双相不锈钢球阀螺纹连接咬合分析和对策

黄汉敏;温耀信

【摘 要】介绍了一片式双相不锈钢球阀螺纹连接,其螺纹副之间容易发生咬合现象,通过结合工厂实际生产CD3MN双相不锈钢阀门和进行实验,提出预防咬合的措施和对策.经过实验结果和生产,在保证密封的情况下,避免了螺纹的咬合现象. 【期刊名称】《机电工程技术》 【年(卷),期】2017(046)010 【总页数】2页(P130-131)

【关键词】双相不锈钢;一片式球阀;螺纹连接;咬合 【作 者】黄汉敏;温耀信

【作者单位】中山铁王流体控制设备有限公司,广东中山 528427;中山铁王流体控制设备有限公司,广东中山 528427 【正文语种】中 文 【中图分类】TH131.3

一片式球阀，因结构紧凑，成本较低，经济实用，广泛用在石油、化工、冶金、食品等行业。一片式球阀因结构的关系，阀体和阀盖之间的连接一般采用螺纹连接，而不是采用常规的螺栓螺母的连接形式。阀体与阀盖直接采用螺纹连接，其螺纹的尺寸要比螺栓螺母的连接要大得多。在工厂生产过程统计中发现，双相不锈钢材质的螺纹很容易在螺纹副之间发生咬合现象，也就是术语所说的“粘扣”现象；而且当螺纹直径越大，其咬合现象更为严重，成为影响工厂生产过程中不可忽略的问题。

对于不锈钢材质的螺纹咬合现象，行业内很多人士已经有很多经验，而双相不锈钢目前尚未有相关的论述。

本文针对双相不锈钢材质的螺纹在工厂内实际发生的咬合现象作一个分析，并提供参考的对策。

工厂生产了一批一片式DN80口径的双相不锈钢CD3MN的阀门，按常规的CF8/CF8M的体盖加工工艺，组装要求和锁盖扭力要求进行装配，阀门20个阀门中，所有的产品几乎都出现了螺纹咬合现象，阀盖难以退出阀体，期间主要针对锁盖扭力做了不同的分析。

（1）当体盖采用CF8/CF8M的材质时，阀盖锁进阀体的锁盖扭力为300～400 N·m，能够实现密封，螺纹副之间不会出现咬合现象。

（2）当体盖采用CD3MN材质的时候，锁盖扭力为300～400 N·m的时候，能够实现密封，但阀盖与阀体之间的螺纹副已经出现咬合现象，难以退出。 （3）当体盖采用CD3MN材质的时候，锁盖扭力为150 N·m的时候，不能实现密封，但阀盖与阀体之间的螺纹副已经出现咬合现象，部分退出困难。

（4）当体盖采用CD3MN材质的时候，锁盖扭力为95 N·m左右的的时候，不能实现密封，但阀盖与阀体之间的螺纹副部分出现咬合，退出有些费劲。

（5）当阀体采用CD3MN材质的时候，阀盖采用CF8M时，锁盖扭力为95 N·m左右的的时候，能够轻易退出。

根据几次试验，当要实现阀盖锁进阀体，压紧体盖垫圈实现密封的锁盖扭力值至少在200 N·m以上，常规CF8/CF8M不锈钢锁盖扭力达到300 N·m以上，甚至到500 N·m，螺纹副之间发生咬合的现象比较少，而且退出也较为方便。而体盖采用CD3MN时，通过实验也发现，当锁盖扭力大于90 N·m，其螺纹副之间已经开始发生咬合现象，退出困难。

相关研究表明，不锈钢螺纹连接之所以经常发生咬合现象，主要是因为不锈钢表面

的薄薄的氧化层来防止咬合时更进一步的损伤，使得不锈钢螺纹连接极易产生咬合的现象。当不锈钢紧固件锁紧或拆卸时，螺纹副之间相互运动产生的压力和摩擦力会破坏螺纹副上的氧化层，而摩擦产生的热能会加速氧化层的损坏速度。氧化层的损坏会使得螺纹副发生相互作用力，进而发生粘扣现象。

双相不锈钢也是属于不锈钢的一种，其耐热性能比常规如CF8/CF8M要差得多。也更容易发生咬合现象。考虑到螺纹副运动摩擦产生热会加剧螺纹副之间的损坏，可暂用防止不锈钢螺纹咬合的方法进行初步改善。 通过分析，并做实验验证如表1所示。

通过以上几种方案的实验现象，并分析其相关现象。可知，在满足阀盖垫圈密封的条件下，需要200 N·m的锁盖力矩的条件下，改善螺纹的螺距，并涂上可润奇能够改善现状；若为了保证产品批量锁盖和质量，改用较贵的纯镍级防卡剂，可以更好地改善螺纹咬合现象。

通过实验验证，总结了不锈钢防止咬合的措施。

（1）确保螺纹副之间公差是符合要求的。这点需控制加工精度。

（2）确保螺纹是干净的。螺纹粗糙或螺纹之间有异物粘附，螺纹内有毛刺、伤痕、杂物，都可能使螺纹副咬合。这点需要对螺纹进行检验。

（3）不锈钢防锈蚀特性，表面有氧化层的缘故容易咬合。故需控制锁紧扭力值和改善其表面防锈蚀特性。如通过喷砂改善螺纹表面质量。

（4）锁紧螺纹时要注意要垂直轴线旋合，切勿倾斜。这点需要控制装配工艺。 （5）当设计允许，阀体和阀盖的材质采用不一样的材质，在一定程度上能够防止螺纹副咬合。

双相不锈钢的材质，在常规不锈钢的措施难以获得改善时，如下两点改善尤为重要： （1）装配前要涂覆润滑剂，可用常用的可润奇、纯镍级防卡剂；

（2）当设计强度允许，采用适当螺距对螺纹副咬合情况有很大的帮助。

【相关文献】

［1］刘漪涛.1Cr18Ni9Ti不锈钢螺纹副粘扣现象分析与预防［J］.金属加工：冷加工，2009（7）：29-31.

［2］李文顶，孔鸣杰，江文达.不锈钢螺纹联接副损伤及咬死现象分析与解决措施［J］.机电工程技术， 2013， 42（1）：97-99.