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2018-03-31

要糖香:通过研究耐磨球阀的生产制造工艺薯首,从阀体选材酬凯粕、硬面处理锚懈列、结构设计徽烽、加工工艺等方面进行技术改进恳,为提高耐磨球迷使用性能和寿命的研究提供依据适先。 
   耐磨球阀以其特有的优势苍朝搂,广泛应用于煤化工舌疥、多晶硅逃、炼油孪枷敦、发电厂等领域凡,对于同时存在高温釜抨、高压困、含固体颗粒介质的场合顿案,金属硬密封耐磨球阀是目前被普遍认可的一种阀门邓菱。但金属硬密封球阀普遍存在使用寿命低粗擦、内泄露革冷蔡、操作发生卡涩(或抱死)等现象度募翻,面对越来越高的磨损要求潜弟热、强冲蚀等工况汰囊,耐磨球阀需要在阀体选材划床姑、硬面处理断、密封设计超、结构设计届毋、加工等方面进行相应技术改进穷。 
  1 阀体选材 
  耐磨球阀阀体锻件或铸件材料选用碳钢维蹦题、双相钢形健,酸性湿H2S介质用碳钢材质应满足下列要求孙竣恕: 
 ∷拧(1)材料是镇静钢; 
 ∏嵯沤骸(2)常温屈服强度≤315MPa革揉疆、抗拉强度≤590MPa; 
 ⊥衔咽А(3)碳当量CE<0.40%敌,且S≤0.02%尽欺、P≤0.025%武娩探、Ni<1%;硼(Boron)含量在0.0005以下家新苇。 
  同时阀门已经考虑足够的磨损裕量和耐冲刷淳,可以根据工况部分覆盖SAF2205隶筛藏,机械加工后厚度不小于3mm羚害,保证阀门的使用性能爬廖,延长阀门的寿命扛。 
  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芳窘,锻造的材料致密性及机械性能较好饯冀市,不存在裂纹坞,沙眼等瑕疵巢,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淖咎,在机械加工和抛光后硬化层的最小厚度不小于0.8mm稍沥广,表面硬度不低于HRC62罢统。所有硬化层的粘合力均不小于30000PSI廓枚。同时阀两端通道采用超音速喷涂领碌,有效防止介质对流道的冲刷刹蚀。 
  3 双向密封设计 
  球阀采用双向硬密封结构设计敢,可承受双向全压差溅摆。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梁棋,从而保证阀座的泄漏标准达到ISO 5208 B级规定堤晤溺,阀座后面必须有一个弹性元件棱哩。阀座后弹簧采用一个Inconel X-750弹簧独特的设计结构沤,无论温度和压力如何变化琶烷会,它始终给阀座一个推力际,使其紧紧地靠在阀球上桶辜,从而保证阀座泄漏等级协。如图1所示壁盼。 
  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石,使用了防颗粒阀座设计胯晒,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颁度,另一方面严密加工的阀座面与阀球紧密磨合拭,提供了一个独特的宽带面密封伪揩溃。 
  5 阀杆硬化处理 
  阀门的阀杆表面采用特殊处理设计峨挎,保证满足用户的要求;它们具有高强度茂俊、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收。同时当扭矩增加到正常值的两倍以上时拔嫉蓝,阀杆不会被扭断说们,阀杆最薄弱位置位于阀体之外馁徐。阀杆的材料采用高强度不锈钢椽颅考,它具有高强度切参甭、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睛蜂。而一体化的结构也形成了本质防喷阀杆结构媒济。同时阀杆具有足够的直径和强度寞斗抨,当扭矩增加到正常值的两倍莽忙,阀杆不会被扭断加蚀。阀杆与填料及轴承接触部位硬化处理岔琳。增强耐蚀耐磨性惕艰,延长阀门寿命默讳。 
  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酵封,中间采用模压成型石墨填料高改。填料压板的紧固螺栓设置蝶型弹簧预紧(即活载结构)瞎,在阀门温度和应力交变中喘亥翰,使填料的预紧力得到连续性补偿玲,杜绝外泄漏试。如图2所示蹦抹模。 
  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思坊,轴承挤压石墨渐盛宽,使柔性石墨紧贴阀杆与主阀体非霞恰,有效防止颗粒性物料进入轴承与填料之间的空腔朔,堆积沉淀恢奇诽,挤压阀杆造成阀杆卡死姓亭。 
  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彪勺桓。固定球阀的阀座为浮动结构漆描登,预紧力靠弹簧提供誊,若颗粒性介质进入弹簧腔毋炼闷,就会把弹簧垫死佬竟忻,失去弹性玛孟,阀球与阀座摩擦力矩增加随慷坟,直至执行机构无法无法带动阀门互示,阀门卡死手祁茬。如图3所示率泼。 
  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算迸皮,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烩。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京昏矢,大大缩短了产品设计周期和试验成本茬方泞,提高设计水平和产品质量河离。 
  10 结语 
  通过选材挠你、结构设计示、加工工艺等方面的技术优化剐安湿,改善了耐磨球阀的密封质量聘绅、耐磨性能阂,提高了可靠性和使用寿命苛。在实际运行中得到了很好的验证和挨,达到预期效果芹温叔,具有广泛的推广价值和使用价值律题。

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