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越負責，在很多情況下，閥門應(yīng)用的工況條件甚至同時具有高溫、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)閥門無法適應(yīng)，金屬硬密封耐磨球閥是目前一種普遍認同的閥門類型，正因為如此，近年來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。 過去由于工藝的限制國內(nèi)無法生產(chǎn)這類閥門， 長期依靠進口，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產(chǎn)

2、化也變得切實 可行。 我公司在設(shè)計、開發(fā)金屬硬密封耐磨球閥之 前，維修大量進口品牌耐磨球閥(MOGAS 、VTI、NELES、KTM、PERRIN、BURGMANN ARGUS、VELAN 、HARTMAN、KINDER ） 等；在維修進口耐磨球閥的過程中吸收掌握國外 耐磨球閥關(guān)鍵的技術(shù)優(yōu)點，并對其不足之處進行 改進，積累了豐富的設(shè)計制造經(jīng)驗。 維修GOSCO催化劑耐磨球閥 維修MOGAS催化劑耐磨球閥 設(shè)計基礎(chǔ)： 1.設(shè)計條件 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)計壓力：300Lb，RF; 執(zhí)行機構(gòu)：蝸輪蝸桿傳動； 備注：正常時全開，事故切斷; 2.催化劑耐磨球閥的設(shè)計、制造、檢驗等方面嚴格采 用和執(zhí)行最新標準規(guī)范要求。 2.2.1、設(shè)計制造標準 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)長度 ASME B16.5 法蘭標準 2.2.2、檢驗標準 API 598 閥門殼體強度試驗 ASME B16.104 控制閥門閥座泄漏 附加

4、出廠高溫耐磨模擬試驗 設(shè)計方案： 根據(jù)連續(xù)重整裝置的實際工況條件，結(jié)合 我公司多年的高溫耐磨球閥設(shè)計制造經(jīng)驗，在確 定催化劑耐磨球閥方案時主要考慮問題如下：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；如何進行高溫模擬型式試 驗，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 根據(jù)工藝工況條件,催化劑耐磨球閥采用浮動球結(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)點外,還具有以下的優(yōu)點: 1.閥座和球體配對研磨,保證球體密封面和閥座密封 面100%接觸; 2.閥桿

5、進行特殊的硬化處理,保證不會被拉傷或“咬 死”; 3.閥座刮刀結(jié)構(gòu)設(shè)計：閥門每次開啟或者關(guān)閉過程中能對球體密封面進行刮擦作用，為了防止固體顆粒進入閥座密封區(qū)域影響閥門的密封性能。 4.閥桿的材料采用耐高溫高強度不銹鋼ASTM A638 Gr.660具有足夠強度，當扭矩增加到正常 值的兩倍，閥桿不會被扭斷。 5.為了防止顆粒進入閥座背密封區(qū)域，使用了防顆粒閥座設(shè)計，閥座后面有防塵設(shè)計，防止顆粒 介質(zhì)進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，其壓 緊螺帽下面有一疊小板簧，可以給填料一個預(yù)緊力，必要使還可以在運行期間調(diào)整。 8.為了保證實際運行時閥座與閥球之間有一個足夠 的接觸力，從而保證閥座的泄漏等級達到ANSI/FCI Class Ⅵ，閥座后面必須有一個彈性元件。閥座后彈簧采用Inconel 750，無論溫度和壓力如何變化，它始終給閥座一個推力，使其緊緊地靠在閥球上，從而保證閥座泄漏等級。 9.閥體采用偏芯結(jié)構(gòu)設(shè)計：通常情況下，主閥體裝 填料部位是薄弱的部位。通過采用偏芯結(jié)構(gòu)設(shè)計使得薄弱部位的強度大大增強，滿足強度要求。 耐磨硬化涂層噴涂： 目前國內(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，并對不同的方法、工藝參數(shù)、合金材料等進行了相關(guān)的工藝試驗，同時對各項涂層性能進行了比較分析，獲得了可靠的數(shù)據(jù)。 選用的粉末來自國際知名品牌：PRAXAIR H.C.Starck、HOGANAS、FUJIMI。 LD涂層標準： 在涂層設(shè)計開發(fā)時主要考慮：涂層金相結(jié)構(gòu)（孔隙率）、表面結(jié)合強度、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號涂層。 2)、該涂層高溫下不易發(fā)生相變，結(jié)合強度 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。 進口高精度五軸球體加工中心 1、有效地控制鍵尺寸；2、達到關(guān)鍵零件的互換性； 高溫模擬試驗：針對催化劑用耐磨球閥的實際使用條件，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、密封面不耐沖刷等問題;為確保催化劑

9、用耐磨球閥在實際工況條件下滿足使用要求,確保產(chǎn)品質(zhì)量, 針對耐磨球閥進行高溫熱態(tài)模擬試驗，高溫沖刷、高溫耐磨、高溫熱沖擊模擬試驗。 耐磨試驗?zāi)M裝置系統(tǒng)圖 高溫模擬試驗裝置 檢測過程 溫度測試及結(jié)果 在試驗過程中對支架的溫度進行了必要的檢測檢測的結(jié)果為：閥門溫度升到403℃時，支架與閥體連接端溫度為107℃，執(zhí)行機構(gòu)連接端溫度為59℃，滿足執(zhí)行機構(gòu)使用環(huán)境要求。 催化劑耐磨球閥高溫模擬試驗操作規(guī)程 有限元分析計算： 根據(jù)催化劑耐磨球閥實際使用工況條件，高溫條件下材料的膨脹問題，如何控制高溫條件下材料的變形量在設(shè)計允許范

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