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高温球阀
高温球阀
产品简介
高温球阀的详细信息:


高温球阀球体及密封环经过特殊硬化处理,采用专利高温合金材料,适用于高温、高压、防腐蚀以及含有固体颗粒物、浆料、纤维等杂质的各种流体的快速切断。耐温850度,零泄露,耐压42MPa. 


我厂(中美合资)研发的高温球阀,引进美国先进球阀工艺,球体及密封环经过特殊硬化处理,采用专利高温合金材料,
适用于高温、高压、防腐蚀以及含有固体颗粒物、浆料、纤维等杂质的各种流体的快速切断。


高温球阀性能特点:


●球体加工采用自动研磨技术,球体及阀座经过特殊硬化处理,
与任何标准阀座配合均能达到严密切断
●防颗粒设计
●防火设计
●防静电设计
●动作灵活,启闭力矩小
●密封性能优异,气体零泄漏
●模块化设计,结构独特,使用寿命长


高温球阀结构型式:


1 延长型
2 蒸汽夹套型


高温球阀标准规格:


●公称通径:1/4B~14B(即DN5~350)
●公称压力:PN1.6、PN4.0、PN6.3、PN10、PN42
ANSI 150#、300#、600#、 900#、1500#、2500#
JIS 10K、JIS 20K、JIS 30K、JIS 40K
●阀体材质:304,WC9,F92,310S,800HT,600,625,GH3128等
●连接方式:法兰式RF、MFM、RTJ;焊接式BW
●流量特性:ON-OFF
●工作温度:-196~+600℃、+600~+850℃(特殊设计)
●阀座允许泄漏量:ANSI CLASS V或零泄漏


高温球阀操作方式:手动,涡轮,气动,电动等

我司中美合资专利高温球阀耐温最高达900度零泄漏超长使用寿命,广泛应用于航天军工和中科院等科研院所。

阀体:采用专利高温高强度合金材料。

阀杆是传递阀门扭矩的关键件,阀杆表面加工的光洁度影响整个阀门的扭矩。提高阀杆表面的硬度,可以减小阀杆的磨损。为此,阀杆采用了精加工、滚压、抛光等工艺。阀杆表面光洁度可达Ra 0.2~Ra0.4,阀杆通过镀镍磷工艺提高了表面硬度。

阀杆上设计了防静电结构,保证了球体与阀杆,以及阀杆与阀体之间的金属连接。符合相关设计标准要求。

高温球阀设计参数如下:

l 公称压力:150Lb-2500Lb;

l 公称通径: 1/2”- 20“ 全通径;

l 泄漏等级:FCI 70.2 VI;

l 设计标准: ASME B16.34,API6D等

l 适用温度:高温型900度。


高温球阀设计标准

设计规范:设计和制造按ASME B16.34;

阀门结构长度按ASME B16.10;

法兰尺寸按ASME B16.5。

参考标准:

API 6D-2008《石油和天然气工业管线输送系统管线阀门》;

API 598-2009《阀门的检查我和试验》 ;

ASTM A182- 2002a《高温用锻制或轧制合金钢法兰、锻制管件、阀门和部件》;

ASTM A193/A-2001b《高温用合金钢和不锈钢栓接材料》;

API Q1-2007《质量纲要规范》;

NACE-MR-0175-2003 《油田设备用抗硫化物应力腐蚀断裂和应力腐蚀裂纹的金属材料》;

API 607  《阀门火烧试验》等。

球体与阀座属于内件,完全暴露与介质之中。阀座与球体之间采用金属硬密封接触。

阀座、球体表面采用先堆焊钴基合金(先热喷钴基合金然后碳化钨再喷钴基合金,厚度达1mm以上,重熔处理),然后钴基表面再采用世界上最先进的“镍包碳化钨超音速热喷涂并重熔工艺”的硬化处理。提高密封面的耐磨性和硬度及抗冲刷性。(注:我司专利特种高温涂层,耐磨耐高温1000度)



