適用于耐磨抗腐蝕工況：美國DeZURIK推出內襯聚氨酯刀型閘閥 KUL系列

日前，美國DeZURIK推出新品—— KUL內襯聚氨酯刀型閘閥專為研磨漿料和干性研磨材料的開關應用而設計 。法蘭聚氨酯襯里刀型閘閥非常適合采礦、化工和食品行業的應用。

標準法蘭聚氨酯襯里刀形閘閥的尺寸為2～48〞（50～1200mm），溝槽端閥門的尺寸為 2～12〞（50～300mm）。加長法蘭閥有兩種面對面長度可供選擇：長型尺寸為 2～48〞（50～1200mm），其尺寸符合帶法蘭固定器的典型長型推入式漿料閥；短型尺寸為 2～8〞（50～200mm），其尺寸符合不帶法蘭固定器的典型短型推入式漿料閥。

標準額定溫度范圍為 -20º F～265º F（-29ºC～130ºC）。 球墨鑄鐵閥體可與各種聚氨酯內襯化合物配合使用，適用于水、油、食品級、磷酸、石油和高達 265º F（130º C）的高溫環境。

KUL閥門采用一體式現澆粘合內襯，可在150或 250 psi（1030 或 1720 kPa）CWP壓力下提供雙向、滴水不漏的關閉。 內襯聚氨酯的刀形閘閥還可提供雙向死端服務，達到閥門的全部額定壓力。所有與介質接觸的表面都襯有聚氨酯。

技術情況：

聚氨酯是一種工程產品，屬于橡膠家族。與其他橡膠材料一樣，聚氨酯具有 能承受較大的變形，并能從變形力中恢復；更簡單地說就是彈性。

聚氨酯在需要出色的耐磨性和抗撕裂性的應用中表現更佳，因為 聚氨酯的配方可提供更高的承載能力和彈性，抗壓縮變形。

聚氨酯的配方還能提供出色的耐油脂、耐油、耐氧和耐臭氧性能。此外 特定的配方還能抵御陽光等戶外因素的照射。

聚氨酯在生產過程中具有許多優點，因為它最初是一種液體。預聚物和固化劑兩部分在加熱和混合后發生化學反應，形成固體產品。基本工藝允許改變配比，以創造出解決應用問題的特定特性。液體是一種易于澆注的材料，可簡化模具和鑄造。然而，從原液工藝開始的最重要的好處是能夠將聚氨酯粘合到其他材料上，最常見的是粘合到金屬上。 這一優點可以解決許多應用問題，并提供卓越的性能優勢，尤其是在刀閘閥方面。

為了尋求性能最佳的解決方案，DeZURIK選擇了一家第三方咨詢公司來比較與刀閘閥體粘接的聚氨酯襯里和未粘接的聚氨酯襯里的性能特點。咨詢公司進行了一系列應力測試，以確定兩種設計的性能特征。 應力測試包括 ：

- 最大主應力測試

- 箍應力測試

- 應變測試

- 馮米塞斯應力計算

DeZURIK的KUL聚氨酯刀型閘閥閥體的所有與介質接觸的表面都襯有聚氨酯。 粘合工藝增強了聚氨酯的機械性能和耐磨性能，從而在惡劣的渣漿環境中形成堅固的閥座密封。

DeZURIK KUL聚氨酯刀型閘閥在整個閥體、閥瓣、填料腔和法蘭面區域都有連續粘結的聚氨酯襯里。

1）最大主要應力測試

在最大主要應力測試中，對完全關閉的閘閥的一側施加250psi 的最大管路壓力，以模擬隔離，從而在聚氨酯襯里的閥座區域產生集中載荷。在粘合襯墊的就位區觀察到的應力有限。 事實證明，未粘合襯墊的最大原則應力比粘合襯墊大近四倍。這對閥門的使用壽命至關重要，因為許多閥門都是用于隔離和關閉數月，有時甚至數年后才循環使用。

管線壓力對閘門產生的持續作用力會增加襯墊的應力，從而縮短非粘結襯墊的使用壽命。有限元分析圖像顯示了兩個屏幕輸出，比較了粘接襯墊和非粘接襯墊之間的最大主應力。左邊的圖片顯示應力分布在很大的區域，減少了粘接襯墊上的力。右圖顯示的應力區域要小得多，主要集中在閘門與非粘合襯墊的結合處。

