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2018-03-31

要汕措短:通过研究耐磨球阀的生产制造工艺秆,从阀体选材山席蔫、硬面处理浮省渡、结构设计谩膘、加工工艺等方面进行技术改进坛水如,为提高耐磨球迷使用性能和寿命的研究提供依据顷嗽。 
   耐磨球阀以其特有的优势娠啸配,广泛应用于煤化工寇、多晶硅奇、炼油赖存兄、发电厂等领域匹涉剧,对于同时存在高温檄乓娃、高压褂池骑、含固体颗粒介质的场合氓辱,金属硬密封耐磨球阀是目前被普遍认可的一种阀门篙克。但金属硬密封球阀普遍存在使用寿命低杰昧府、内泄露刨奶剐、操作发生卡涩(或抱死)等现象渺坤,面对越来越高的磨损要求不剁很、强冲蚀等工况蔽,耐磨球阀需要在阀体选材慑、硬面处理县、密封设计端釜、结构设计褂、加工等方面进行相应技术改进八砂。 
  1 阀体选材 
  耐磨球阀阀体锻件或铸件材料选用碳钢夺量、双相钢酱暑雷,酸性湿H2S介质用碳钢材质应满足下列要求席扔朝: 
 】?(1)材料是镇静钢; 
 『继?獭(2)常温屈服强度≤315MPa袖、抗拉强度≤590MPa; 
 》⑿?恰(3)碳当量CE<0.40%熊碳,且S≤0.02%探耐花、P≤0.025%径涵、Ni<1%;硼(Boron)含量在0.0005以下酗烩堕。 
  同时阀门已经考虑足够的磨损裕量和耐冲刷吓袭解,可以根据工况部分覆盖SAF2205鹃弊卷,机械加工后厚度不小于3mm定,保证阀门的使用性能弊黔,延长阀门的寿命零桑。 
  2 球体和阀座硬化处理 
  耐磨球阀的球体和阀座材料采用不锈钢锻件材料澳,锻造的材料致密性及机械性能较好极祈嫩,不存在裂纹考饥酿,沙眼等瑕疵鸵痞挺,保证球体和阀座具有较高的强度;阀芯表面硬化处理方式喷熔司太莱SF-20弥滤娃,在机械加工和抛光后硬化层的最小厚度不小于0.8mm俏嗅能,表面硬度不低于HRC62骂燃惫。所有硬化层的粘合力均不小于30000PSI桅。同时阀两端通道采用超音速喷涂船,有效防止介质对流道的冲刷娩纺。 
  3 双向密封设计 
  球阀采用双向硬密封结构设计局咖合,可承受双向全压差是。球阀为了保证实际运行时(有介质压力)阀座与阀球之间有一个足够的接触力淑,从而保证阀座的泄漏标准达到ISO 5208 B级规定凤,阀座后面必须有一个弹性元件父。阀座后弹簧采用一个Inconel X-750弹簧独特的设计结构敢,无论温度和压力如何变化睦辱石,它始终给阀座一个推力喊,使其紧紧地靠在阀球上粉窘怠,从而保证阀座泄漏等级恼炊浩。如图1所示沤竣掸。 
  4 自清洁阀座设计 
  为了防止颗粒介质进入阀座背密封区域和阀腔访,使用了防颗粒阀座设计钦檄汐,而独特的刮削式设计阀座一方面能完全清除附着在阀球表面的颗粒硷玛盎,另一方面严密加工的阀座面与阀球紧密磨合狸群寺,提供了一个独特的宽带面密封良千。 
  5 阀杆硬化处理 
  阀门的阀杆表面采用特殊处理设计驶,保证满足用户的要求;它们具有高强度魏秦、良好的冲击韧性以及更优越的整体和局部的抗应力腐蚀能力翱。同时当扭矩增加到正常值的两倍以上时惧闪晚,阀杆不会被扭断迷分,阀杆最薄弱位置位于阀体之外锹父火。阀杆的材料采用高强度不锈钢辰,它具有高强度餐隙、良好的冲击韧性以及更优越的整体和局部的抗应力腐蚀能力盎暑剂。而一体化的结构也形成了本质防喷阀杆结构悄庇霜。同时阀杆具有足够的直径和强度狄法淖,当扭矩增加到正常值的两倍酸,阀杆不会被扭断憨。阀杆与填料及轴承接触部位硬化处理剃骆患。增强耐蚀耐磨性畦守按,延长阀门寿命汇虐。 
  6 “活载”组合填料设计 
  阀杆组合填料上下采用加不锈钢的柔性石墨盘根呜竭公,中间采用模压成型石墨填料钨。填料压板的紧固螺栓设置蝶型弹簧预紧(即活载结构)铺,在阀门温度和应力交变中般,使填料的预紧力得到连续性补偿弦,杜绝外泄漏闹。如图2所示担。 
  7 防尘轴承腔设计 
  采用石墨与轴承组合的预紧轴承腔设计歌放,轴承挤压石墨甜磐,使柔性石墨紧贴阀杆与主阀体廓憋窝,有效防止颗粒性物料进入轴承与填料之间的空腔手,堆积沉淀飞捌,挤压阀杆造成阀杆卡死窍。 
  8 防尘设计—“封闭式设计” 
  防尘设计主要是针对阀座组合件中的弹簧而言的腾。固定球阀的阀座为浮动结构驳,预紧力靠弹簧提供釜,若颗粒性介质进入弹簧腔哗类,就会把弹簧垫死次,失去弹性惧删删,阀球与阀座摩擦力矩增加怜我享,直至执行机构无法无法带动阀门璃仇即,阀门卡死芦令。如图3所示团。 
  9 有限元应力分析与仿真 
  随着计算机技术和力学理论的发展擎,在阀门整个设计周期中采用有限元分析进行数值仿真已经走向成熟典达叮。SHK在球阀设计中采用有限元软件對零件的强度和变形问题进行分析并进行优化设计杏抵,大大缩短了产品设计周期和试验成本伟,提高设计水平和产品质量扁伤丹。 
  10 结语 
  通过选材臼阂芯、结构设计查亭、加工工艺等方面的技术优化乱阔磨,改善了耐磨球阀的密封质量岗秸歧、耐磨性能犀漠邢,提高了可靠性和使用寿命挎。在实际运行中得到了很好的验证淀坑淳,达到预期效果绢,具有广泛的推广价值和使用价值惮。

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