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2018-03-31

要帅兢叫:通过研究耐磨球阀的生产制造工艺匪,从阀体选材摆、硬面处理淳、结构设计附及手、加工工艺等方面进行技术改进嘘徊酶,为提高耐磨球迷使用性能和寿命的研究提供依据促客奥。 
   耐磨球阀以其特有的优势划,广泛应用于煤化工碘、多晶硅办、炼油庆边情、发电厂等领域乏岁磊,对于同时存在高温炊、高压砂、含固体颗粒介质的场合驼石咀,金属硬密封耐磨球阀是目前被普遍认可的一种阀门路。但金属硬密封球阀普遍存在使用寿命低昧簿、内泄露痪弓、操作发生卡涩(或抱死)等现象拎,面对越来越高的磨损要求韩别毕、强冲蚀等工况浚挫扁,耐磨球阀需要在阀体选材修、硬面处理缉秘朴、密封设计两淘赤、结构设计痴、加工等方面进行相应技术改进戒。 
  1 阀体选材 
  耐磨球阀阀体锻件或铸件材料选用碳钢记、双相钢蚕式,酸性湿H2S介质用碳钢材质应满足下列要求诵: 
 ∠食邸(1)材料是镇静钢; 
 ∠?(2)常温屈服强度≤315MPa揉特、抗拉强度≤590MPa; 
 】?铡(3)碳当量CE<0.40%蹈烷邯,且S≤0.02%够、P≤0.025%巍拦膜、Ni<1%;硼(Boron)含量在0.0005以下龟。 
  同时阀门已经考虑足够的磨损裕量和耐冲刷卢贝,可以根据工况部分覆盖SAF2205侣,机械加工后厚度不小于3mm炔孔,保证阀门的使用性能炮渐,延长阀门的寿命啼。 
  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疼翟诵,锻造的材料致密性及机械性能较好廷帘醇,不存在裂纹递窗,沙眼等瑕疵羡咆锭,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色淬捎,在机械加工和抛光后硬化层的最小厚度不小于0.8mm轿煌,表面硬度不低于HRC62签酿。所有硬化层的粘合力均不小于30000PSI穿。同时阀两端通道采用超音速喷涂型梧甸,有效防止介质对流道的冲刷霞。 
  3 双向密封设计 
  球阀采用双向硬密封结构设计煞苍摊,可承受双向全压差喜吞。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虏窜,从而保证阀座的泄漏标准达到ISO 5208 B级规定谅,阀座后面必须有一个弹性元件屎。阀座后弹簧采用一个Inconel X-750弹簧独特的设计结构奇淬,无论温度和压力如何变化票,它始终给阀座一个推力滑螺妙,使其紧紧地靠在阀球上赂,从而保证阀座泄漏等级斤偷羞。如图1所示赏挪。 
  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绕溉,使用了防颗粒阀座设计佃弊,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枢病,另一方面严密加工的阀座面与阀球紧密磨合星桂羚,提供了一个独特的宽带面密封霉吞陶。 
  5 阀杆硬化处理 
  阀门的阀杆表面采用特殊处理设计疮,保证满足用户的要求;它们具有高强度让、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洞米。同时当扭矩增加到正常值的两倍以上时暮粹富,阀杆不会被扭断分,阀杆最薄弱位置位于阀体之外雾萎时。阀杆的材料采用高强度不锈钢岗,它具有高强度醚骆龟、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牛羚检。而一体化的结构也形成了本质防喷阀杆结构删桐掸。同时阀杆具有足够的直径和强度旅,当扭矩增加到正常值的两倍卡,阀杆不会被扭断舅山催。阀杆与填料及轴承接触部位硬化处理炭点。增强耐蚀耐磨性推癸,延长阀门寿命跋澳。 
  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痕,中间采用模压成型石墨填料寞。填料压板的紧固螺栓设置蝶型弹簧预紧(即活载结构)末淌几,在阀门温度和应力交变中缆啡持,使填料的预紧力得到连续性补偿拧米,杜绝外泄漏识谓。如图2所示班褪。 
  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年里,轴承挤压石墨起绕辣,使柔性石墨紧贴阀杆与主阀体城肚拇,有效防止颗粒性物料进入轴承与填料之间的空腔融蒂,堆积沉淀拐,挤压阀杆造成阀杆卡死小律弘。 
  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富敌驾。固定球阀的阀座为浮动结构首埔蝗,预紧力靠弹簧提供棘惭,若颗粒性介质进入弹簧腔扁,就会把弹簧垫死墟畔,失去弹性害,阀球与阀座摩擦力矩增加挂,直至执行机构无法无法带动阀门鳞孝避,阀门卡死守。如图3所示巢。 
  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枢冻,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辞搂。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纯皖,大大缩短了产品设计周期和试验成本妒,提高设计水平和产品质量屏。 
  10 结语 
  通过选材陛、结构设计耿涕、加工工艺等方面的技术优化加湘奥,改善了耐磨球阀的密封质量傲、耐磨性能侧垮诲,提高了可靠性和使用寿命全武。在实际运行中得到了很好的验证蹈,达到预期效果森吠,具有广泛的推广价值和使用价值管棺。

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