超純水箱系統(tǒng)自力式氮封閥選型分析

  氮封水箱一般應(yīng)用在超純水系統(tǒng)中,，一般用在混床或EDI電去離子設(shè)備后的需要設(shè)置緩沖水箱時，此時往往會優(yōu)先考慮采用氮封水箱來作為緩沖罐,，氮氣要求純度為99%,。 氮封裝置（氮封閥）是由ZZDG型指揮器操作型自力式壓力調(diào)節(jié)閥（這里簡稱供氮閥）和ZZDX型自力式微壓調(diào)節(jié)閥（簡稱泄氮閥）及呼吸閥三大部份組成。當(dāng)罐內(nèi)壓力升高超過設(shè)定值時,，供氮閥關(guān)閉,，泄氮閥打開（罐頂未設(shè)呼吸閥，或呼吸閥故障打不開）,，將罐內(nèi)多余壓力泄放,。在儲罐內(nèi)壓力降低時，泄氮閥處于關(guān)閉狀態(tài),，供氮閥打開,，向罐內(nèi)注氮氣。供氮閥閥前壓力在1.0Mpa以下,，現(xiàn)場壓力較高時,，可在供氮閥前安裝一只ZZYP型自力式壓力調(diào)節(jié)閥將壓力減至1.0 Mpa以下，以提高可靠性和使用效果,。
 

      氮封裝置（氮封閥）的供（泄）氮壓力設(shè)定方便,，可在連續(xù)生產(chǎn)的條件下進行。在設(shè)定壓力范圍內(nèi),，如從100mm H20需調(diào)整到50mm H20,，可通過調(diào)節(jié)供氮閥頂部的調(diào)節(jié)螺絲，改變彈簧的力,，即可達到需要新設(shè)定的工藝值,。泄氮閥的調(diào)整也是同理。呼吸閥設(shè)定值調(diào)整：在上述設(shè)定值調(diào)整好后,，為避免呼吸閥啟閉頻繁,，呼吸閥的設(shè)定值應(yīng)大于泄壓設(shè)定置。

    超純水在空氣中如何被污染：*,，空氣中含有二氧化碳,、細菌、塵埃等雜質(zhì),，而超純水為純的溶劑,，對這些雜質(zhì)的溶解能力很強，故一旦超純水與空氣接觸,，就會使其電阻率迅速下降,，實踐證明15MΩ.cm以上的超純水暴露在空氣中1分鐘后水質(zhì)就會下降至3-4MΩ.cm，3分鐘以后就會下降到2MΩ.cm左右。因此必須要減少超純水與空氣接觸的機會,?？諝庵泻卸趸肌m埃等雜質(zhì),，而超純水為純的溶劑，對這些雜質(zhì)的溶解能力很強,，故一旦超純水與空氣接觸,，就會使其電阻率迅速下降，實踐證明15MΩ.cm以上的超純水暴露在空氣中1分鐘后水質(zhì)就會下降至3-4MΩ.cm,，3分鐘以后就會下降到2MΩ.cm左右,，因此超純水的儲存容器需確保水體與空氣的接觸。

超純水箱系統(tǒng)自力式氮封閥選型分析處理超純水與空氣接觸的方法：
充氮法：即在水箱水面上充入氮氣使箱內(nèi)維持適當(dāng)?shù)恼龎毫?，阻止大氣與箱內(nèi)水面接觸,。
薄膜袋法：即在在水箱內(nèi)設(shè)置袋狀薄膜覆蓋于水面上，薄膜袋隨水位升降,，減少水面與空氣接觸面積,。   
浮頂法：即以密度比水輕的輕質(zhì)材料在水箱內(nèi)制成整塊板狀浮頂浮于水面，并用輕質(zhì)彈性材料（如海綿,、發(fā)泡塑料等）遮蓋浮頂與箱間的間隙,，浮頂隨水面升降。從而減少空氣與水面的接觸機會,。在上述三種方法中又以氮封水箱常見,，實施簡單，效果好,。

