浙江聯(lián)大閥門有限公司耐磨球閥技術(shù)方案介紹

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1、浙江聯(lián)大閥門有限公司耐磨球閥技術(shù)方案介紹 概述：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)裝置不斷向高參數(shù)、大型化方向發(fā)展，工業(yè)裝置工況條件也越來(lái)越負(fù)責(zé)，在很多情況下，閥門應(yīng)用的工況條件甚至同時(shí)具有高溫、高壓、含有大量硬固體顆粒情況（比如：連續(xù)重整裝置、延遲焦化裝置、多晶硅裝置、催化劑脫硫吸附裝置、煤氣化裝置、冶金礦漿管道等），傳統(tǒng)閥門無(wú)法適應(yīng)，金屬硬密封耐磨球閥是目前一種普遍認(rèn)同的閥門類型，正因?yàn)槿绱?，近年?lái)金屬硬密封耐磨球閥得到非常迅速的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域與范圍將更加廣泛。 過(guò)去由于工藝的限制國(guó)內(nèi)無(wú)法生產(chǎn)這類閥門， 長(zhǎng)期依靠進(jìn)口，這幾年隨著工藝和裝備的不斷發(fā)展 和完善，金屬硬密封耐磨球閥的國(guó)產(chǎn)

2、化也變得切實(shí) 可行。 我公司在設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)金屬硬密封耐磨球閥之 前，維修大量進(jìn)口品牌耐磨球閥(MOGAS 、VTI、NELES、KTM、PERRIN、BURGMANN ARGUS、VELAN 、HARTMAN、KINDER ） 等；在維修進(jìn)口耐磨球閥的過(guò)程中吸收掌握國(guó)外 耐磨球閥關(guān)鍵的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，并對(duì)其不足之處進(jìn)行 改進(jìn)，積累了豐富的設(shè)計(jì)制造經(jīng)驗(yàn)。 維修GOSCO催化劑耐磨球閥 維修MOGAS催化劑耐磨球閥 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)： 1.設(shè)計(jì)條件 閥門類型:催化劑用耐磨球閥 介質(zhì):重整催化劑+氫氣（催化劑維γ-氧化鋁，平均 直徑為1.6mm）;

3、 操作壓力:1.13MPa; 操作溫度:483℃、最高528℃； 閥門規(guī)格：DN80、N50; 設(shè)計(jì)壓力：300Lb，RF; 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：蝸輪蝸桿傳動(dòng)； 備注：正常時(shí)全開(kāi)，事故切斷; 2.催化劑耐磨球閥的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)等方面嚴(yán)格采 用和執(zhí)行最新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。 2.2.1、設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn) ASME B16.34 法蘭、螺紋和焊端連接的閥門 API 608 法蘭、螺紋和焊接連接的金屬球閥 ASME B16.10 鋼制閥門的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度 ASME B16.5 法蘭標(biāo)準(zhǔn) 2.2.2、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) API 598 閥門殼體強(qiáng)度試驗(yàn) ASME B16.104 控制閥門閥座泄漏 附加

4、出廠高溫耐磨模擬試驗(yàn) 設(shè)計(jì)方案： 根據(jù)連續(xù)重整裝置的實(shí)際工況條件，結(jié)合 我公司多年的高溫耐磨球閥設(shè)計(jì)制造經(jīng)驗(yàn)，在確 定催化劑耐磨球閥方案時(shí)主要考慮問(wèn)題如下：如 何保證高溫下不出現(xiàn)“卡死”現(xiàn)象；如何保證高溫 條件下涂層的耐磨性、耐沖刷性；如何保證高溫 條件閥門的密封性能；如何進(jìn)行高溫模擬型式試 驗(yàn)，保證出廠的閥門能符合工況條件要求。 催化劑耐磨球閥的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 根據(jù)工藝工況條件,催化劑耐磨球閥采用浮動(dòng)球結(jié)構(gòu), 該閥除了流阻小,啟閉迅速,力矩較小，密封性能好等優(yōu)點(diǎn)外,還具有以下的優(yōu)點(diǎn): 1.閥座和球體配對(duì)研磨,保證球體密封面和閥座密封 面100%接觸; 2.閥桿

5、進(jìn)行特殊的硬化處理,保證不會(huì)被拉傷或“咬 死”; 3.閥座刮刀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：閥門每次開(kāi)啟或者關(guān)閉過(guò)程中能對(duì)球體密封面進(jìn)行刮擦作用，為了防止固體顆粒進(jìn)入閥座密封區(qū)域影響閥門的密封性能。 4.閥桿的材料采用耐高溫高強(qiáng)度不銹鋼ASTM A638 Gr.660具有足夠強(qiáng)度，當(dāng)扭矩增加到正常 值的兩倍，閥桿不會(huì)被扭斷。 5.為了防止顆粒進(jìn)入閥座背密封區(qū)域，使用了防顆粒閥座設(shè)計(jì)，閥座后面有防塵設(shè)計(jì)，防止顆粒 介質(zhì)進(jìn)入彈簧后造成彈簧失效。 6.采用彈性加載結(jié)構(gòu)，在正常關(guān)閉情況下確保了球體密封面和閥座密封面間的接觸，在高溫下能有效補(bǔ)償內(nèi)件受熱膨脹，避免因高溫而導(dǎo)致的卡阻。 7

