会立即划伤软性密封圈，不适合此种工况；其他截止阀、柱塞阀等由于流道弯曲，容易堵塞阀门，也不适合；其他闸阀、隔膜阀同样不合适。在多方咨询和查找资料后，笔者发现目前只有一种自动控制阀门适合此种工况，即气动夹管阀，其基本结构如图所示。  气动夹管阀的基本工作原理是：在

8、金属外壳和橡胶管的夹腔内充入压缩空气，将橡胶管压扁，胶管两侧紧紧贴合，阻止橡胶管内流体的通过。由于橡胶管内流体也是有压力的，所以压缩空气压力与流体压力必须保持一定的压差才能保证管内液体的完全封闭。经实际测试，压缩空气与流体的压差至少要达到0.2MPa才能保持液体完全关闭，因除渣管道压力一般在0.2～0.3MPa，所以使用涂装车间常用的0.6MPa的压缩空气配