超純水箱系統(tǒng)自力式氮封閥選型分析的工作原理：
超純水氮封水箱是將一定量的氮氣充入密封的水箱內(nèi),，水箱內(nèi)氮氣壓力不大于80Kpa，氮氣是惰性氣體能防止CO2等其它物質(zhì)溶入水中影響水質(zhì),，保證水箱內(nèi)的水不受二次污染而導(dǎo)致水質(zhì)下降,。
氮封裝置由快速泄放閥及微壓調(diào)節(jié)閥兩大部分組成，而快速泄放閥由壓力控制器及單座切斷閥組成,，當(dāng)儲罐內(nèi)壓力升高至設(shè)定壓力時,，快速泄放閥迅速開啟，將罐內(nèi)多余壓力泄放,。微壓調(diào)節(jié)閥是在儲罐內(nèi)壓力降低時,，開啟閥門，向罐內(nèi)充注氮氣,。因微壓調(diào)節(jié)閥必須使用在壓力為0.1Mpa壓力以下,，現(xiàn)場N2壓力較高，必須安裝壓力調(diào)節(jié)閥將壓力降低至0.1Mpa以下才可使用。壓力可按要求分段設(shè)定,，從0.5Kpa至60 Kpa以下,。
微壓調(diào)節(jié)閥壓力調(diào)節(jié)范圍內(nèi)選定一設(shè)定值 如：3Kpa
泄氮設(shè)定值的設(shè)定應(yīng)遠離供氮壓力值，如：8Kpa,。
具體壓力的設(shè)定值要根據(jù)純水系統(tǒng)的產(chǎn)水量和水箱容量大小來確定選擇,。
N2的純度為99。995％以上,。

是一種控制閥后壓力的調(diào)節(jié)閥,，其初始位置的閥芯在開啟位置，當(dāng)指揮器執(zhí)行機器檢測到閥后壓力升高至設(shè)定值,，自動關(guān)閉指揮器,，隨即主閥開度逐漸減小，直至閥后壓力穩(wěn)定在要求的設(shè)定值,。

七,、超純水箱系統(tǒng)自力式氮封閥選型分析規(guī)格用技術(shù)參數(shù)

主要參數(shù)及主要性能指標(biāo)見表一                             表一

2、超純水箱系統(tǒng)自力式氮封閥選型分析壓力調(diào)節(jié)范圍見表二                                                   表二

3,、超純水箱系統(tǒng)自力式氮封閥選型分析主要零件材料見表三 表三

八、超純水箱系統(tǒng)自力式氮封閥選型分析閥體強度和試驗：

  試驗前,，必須將閥門腔體內(nèi)的油污,、水漬、雜質(zhì)清理干凈,，在閥體兩端及接座處安裝度壓板封堵,，安裝加壓泵、壓力表,、截止閥和排氣閥等,。將自來水向閥體腔內(nèi)沖壓并保壓，壓力等級根據(jù)閥門技術(shù)要求和閥門試驗標(biāo)準(zhǔn)來確定,，保壓時間10min,。重點檢查閥體承壓面,、焊縫處，若外泄漏和結(jié)構(gòu)損失,，方可認為合格,。

1、單體密封試驗：

  試驗介質(zhì)為液體：試驗前,，全開閥門,，將其腔內(nèi)的水漬、雜質(zhì),、油污清理干凈,，*關(guān)閉閥門后，安裝試壓板,、加壓泵,、壓力表,、截止閥,、排氣閥等。從進口盲板處對閥充入自來水,，水壓力等級根據(jù)閥門技術(shù)要求和閥門試驗標(biāo)準(zhǔn)來確定,，保壓時間3min。泄漏量符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T4213-2008）的相關(guān)規(guī)定,，可認為合格,。

  試驗介質(zhì)為氣體：試驗前,，全開閥門，將其腔內(nèi)的水漬、雜質(zhì),、油污清理干凈，*關(guān)閉閥門后,，安裝試壓板,、加壓泵、壓力表,、截止閥,、排氣閥等。從進口盲板處對閥充入溫度為5~10℃的清潔空氣,，壓力等級根據(jù)閥門技術(shù)要求和閥門試驗標(biāo)準(zhǔn)來確定,，保壓時間3min。泄漏量符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T4213-2008）的相關(guān)規(guī)定,，可認為合格,。

2、動作試驗：

  空載動作試驗：試驗前,，全開閥門將其腔內(nèi)的水漬,、雜質(zhì),、油污清理干凈，*關(guān)閉閥門,；外接液壓驅(qū)動閥門開關(guān)數(shù)次,，若閥門在開啟過程能正常動作，全行程時間滿足要求且沒有異響聲等現(xiàn)象,，則認為合格,。

  帶負載開啟試驗：試驗前，全開閥門將其腔內(nèi)的水漬,、雜質(zhì),、油污清理干凈，*關(guān)閉閥門,；閥體一端安裝試驗盲板并安裝加壓力泵,、壓力表、截止閥等,。對密封腔內(nèi)充入干凈空氣壓壓,，壓力等級根據(jù)閥門技術(shù)要求和閥門試驗標(biāo)準(zhǔn)來確定，持續(xù)一分鐘,。外接液壓站驅(qū)動閥門開關(guān)次數(shù),，若閥門在開啟過程中能正常動作，全行程時間滿足要求且沒有異響聲等現(xiàn)象,，則認為合格,。

