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2018-03-31

要麓欢嘎:通过研究耐磨球阀的生产制造工艺分必,从阀体选材双岗渺、硬面处理嘛温聪、结构设计嚏缚维、加工工艺等方面进行技术改进吐叭,为提高耐磨球迷使用性能和寿命的研究提供依据吓吗判。 
   耐磨球阀以其特有的优势操铆,广泛应用于煤化工淬悼、多晶硅瘦苛、炼油皮陵、发电厂等领域叮晴,对于同时存在高温摊、高压骇、含固体颗粒介质的场合踌蔚,金属硬密封耐磨球阀是目前被普遍认可的一种阀门街恰。但金属硬密封球阀普遍存在使用寿命低视形闺、内泄露屠辖、操作发生卡涩(或抱死)等现象石唾,面对越来越高的磨损要求贺、强冲蚀等工况慑将,耐磨球阀需要在阀体选材校歧、硬面处理崔李岗、密封设计耽、结构设计痛辱、加工等方面进行相应技术改进樊。 
  1 阀体选材 
  耐磨球阀阀体锻件或铸件材料选用碳钢换、双相钢显齐,酸性湿H2S介质用碳钢材质应满足下列要求僧罕: 
 』康?(1)材料是镇静钢; 
 ∷邸(2)常温屈服强度≤315MPa零阜鸡、抗拉强度≤590MPa; 
 ∠滞焓獭(3)碳当量CE<0.40%节堵,且S≤0.02%谈趟附、P≤0.025%牧、Ni<1%;硼(Boron)含量在0.0005以下陌。 
  同时阀门已经考虑足够的磨损裕量和耐冲刷赔卡晴,可以根据工况部分覆盖SAF2205啃,机械加工后厚度不小于3mm瞧寸,保证阀门的使用性能漠,延长阀门的寿命嚼郸阂。 
  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馆,锻造的材料致密性及机械性能较好粮抛深,不存在裂纹冒僳,沙眼等瑕疵授镁夸,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汗浪,在机械加工和抛光后硬化层的最小厚度不小于0.8mm咐锋,表面硬度不低于HRC62腿筹。所有硬化层的粘合力均不小于30000PSI歇。同时阀两端通道采用超音速喷涂湃,有效防止介质对流道的冲刷赫。 
  3 双向密封设计 
  球阀采用双向硬密封结构设计摔疽,可承受双向全压差祁。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蓝毫,从而保证阀座的泄漏标准达到ISO 5208 B级规定镀嘘,阀座后面必须有一个弹性元件激比。阀座后弹簧采用一个Inconel X-750弹簧独特的设计结构桃锹古,无论温度和压力如何变化娃筛,它始终给阀座一个推力掣敖,使其紧紧地靠在阀球上射,从而保证阀座泄漏等级镐记。如图1所示挛良曹。 
  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板,使用了防颗粒阀座设计闭,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庭丰,另一方面严密加工的阀座面与阀球紧密磨合秘,提供了一个独特的宽带面密封能垄仕。 
  5 阀杆硬化处理 
  阀门的阀杆表面采用特殊处理设计掇惮,保证满足用户的要求;它们具有高强度鸥、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讹。同时当扭矩增加到正常值的两倍以上时靖,阀杆不会被扭断纺谱,阀杆最薄弱位置位于阀体之外悄居。阀杆的材料采用高强度不锈钢任,它具有高强度才颠杆、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刷思。而一体化的结构也形成了本质防喷阀杆结构溜梁。同时阀杆具有足够的直径和强度脓,当扭矩增加到正常值的两倍麻锨吩,阀杆不会被扭断臂轨擒。阀杆与填料及轴承接触部位硬化处理挞防。增强耐蚀耐磨性景,延长阀门寿命残榷。 
  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当,中间采用模压成型石墨填料甭币浆。填料压板的紧固螺栓设置蝶型弹簧预紧(即活载结构)乾既,在阀门温度和应力交变中蹬,使填料的预紧力得到连续性补偿互爸,杜绝外泄漏签。如图2所示忱桶。 
  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半伐井,轴承挤压石墨岔咆,使柔性石墨紧贴阀杆与主阀体没喂,有效防止颗粒性物料进入轴承与填料之间的空腔拍角,堆积沉淀逞,挤压阀杆造成阀杆卡死吴岔。 
  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毯爬蛙。固定球阀的阀座为浮动结构裁搭港,预紧力靠弹簧提供极,若颗粒性介质进入弹簧腔插瓤,就会把弹簧垫死湘疵,失去弹性掣母保,阀球与阀座摩擦力矩增加尚署淮,直至执行机构无法无法带动阀门滩害,阀门卡死坡。如图3所示量受。 
  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劳鲤谅,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慰姜。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沉,大大缩短了产品设计周期和试验成本匙陛邦,提高设计水平和产品质量盒恭。 
  10 结语 
  通过选材豁、结构设计椿守、加工工艺等方面的技术优化擎,改善了耐磨球阀的密封质量急勺权、耐磨性能事穷,提高了可靠性和使用寿命编郸榔。在实际运行中得到了很好的验证撮睛,达到预期效果斥京风,具有广泛的推广价值和使用价值息粗。

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