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2018-03-31

要搂叔鹊:通过研究耐磨球阀的生产制造工艺沪泼罚,从阀体选材替、硬面处理倒谁、结构设计诺、加工工艺等方面进行技术改进惋,为提高耐磨球迷使用性能和寿命的研究提供依据施撂良。 
   耐磨球阀以其特有的优势系回乳,广泛应用于煤化工灌秘、多晶硅裸、炼油捻、发电厂等领域摆袱,对于同时存在高温据淡搂、高压剖锤、含固体颗粒介质的场合嫌杏莽,金属硬密封耐磨球阀是目前被普遍认可的一种阀门恋翱搜。但金属硬密封球阀普遍存在使用寿命低促拔、内泄露么、操作发生卡涩(或抱死)等现象墓,面对越来越高的磨损要求举阶、强冲蚀等工况蔬目强,耐磨球阀需要在阀体选材谋椿、硬面处理隧、密封设计暴喂、结构设计啃、加工等方面进行相应技术改进拱樊赣。 
  1 阀体选材 
  耐磨球阀阀体锻件或铸件材料选用碳钢宪疥墙、双相钢患念睹,酸性湿H2S介质用碳钢材质应满足下列要求侣读些: 
 ∷住(1)材料是镇静钢; 
 ⊥尽(2)常温屈服强度≤315MPa翠、抗拉强度≤590MPa; 
 ±馈(3)碳当量CE<0.40%狮坤,且S≤0.02%虾、P≤0.025%拼、Ni<1%;硼(Boron)含量在0.0005以下为。 
  同时阀门已经考虑足够的磨损裕量和耐冲刷苇蹬,可以根据工况部分覆盖SAF2205茨苔,机械加工后厚度不小于3mm通,保证阀门的使用性能扩,延长阀门的寿命拷堪晃。 
  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卫坦,锻造的材料致密性及机械性能较好缮雇喊,不存在裂纹赤污,沙眼等瑕疵俯缅,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榔档,在机械加工和抛光后硬化层的最小厚度不小于0.8mm固绊,表面硬度不低于HRC62佬刻汕。所有硬化层的粘合力均不小于30000PSI博卤。同时阀两端通道采用超音速喷涂嘛篓,有效防止介质对流道的冲刷题梆建。 
  3 双向密封设计 
  球阀采用双向硬密封结构设计空戊爬,可承受双向全压差岸昂犊。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祥,从而保证阀座的泄漏标准达到ISO 5208 B级规定苯,阀座后面必须有一个弹性元件咀。阀座后弹簧采用一个Inconel X-750弹簧独特的设计结构崔,无论温度和压力如何变化身孰词,它始终给阀座一个推力尺淀颗,使其紧紧地靠在阀球上显,从而保证阀座泄漏等级耻士故。如图1所示辟炕。 
  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道,使用了防颗粒阀座设计胆仍炭,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策,另一方面严密加工的阀座面与阀球紧密磨合灌筒花,提供了一个独特的宽带面密封媳。 
  5 阀杆硬化处理 
  阀门的阀杆表面采用特殊处理设计玖儒挛,保证满足用户的要求;它们具有高强度哦枢梆、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桅零。同时当扭矩增加到正常值的两倍以上时赔牵莽,阀杆不会被扭断俄,阀杆最薄弱位置位于阀体之外宏贝层。阀杆的材料采用高强度不锈钢脊脆,它具有高强度阀杰、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触会。而一体化的结构也形成了本质防喷阀杆结构目布。同时阀杆具有足够的直径和强度啡,当扭矩增加到正常值的两倍嗽聘礁,阀杆不会被扭断潘。阀杆与填料及轴承接触部位硬化处理欧克。增强耐蚀耐磨性卉卿,延长阀门寿命檬睦。 
  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诡淑手,中间采用模压成型石墨填料魔肖霜。填料压板的紧固螺栓设置蝶型弹簧预紧(即活载结构)坤守,在阀门温度和应力交变中肝麓,使填料的预紧力得到连续性补偿忌,杜绝外泄漏汗。如图2所示泊。 
  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膛,轴承挤压石墨苫揽廖,使柔性石墨紧贴阀杆与主阀体币佩,有效防止颗粒性物料进入轴承与填料之间的空腔捻倪,堆积沉淀肪判潍,挤压阀杆造成阀杆卡死鬼赁叛。 
  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旗。固定球阀的阀座为浮动结构另凭边,预紧力靠弹簧提供弥蒂,若颗粒性介质进入弹簧腔赶环上,就会把弹簧垫死荷舍,失去弹性侗,阀球与阀座摩擦力矩增加纲垮茨,直至执行机构无法无法带动阀门梨皑,阀门卡死痘外。如图3所示抖抹愁。 
  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刊,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柯魏。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蕉拖瓜,大大缩短了产品设计周期和试验成本聚,提高设计水平和产品质量辈氯晦。 
  10 结语 
  通过选材举爆剔、结构设计想俄、加工工艺等方面的技术优化拍,改善了耐磨球阀的密封质量曹逻艘、耐磨性能操说,提高了可靠性和使用寿命卿。在实际运行中得到了很好的验证散会磺,达到预期效果垢世,具有广泛的推广价值和使用价值灸休。

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