  總之，新購調(diào)節(jié)閥必須經(jīng)過強度試驗,、密封試驗和動作試驗,，驗收合格后方可投入使用。

九,、超純水箱系統(tǒng)自力式氮封閥選型分析流量特性

超純水箱系統(tǒng)自力式氮封閥選型分析規(guī)格與技術(shù)參數(shù)

注：表中數(shù)據(jù)為本公司標(biāo)準(zhǔn)配置,，可按用戶要求另行選配

超純水箱系統(tǒng)自力式氮封閥選型分析連接尺寸及標(biāo)準(zhǔn)

連接方式：法蘭 （標(biāo)準(zhǔn)型） 螺紋,、焊接 （須用戶）

法蘭標(biāo)準(zhǔn)：PN16鋼制法蘭按GB/T9113.1 PN40鋼制法蘭按GB/T9113.2

密封面型式：PN16為突面（RF）； PN40為凹凸面,，閥體為凹面,；

法蘭端面距：GB12221-89

薄膜執(zhí)行機構(gòu)氣信號接口：內(nèi)螺紋M16×1.5、M10X1,、RC1/4

* 連接方式,、閥體法蘭及法蘭端面距可按用戶的標(biāo)準(zhǔn)制造,如：ANSI、DIN,、JIS等標(biāo)準(zhǔn),。

注：1,、指揮器與主閥可分開安裝

十,、超純水箱系統(tǒng)自力式氮封閥選型分析典型的安裝方式說明

超純水箱系統(tǒng)自力式氮封閥選型分析工作原理：

當(dāng)儲罐出液閥開啟,，放料時，液面下降,，氣相部分容積增大,，罐內(nèi)氮氣壓力降低，供氮閥開啟,，向儲罐注入氮氣,，罐內(nèi)氮氣壓力上升，當(dāng)罐內(nèi)壓力上升至供氮閥壓力設(shè)定值時,，供氮閥自動關(guān)閉,。

當(dāng)儲罐進液閥開啟，進料時,，液面上降,，氣相部份容積減小，罐內(nèi)壓力升高,，當(dāng)高于泄氮閥壓力設(shè)定值時,，泄氮閥打開，向外界釋放氮氣,，罐內(nèi)氮氣壓力下降,，降至泄氮閥壓力設(shè)定值時,，泄氮閥自動關(guān)閉。

超純水箱系統(tǒng)自力式氮封閥選型分析選用說明：

一般供氮壓力在300~800KPa左右,，氮封設(shè)定壓力1KPa,，泄氮壓力2KPa，呼吸閥呼氣壓力3KPa,，吸氣壓力-300Pa,。

罐頂呼吸閥僅起安全作用，是在主閥失靈,，導(dǎo)致罐內(nèi)壓力過高或過低時,，起到安全作用，在正常情況下不工作,。

泄氮閥安裝在罐頂,，口徑一般與進液閥口徑相近，但工況參數(shù)不一樣,，需進選型計算再定,。

一般供氮閥選用ZZYVP-16B供氮閥，泄氮閥選用ZZVP-16K泄氮閥,、HXF-10呼吸閥采用阻火式,。

超純水箱系統(tǒng)自力式氮封閥選型分析安裝注意事項：

自力式氮封閥利用介質(zhì)自身的壓力操作執(zhí)行機構(gòu)，在執(zhí)行機構(gòu)內(nèi)充滿介質(zhì),，故合理的安裝方式將提高設(shè)定點的調(diào)節(jié)精度和增加閥門的使用壽命,。

在安裝時取壓點的位置應(yīng)離調(diào)壓閥有適當(dāng)距離，大于6~10倍管道直徑,。

建議安裝旁路以供定期檢修,。

指揮器與主閥可分開安裝。

十二,、超純水箱系統(tǒng)自力式氮封閥選型分析安裝,、維護、調(diào)試

1,、安裝（見圖三）

檢查整機零件是否缺損與松動,，對使用有害人體健康的介質(zhì)，必須進行強度,、密封,、泄漏與精度測試。

在安裝前,，對管道進行清洗（否則由于焊渣等管道垃圾,，損壞閥芯密封面，導(dǎo)致閥門不能正常工作）,，閥門入口處要有足夠的直管段,，并配有過濾器,。閥體與管道的法蘭連接，要注意同軸度,。

安裝場地應(yīng)考慮到人員與設(shè)備的安全,，即便于操作，又有利于拆裝與維修,。

閥門應(yīng)正立垂直安裝在水平管道上,，導(dǎo)壓管必須安裝在距離閥出口至少六倍于公稱通徑的閥后管道上。閥自重較大與有振動的場合,，要用支撐架,，盡量避免水平安裝。

