陶瓷閥門：強腐蝕高磨損等極端管道輸送環(huán)境下的極佳選擇

66　 2025-07-18 07:32:39

“閥”作為用來控制流體的方向、壓力、流量的裝置在各項工程領(lǐng)域中必不可少。

閥門的基本功能是：截斷接通介質(zhì)，調(diào)節(jié)流量，改變流向。閥門在管道輸送中主要對被輸送的介質(zhì)起到控制和調(diào)節(jié)的作用。

金屬閥門的使用已有上百年的歷史，期間雖然也經(jīng)過結(jié)構(gòu)及材料的改進，但受金屬材料自身條件的限制，愈發(fā)不能適應特殊環(huán)境下高磨損、強腐蝕等惡劣工況的需要，使用壽命短、密封性差造成泄漏現(xiàn)象頻發(fā)等現(xiàn)象，都一定程度上影響了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

伴隨著化工產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，各種強腐蝕、高溫高壓、劇毒等特殊工程的不斷增多，這對化工管路中最常用的部件——閥門提出了更高的要求。而具有優(yōu)越的強度、硬度、絕緣性、熱傳導、耐高溫、耐氧化、耐磨蝕、耐磨耗、高溫強度等特點，在非常嚴苛的環(huán)境或工程應用條件下，表現(xiàn)了高穩(wěn)定性和優(yōu)良的機械性能的新型陶瓷閥門應運而生。

1. 新型陶瓷閥門的優(yōu)勢特點

（1）使用壽命長。相比其他材質(zhì)的閥門，陶瓷閥門在高溫強壓的工作環(huán)境下，表現(xiàn)出了超長的有效使用壽命，這不僅在一定程度上保證了化工運輸業(yè)的正常運行，也降低了化工生產(chǎn)的成本，提高了閥門的工作效率。

（2）適用范圍廣。陶瓷閥門適用的范圍較廣，比如電力生產(chǎn)、化工、冶金及采礦等，除此之外，還包括污水的處理等工業(yè)領(lǐng)域。

（3）制備工藝成熟。隨著科技的不斷革新與發(fā)展，陶瓷的制備工藝及流程愈發(fā)成熟和完善，比如陶瓷的產(chǎn)品配料比、陶瓷的加工與成型等重要的工藝環(huán)節(jié)通過新技術(shù)的應用更加成熟。

（4）原料來源廣。陶瓷閥門的制備原料來源較為廣泛，利用含有鋁和硅等元素的原料，經(jīng)過加工處理，就可以用來制備陶瓷。

（5）性能優(yōu)越。陶瓷閥門耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等性能相對于其它類型的閥門來說較為優(yōu)越，除此之外，它還具有良好的密閉性和導熱性能。

（6）制造成本低廉。由于制備陶瓷的原料選擇較為普遍，節(jié)約了大量稀有的金屬資源，而且陶瓷閥門的應用可以有效地減小工人的勞動強度，系統(tǒng)運行也比較平穩(wěn)，整個系統(tǒng)的維護和閥門的更替等產(chǎn)生的費用相對較低，有效地節(jié)約了使用成本。

陶瓷閥密封面及流體接觸的部分硬度很高（洛氏HRA≥88以上）相當于洛氏HRC≥70以上，陶瓷閥性能穩(wěn)定，且陶瓷件具有優(yōu)越的自潤滑性，故陶瓷閥扭矩很小，便于遠程控制。

2. 陶瓷閥門的常用組成和閥門類型

陶瓷材質(zhì)在閥門具體組成中，第一種做法是通過陶瓷鑲嵌或粘結(jié)的方式在金屬表面設(shè)置一層陶瓷保護膜，以金屬作為陶瓷的支撐骨架體系。

其優(yōu)點是：金屬部分的骨架具有較強的硬度和延展性，可以有效地克服陶瓷脆性大但強度較低的特點，也可以發(fā)揮陶瓷保護的作用。

第二種是以整體實心式的陶瓷結(jié)構(gòu)為主，經(jīng)過多層工藝處理，比如靜壓成型、熱壓下燒結(jié)等工藝，最大程度避免了陶瓷閥門的局限帶來的技術(shù)工藝上的難題。

在陶瓷的應用過程中，閥門的連接方式需要根據(jù)陶瓷的屬性來選擇，比如陶瓷球閥和陶瓷蝶閥的設(shè)計和制造時，由于蝶閥和球閥結(jié)構(gòu)比較特殊，所以不宜考慮鑲嵌或者粘結(jié)的方式，且球閥與蝶閥陶瓷的主要化學成分是ZrO2，陶瓷的燒制與處理過程和Al2O3型陶瓷也存在一定的差異。