左側的粘合聚氨酯襯墊顯示應力在大面積上分散 在大面積上，減少了粘合襯墊的受力。右邊的 右側的非粘合襯墊顯示了一個集中的接觸區域 相當于粘合襯墊應力的四倍。

左邊的圖片顯示應力分布在很大的范圍內，從而減小了粘合襯墊的受力。右圖顯示的應力區域要小得多，主要集中在澆口與非粘合襯墊的結合處。非粘合襯墊在澆口的壓力作用下移動，將其壓迫到后面的一小部分閥體上。這個應力集中區域的應力幾乎是粘合襯墊應力的四倍。這些有限元分析結果與實驗室對高壓刀閘閥中的非粘結聚氨酯襯里進行的測試結果一致，測試結果表明，在幾個負載周期內，圖示區域的聚氨酯襯里就會損壞，而粘結聚氨酯襯里的表現則非常好。

2）箍應力測試

箍應力測試是在閘門處于全開位置并向閥體端口施加 250 psi 壓力的情況下進行的。這是一種靜態條件測試，顯示襯墊在壓縮力（代表管路或系統壓力）作用下的性能。由于與閥體的直接粘合接觸，粘合襯墊的性能略好于非粘合襯墊，因為非粘合襯墊會發生輕微的移動和變形。 在靜壓條件下，整個閥體的負載是分布式的，無論哪種類型的聚氨酯襯里都是可以接受的。然而，很少有工藝系統是在靜態條件下運行的。在不同的運行條件下，每個系統都會在特定位置產生較大的應力，因此粘合襯里是首選。

3）應變測試

應變測試測量襯墊在閥門循環過程中的伸長率，并將其與材料的屈服點進行比較。為防止襯墊失效，襯墊在閥體中的應變必須低于材料的屈服點。粘合襯墊應變是屈服點的 90%，低于防止襯墊失效的臨界值。非粘合襯墊的應變是屈服點的 158%，超過了襯墊失效的臨界值。這一測試結果表明，與無粘結襯墊相比，粘結襯墊的預期壽命更長，這一點在閥門自動化時更為重要，因為閥門的循環頻率通常更高。 非粘合聚氨酯襯墊的循環頻率越高，其失效時間就會比粘合襯墊更早。

4）Von Mises Stress（馮米塞斯應力）

Von Mises Stress（馮米塞斯應力）結合了三項測試，用于計算安全系數，安全系數的定義是大于 1 的數字。粘合聚氨酯襯墊的安全系數比未粘合襯墊高出 67%。簡而言之，襯墊測試結果有力地證明，在相同的典型使用條件下，粘合聚氨酯襯墊的性能優于非粘合襯墊。

粘結聚氨酯襯里的其他優點

除了粘結襯里的性能外，粘結襯里還能為刀閘閥帶來其他優點。 粘合襯里可方便地用于一體式鑄造閥體設計中，與通常使用非粘合襯里的兩件式閥體相比，這種設計具有更高的強度。一體式鑄造閥體還具有更高的管路壓力能力。 管道系統中少了一個接頭，就等于減少了一個潛在的泄漏途徑。當聚氨酯襯里的性能壽命結束時，本體將繼續保持管道系統內的介質。結論 聚氨酯是一種耐磨、抗撕裂的工程產品。DeZURIK 致力于制造優質的聚氨酯襯里刀閘閥，我們通過第三方測試發現，粘合聚氨酯襯里的性能遠遠優于非粘合襯里。

事實證明，粘合襯墊通過了綜合載荷和應變測試，而非粘合襯墊則未能通過這兩項測試。DeZURIK進一步權衡了重建非粘合襯墊閥門的預期優勢。實際上，一旦性能優越的聚氨酯材料受到破壞，無論是否粘接，閥體下部裸露的金屬都會迅速腐蝕。通常情況下，閥體需要更換，從而使非粘合襯墊設計的閥門失去了可修復性。因此， DeZURIK選擇使用粘結襯里，并將其集成到單層閥體中。