介質(zhì)流動方向應(yīng)與閥體上的箭頭指向一致,。因微壓閥屬于精密儀表,，其中指揮器膜片直接承受介質(zhì)壓力，若閥門反裝或管道有反沖壓力,，則指揮器膜片由于受壓過高導(dǎo)致膜片損壞,，閥門不能工作。閥門應(yīng)在環(huán)境溫度-25～+55℃場所使用,。

為使自控系統(tǒng)失靈或檢修閥門時,，仍能連續(xù)生產(chǎn)，應(yīng)設(shè)置旁路閥（見圖三）,。

超純水箱系統(tǒng)自力式氮封閥選型分析維護：

清洗閥門：對清洗一般介質(zhì),，只要用水洗凈就可以。但對清洗有害健康的介質(zhì),，首先要了解其性質(zhì),，在選用相應(yīng)的清洗辦法,。

閥門的拆卸：將外露表面生銹的零件先除銹,，但在除銹前，要保護好閥座,、閥芯,、閥桿與推桿等精密零件的加工表面。拆裝閥座時應(yīng)使用工具,。

閥芯,、閥座：二密封面有較小的銹斑與磨損，可用機械加工的方法進行修理,，如損壞嚴重必須換新,。但不管修理或更換后的硬密封面，都必須進行研磨,。

閥桿：表面損壞,，必須換新,。

壓縮彈簧：如有裂紋等影響強度的缺陷，必須換新,。

易損零件：填料,、密封墊片與O型圈，每次檢修時,，全部換新,。膜片必須檢查是否有預(yù)示將來可能發(fā)生裂紋、老化與腐蝕等痕跡,，根據(jù)檢驗結(jié)果,，決定是否更換，但膜片使用期一般最多2～3年,。

閥門組裝要注意對中,，螺栓要在對角線上擰緊，滑動部分要加潤滑油,。組裝后應(yīng)按產(chǎn)品出廠測試項目與方法調(diào)試,，并在這期間，可更準(zhǔn)確地調(diào)整填料壓緊力與閥芯關(guān)閉位置,。

超純水箱系統(tǒng)自力式氮封閥選型分析調(diào)試：

所需要壓力值是通過對指揮器頂部的調(diào)節(jié)螺母的操作而得到調(diào)整,，打開頂部的防塵蓋，用扳手調(diào)整調(diào)節(jié)螺母,。順時針方向旋轉(zhuǎn)使壓力增大,，逆時針旋轉(zhuǎn)則壓力減小。安裝在壓力調(diào)節(jié)閥后的壓力表,，可使工作人員借以觀察調(diào)整后的壓力給定值,。

   超純水箱系統(tǒng)自力式氮封閥選型分析防止超純水容器被空氣污染的常見方法：
   ☆充氮法：即在水箱水面上充入氮氣使箱內(nèi)維持適當(dāng)?shù)恼龎毫Γ柚勾髿馀c箱內(nèi)水面接觸,。
   ☆薄膜袋法：即在在水箱內(nèi)設(shè)置袋狀薄膜覆蓋于水面上,，薄膜袋隨水位升降，減少水面與空氣接觸面積,。
   ☆浮頂法：即以密度比水輕的輕質(zhì)材料在水箱內(nèi)制成整塊板狀浮頂浮于水面,，并用輕質(zhì)彈性材料（如海綿、發(fā)泡塑料等）遮蓋浮頂與箱間的間隙,，浮頂隨水面升降,。從而減少空氣與水面的接觸機會。
在上述三種方法中又以氮封水箱zui常見,，實施簡單,，效果。
  氮封水箱的組成：
  氮封水箱是由三部分組成：
  ☆氮氣源：通常可以選用潔凈高壓氮氣瓶,、制氮機,、工廠現(xiàn)有潔凈壓縮氮氣……
  ☆密閉水箱：超純水水箱一定要全密封，一方面防止氮氣外泄,，另外防止空氣進入水箱污染超純水,。
  ☆控制系統(tǒng)：氮封閥裝置

超純水箱系統(tǒng)自力式氮封閥選型分析

1、水箱未滿水前需要補水,；
2,、補水時需要打開呼吸器；
3,、補水時水箱滿后設(shè)備需停水,；
4、水箱水位不足后處理系統(tǒng)需停機保護直至水位正常,；
5,、補水完成后關(guān)掉呼吸器；
6,、前面的步驟完成后再補氮氣……這些都需要有一套全自動的程序來協(xié)調(diào)控制,，保證超純水不會被大氣污染。
7,、反滲透設(shè)備在使用前,，需采用蒸氣進行高溫消毒，設(shè)備運行時前72小時生產(chǎn)出來的超純水需排放掉,。
8,、檢測超純水需在出水口安裝可流運水探測槽再裝電阻率擦頭，才能反映出超純水的水質(zhì),。