6、.高溫耐磨球閥的填料符合彈性預(yù)加載設(shè)計(jì)，其壓 緊螺帽下面有一疊小板簧，可以給填料一個(gè)預(yù)緊力，必要使還可以在運(yùn)行期間調(diào)整。 8.為了保證實(shí)際運(yùn)行時(shí)閥座與閥球之間有一個(gè)足夠 的接觸力，從而保證閥座的泄漏等級(jí)達(dá)到ANSI/FCI Class Ⅵ，閥座后面必須有一個(gè)彈性元件。閥座后彈簧采用Inconel 750，無(wú)論溫度和壓力如何變化，它始終給閥座一個(gè)推力，使其緊緊地靠在閥球上，從而保證閥座泄漏等級(jí)。 9.閥體采用偏芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：通常情況下，主閥體裝 填料部位是薄弱的部位。通過(guò)采用偏芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得薄弱部位的強(qiáng)度大大增強(qiáng)，滿足強(qiáng)度要求。 耐磨硬化涂層噴涂： 目前國(guó)內(nèi)外常用的耐磨涂層有

7、兩種技術(shù)：氧乙炔噴焊及重熔技術(shù)、超音速氧焰噴涂技術(shù)。我公司與科研院所合作，并對(duì)不同的方法、工藝參數(shù)、合金材料等進(jìn)行了相關(guān)的工藝試驗(yàn)，同時(shí)對(duì)各項(xiàng)涂層性能進(jìn)行了比較分析，獲得了可靠的數(shù)據(jù)。 選用的粉末來(lái)自國(guó)際知名品牌：PRAXAIR H.C.Starck、HOGANAS、FUJIMI。 LD涂層標(biāo)準(zhǔn)： 在涂層設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)時(shí)主要考慮：涂層金相結(jié)構(gòu)（孔隙率）、表面結(jié)合強(qiáng)度、表面硬度、耐沖蝕磨損、耐沖擊、抗熱震（冷、熱交變）等。 球體和閥座密封面噴涂： 1)、球體和閥座的密封面采用SHK4號(hào)涂層。 2)、該涂層高溫下不易發(fā)生相變，結(jié)合強(qiáng)度 高、具有良好的耐腐蝕性能

8、、抗高溫氧化和高 溫耐磨性能。 3)、球體和閥座密封面洛氏硬度HRC≥65；經(jīng) 研磨、拋光成型后的成品涂層厚度有1.0mm 。 關(guān)鍵零件的加工: 為了解決超硬密封面磨削加工難題，我公司從意大利購(gòu)買PV-1000大型高精度數(shù)控磨球中心。目前，我公司可批量加工球體直徑1050，圓度達(dá)到0.005以下的耐磨硬密封球閥的球體，可覆蓋目前催化劑用耐磨球閥。 進(jìn)口高精度五軸球體加工中心 1、有效地控制鍵尺寸；2、達(dá)到關(guān)鍵零件的互換性； 高溫模擬試驗(yàn)：針對(duì)催化劑用耐磨球閥的實(shí)際使用條件，高溫且介質(zhì)硬度較高、工況條件極其惡劣,閥門容易在高溫下抱死或打不開(kāi)、密封面不耐沖刷等問(wèn)題;為確保催化劑

9、用耐磨球閥在實(shí)際工況條件下滿足使用要求,確保產(chǎn)品質(zhì)量, 針對(duì)耐磨球閥進(jìn)行高溫?zé)釕B(tài)模擬試驗(yàn)，高溫沖刷、高溫耐磨、高溫?zé)釠_擊模擬試驗(yàn)。 耐磨試驗(yàn)?zāi)M裝置系統(tǒng)圖 高溫模擬試驗(yàn)裝置 檢測(cè)過(guò)程 溫度測(cè)試及結(jié)果 在試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)支架的溫度進(jìn)行了必要的檢測(cè)檢測(cè)的結(jié)果為：閥門溫度升到403℃時(shí)，支架與閥體連接端溫度為107℃，執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接端溫度為59℃，滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用環(huán)境要求。 催化劑耐磨球閥高溫模擬試驗(yàn)操作規(guī)程 有限元分析計(jì)算： 根據(jù)催化劑耐磨球閥實(shí)際使用工況條件，高溫條件下材料的膨脹問(wèn)題，如何控制高溫條件下材料的變形量在設(shè)計(jì)允許范

10、圍內(nèi)；我方在催化劑耐磨球閥的整個(gè)設(shè)計(jì)周期中采用有限元分析進(jìn)行數(shù)值仿真。通過(guò)數(shù)值仿真技術(shù)將催化劑耐磨球閥的試驗(yàn)和分析在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行模擬，使新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的強(qiáng)度、疲勞斷裂、應(yīng)力等問(wèn)題在設(shè)計(jì)階段得到解決并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效地保證催化劑耐磨球閥產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量。 產(chǎn)品的質(zhì)量保證及第三方監(jiān)造： 主要原材料采用國(guó)內(nèi)知名廠家生產(chǎn)的，所有原材料均有專項(xiàng)合同供應(yīng)廠; 公司派專人跟蹤， 做到現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)與進(jìn)廠驗(yàn)收相結(jié)合，以此保證所有原材料達(dá)到用戶合同所規(guī)定的；提供材料的熱處理，并出具相關(guān)報(bào)告；進(jìn)行材料的化學(xué)成份、機(jī)械性能的復(fù)檢，并出具相關(guān)報(bào)告。原材料進(jìn)廠后采用第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)進(jìn)行復(fù)驗(yàn),并出具相關(guān)報(bào)告。 委托第三方（上海市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院）全過(guò)程控制產(chǎn)品質(zhì)量，并邀請(qǐng)買方聯(lián)合對(duì)球閥從原材料控制、加工、裝配、清洗、性能試驗(yàn)進(jìn)行全過(guò)程跟蹤監(jiān)造。 閥體及內(nèi)件所有零件都進(jìn)行無(wú)損探傷檢測(cè)（鍛件100%用超聲波探傷，鑄件100%用射線探傷）；密封面進(jìn)行著色探傷檢查。 零件及整機(jī)采用專用的超聲波清洗設(shè)備清洗，保證閥門的清潔度。