蝶阀是保持航空母舰消防系统平稳运行的重要组成部分。

航母上的消防系统分配加压海水用于消防、冷却和冲洗服务。这些船上的消防服务包括消防水带站、泡沫站和储存易燃材料的舱室的消防服务。泡沫站注入泡沫和海水的混合物，并将其分配到存在易燃液体泄漏或火灾风险的区域，如机库间、飞行甲板、机械室和航空燃油泵室舱底。

消防系统是任何海军战斗人员上最关键的流体分配系统之一。它为关键设备提供了一种冷却介质，包括射流偏转器，喷气式飞机上的安全装置，可以改变高能排气的方向。主管道还提供化学、生物和放射性冲洗对策，以及冷却辅助机械、喷射器（泵）、船舶稳定设备以及小便器和便池冲洗用水。

因为它对整个船舶的水流至关重要，所以消防总管中的隔离阀不仅可以进行日常维护，更重要的是，在系统遭受战斗破坏后继续为船舶和船员提供支持。

我记得上世纪90年代初，当我担任美国尼米兹号（CVN-68）的总工程师时，我的团队指出了一种老式的蝶阀，它不能动作。经过多次尝试，它在航母上的一个主要通道中泄漏了盐水。当我参观阀门的位置时，我看到把手完全断开了。我的猜测是，我的团队使用了一个“作弊棒”来最大化阀门上的扭矩，但却徒劳无功。由于这一个不起作用的阀门可能对操作造成影响，我们只能在船舶停泊在港口时才尝试进行维护。我们的团队计划在上游和下游关闭更多的蝶阀，以隔离，然后移除并更换坏的阀门。

这艘船最终停泊在华盛顿州的布雷默顿，在那里他们试图进行修理。几个小时过去了，负责维修工作的主管报告说，他们已经关闭了三到四个阀门，并在破裂阀门的上游和下游关闭了三个或四个阀门，但压力没有降低。我得到船长的许可，关闭岸上供应的消防用水。系统排空后（数小时后），即可完成维修。我们发现这个阀门不能使用，因为它塞满了贻贝、藤壶和其他碎片以及其他蝶阀的阀座材料碎片。

当时我想知道为什么在这样一个关键的系统上我们的阀门是如此的无效。消防总管对舰艇的任务至关重要，这是为了实现国家指挥机构的目标而发射飞机。

当时尼米兹号上的蝶阀是橡胶阀座蝶阀（图1）。

当阀门循环时，阀瓣始终与阀座表面接触，这种作用被称为“零偏移蝶阀”由于阀座材料在每次循环中都会与阀板摩擦，因此阀座表面的腐蚀是常见的。再加上高密度的钙质海洋生物阻碍了阀门的运动并损坏了阀座，很容易看出为什么这些阀门经常失灵。考虑到船用蝶阀的双偏置阀军用规范是年发布的，令人惊讶的是尼米兹号船上仍然有这些老式阀门。新建造的航母很可能已经装备了改进的蝶阀，在役航母计划在未来升级。

海军年为船用蝶阀定义的军用规范（MIL-V-）代表了对零偏移蝶阀的重大改进。规范要求双偏心特性（图2）。通常，第一个偏心是通过将轴定位在阀座中心线下游来实现的。这使得度密封面完全畅通无阻。第二个偏心使轴偏离阀门垂直轴的中心。当阀板在阀座内外摆动时，这两个偏移量的组合产生了凸轮效应。

阀板在行程的最初几度内迅速从阀座中升起，直到接近关闭时才再次接触阀座。阀座和阀板之间不存在磨损点。

双偏心阀的操作扭矩减小，阀座寿命大大延长。这种阀门已被广泛认为是一种高性能蝶阀，即使在今天，几乎所有的水面战斗人员，包括航空母舰，都有大量的需求。然而，尽管有其优点，这种阀门通常需要对管道进行修改，因为它在两侧都使用垫圈材料，并且在更换弹性或橡胶阀座蝶阀时，它有时不适合剩余的空间。为了解决这个问题，工业界正加紧对这种阀门进行下一次升级。

下一个改进是三偏心扭矩密封阀门，它有一个金属对金属阀座和90度无摩擦旋转（图3和图4）。

扭矩密封意味着密封力是由外部施加的扭矩产生的，而不是由机械干扰产生的。锥-锥密封是通过接触压力而不是由阀瓣和阀座之间的摩擦产生的摩擦来实现的。

三偏心扭矩密封阀门阀还具有MIL-V-阀的双偏心特性，但增加了第三个偏信。第三个偏心是指阀座和密封锥中心线相对于管道/阀门中心线倾斜的位置。这种补偿完全消除了摩擦，且做到了零泄漏。与传统的闸阀、蝶阀和其他阀门设计相比，这些特点使得预期寿命更长，维护要求最低，拥有成本更低。此外，由于对垫圈没有要求，三偏心扭矩密封阀门阀通常会完全适合老式蝶阀腾出的空间。

年，航空母舰项目经理批准了一项船舶改造，并特别声明，改造的目的是在整个消防系统的关键位置用三偏心扭矩密封阀替换现有的20个蝶阀。这些阀门仅用于替换主要的隔离支管（不是本文作者的重点）。三偏心扭矩密封阀门阀通常制造成本更高，因此确保消防系统最重要的隔离点是有意义的，该系统在船上有数英里长的管道，应该有最有效和功能最强大的隔离阀。三偏心扭矩密封阀门阀是蝶阀的“凯迪拉克”，它们在最恶劣的环境下运行得非常好。尽管如此，卡迪拉克的工业仍在继续进步。

最现代，甚至更具弹性的蝶阀是一个有趣和独特的版本，解决了镍铝青铜阀门的一个小弱点-阀座的腐蚀/腐蚀。（图5显示了三偏心扭矩密封阀门阀的证据）。

新一代三偏心扭矩密封阀门采用加固或硬化阀座。这是通过使用冷喷涂技术来实现的，该技术将铬镍铁合金固态中的小颗粒加速到每秒英尺以上。其结果是在基材上形成涂层。这一代三偏心扭矩密封阀门的喷涂厚度为半毫米，硬度显著提高，抗侵蚀/腐蚀性能提高了%以上。以这种速度，将需要数百年的时间来磨损冷喷涂覆盖层（不包括异物导致的阀座损坏）。

结论

每艘美国海军战斗舰都依赖一个良好的隔离系统来进行维护和伤亡控制。想象一下，如果尼米兹号上的坏阀门发生了灾难性的故障。由于无法隔离该系统（因为上游和下游的多个阀门都没有关闭），阻止洪水将是一个挑战。唯一的办法可能是几乎完全消除消防总管的压力，即使不是所有的船。如果那是在我们的船被部署的时候发生的，影响将会是广泛的：淹没的空间，失去一些弹射器，几乎所有的辅助系统失去冷却。名单可能会不断增加。这很可能不会是一次任务杀人，因为在伤亡控制方面，机组人员的天赋和培训的深度将使他们能够纠正问题并恢复消防干线。然而，在很短的一段时间内，它会降低美国最重要资产之一的准备状态。

由于蝶阀的性能对舰队至关重要，美国海军一直在推动工业界继续改进这些阀门。值得庆幸的是，工业界已经做出了回应，表现最好的是三偏心蝶阀（硬阀座），目前是世界上最好的高性能蝶阀。

马克·彼得森-奥弗顿他是美国海军的退休上尉，目前是ESIAcquisitionCorp.的运营副总裁，以JAMoody的身份开展业务。