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2018-03-31

要角旦奶:通过研究耐磨球阀的生产制造工艺庐,从阀体选材郝偷吵、硬面处理乱矩峭、结构设计玖泞仁、加工工艺等方面进行技术改进泛哪,为提高耐磨球迷使用性能和寿命的研究提供依据沟灌。 
   耐磨球阀以其特有的优势鞍垒投,广泛应用于煤化工娥倾檬、多晶硅狗、炼油鼻、发电厂等领域钉赂,对于同时存在高温合久、高压烤鳖砷、含固体颗粒介质的场合佩眯,金属硬密封耐磨球阀是目前被普遍认可的一种阀门芍。但金属硬密封球阀普遍存在使用寿命低忍吧布、内泄露阑、操作发生卡涩(或抱死)等现象呜茅,面对越来越高的磨损要求霉、强冲蚀等工况锹妒淖,耐磨球阀需要在阀体选材捎、硬面处理垂、密封设计稍忙檄、结构设计好记、加工等方面进行相应技术改进僧了。 
  1 阀体选材 
  耐磨球阀阀体锻件或铸件材料选用碳钢沤楷白、双相钢蔬,酸性湿H2S介质用碳钢材质应满足下列要求诵嫉襄: 
 ×でС琛(1)材料是镇静钢; 
 《ā(2)常温屈服强度≤315MPa窘爱食、抗拉强度≤590MPa; 
 ∥毙谩(3)碳当量CE<0.40%僵秒,且S≤0.02%垫、P≤0.025%邓郝祈、Ni<1%;硼(Boron)含量在0.0005以下禄。 
  同时阀门已经考虑足够的磨损裕量和耐冲刷扇,可以根据工况部分覆盖SAF2205统,机械加工后厚度不小于3mm绘协鳞,保证阀门的使用性能狗狄拢,延长阀门的寿命送。 
  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丢迹欧,锻造的材料致密性及机械性能较好春卯漂,不存在裂纹擒疚,沙眼等瑕疵潞检娘,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房楼,在机械加工和抛光后硬化层的最小厚度不小于0.8mm茬,表面硬度不低于HRC62奈。所有硬化层的粘合力均不小于30000PSI齿校承。同时阀两端通道采用超音速喷涂豆挪,有效防止介质对流道的冲刷奢勾报。 
  3 双向密封设计 
  球阀采用双向硬密封结构设计然撩,可承受双向全压差棚私太。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蜜徽,从而保证阀座的泄漏标准达到ISO 5208 B级规定坞韧蝗,阀座后面必须有一个弹性元件巩帽堕。阀座后弹簧采用一个Inconel X-750弹簧独特的设计结构惊粕,无论温度和压力如何变化群屑,它始终给阀座一个推力囱,使其紧紧地靠在阀球上履,从而保证阀座泄漏等级拔橙。如图1所示粉吠肮。 
  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力鹊砰,使用了防颗粒阀座设计虑汕灭,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侣窃,另一方面严密加工的阀座面与阀球紧密磨合喊高,提供了一个独特的宽带面密封僵。 
  5 阀杆硬化处理 
  阀门的阀杆表面采用特殊处理设计栓,保证满足用户的要求;它们具有高强度惹刀、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裂。同时当扭矩增加到正常值的两倍以上时惩脸成,阀杆不会被扭断窃虐葱,阀杆最薄弱位置位于阀体之外玲。阀杆的材料采用高强度不锈钢即箩橙,它具有高强度透虎凌、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饱挨。而一体化的结构也形成了本质防喷阀杆结构钙遁怠。同时阀杆具有足够的直径和强度采香宛,当扭矩增加到正常值的两倍系,阀杆不会被扭断裙妒。阀杆与填料及轴承接触部位硬化处理涉绵实。增强耐蚀耐磨性虑,延长阀门寿命傅跑。 
  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谈,中间采用模压成型石墨填料臂老。填料压板的紧固螺栓设置蝶型弹簧预紧(即活载结构)蚂,在阀门温度和应力交变中富宿,使填料的预紧力得到连续性补偿空卉,杜绝外泄漏镀凶鸽。如图2所示勒绅。 
  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埠,轴承挤压石墨碾,使柔性石墨紧贴阀杆与主阀体拼渴,有效防止颗粒性物料进入轴承与填料之间的空腔百缴,堆积沉淀奴泛,挤压阀杆造成阀杆卡死首我。 
  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颊。固定球阀的阀座为浮动结构喝,预紧力靠弹簧提供长,若颗粒性介质进入弹簧腔构壁呕,就会把弹簧垫死品纪郡,失去弹性淳,阀球与阀座摩擦力矩增加铆,直至执行机构无法无法带动阀门度,阀门卡死须。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驴,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厂。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定沧,大大缩短了产品设计周期和试验成本肉,提高设计水平和产品质量畴皇。 
  10 结语 
  通过选材味泡鞍、结构设计捶崩午、加工工艺等方面的技术优化氰天舷,改善了耐磨球阀的密封质量琶蒙钩、耐磨性能郸媳,提高了可靠性和使用寿命颅迹肉。在实际运行中得到了很好的验证吴乡,达到预期效果肉,具有广泛的推广价值和使用价值晨七。

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