阀座刮刀设计,有效切除杂质

NiCr-Cr3C2是一种高硬度、高强度和高耐磨性兼备的高温型硬质合金,它的粒度一般为0.2~1.0μm以下,大部分在0.5μ,m以下,具有硬质合金的高硬度和高速钢的强度。其硬度不小于HRC68,结合强度不小于70。

我司生产的硬密封球阀,阀座、球体表面采用镍基碳化铬超音速热喷涂。厚度可达0.5~0.7mm。以保证密封面不受介质及其中棵粒物的影响;降低表面的摩擦系数,提高表面抗磨损性能,它具有耐磨、减摩、耐热、耐腐蚀、摩擦系数低、防咬合等特点,能改善表面性能,提高寿命。

在喷涂后工件整体进行重熔热处理,减少硬质合金表面的孔隙率,提高涂层致密度,增加喷涂的硬质合金与本体的结合力,与底材更牢固地粘结,使其成为一体。可有效地抑制裂纹的产生和扩展,从而提高涂层的硬度和韧性,并获得适当的硬度/韧性比和降低残余应力提高密封面的硬度和耐磨性。从而具有较高的承载能力。从而大大的提高了阀门的使用受命。



喷涂特种硬质合金,耐磨防高温抱死。

弹簧材料的选择

为了能够满足工况的需求,抗腐蚀,同时又要有良好的机械性能,能够提供密封所需要预紧力,因此采用了inconel X-750合金材料或其他相应高温合金。



高温弹簧以及密封圈

阀杆材料的选择

阀杆的设计与球体分离,便于维修,以及更换密封材料。阀杆与球体连接传递最大扭矩。阀杆可以选用高强度的INCONEL718(或相应的其他高强度耐蚀合金)



阀杆防吹出设计和防静电设计

     阀体与侧体的密封材料选择

阀体与侧体之间选择夹不锈钢石墨缠绕垫,可以起到密封和防火功能。在阀体与侧体之间增设了O型圈,作为一级密封。缠绕垫作为次级密封。

螺栓和螺母的选择

螺栓和螺母选用英科镍合金,适用温度范围:-29~950℃。材料符合NACE 标准要求。

高温球阀结构特点

本球阀通过球体90°旋转打开或关闭,实现管路的联通与切断功能。

阀门通过阀杆上键与执行机构(电动、气动、蜗轮传动、液动或气液联动等)连接。执行机构输出力矩,传递于阀杆,阀杆带动球体旋转90°,实现阀门启闭动作。

球体与阀座圈之间的紧密贴合,以及合理的材料选择与精密的工艺加工,决定了作为截断介质的最佳密封副匹配。

阀座后面的弹性元件提供了阀座与球体之间密封所需要的最小预紧力。同时,阀座圈的密封面设计满足密封所需的必须比压和许用比压。当阀门在环境温度变换时,球体密封面和阀座密封面产生收缩或膨胀,导致密封效果受到影响。此时,阀座后面弹性元件起到自调节功能,将阀座调整到最佳位置,发挥了阀门最佳密封性能。阀座密封面与球体密封面长期磨损的情况下,压缩量逐渐减少,也影响了阀门的密封效果。此时,阀座后面的弹性元件与介质的作用力将阀座推向球面,压缩量得到了一定补偿,阀座起到了活塞作用。此外,当阀腔压力过大时,为了防止中腔截压过载的危险,具有活塞作用的下游阀座,在中腔压力下阀座被推开脱离球面,中腔压力得到泄放,起到了自泄压功能。(要求压力泄放到上游)这也是活塞阀座的另一功能。阀座的结构设计符合API 6D要求。


本球阀结构属于硬密封球阀。阀门为分体式结构,球体与阀座从侧端装入。

阀体:采用高温合金钢材料。化学成分和机械性能符合ASME 标准要求。



阀杆高温散热片设计

阀杆是传递阀门扭矩的关键件,阀杆表面加工的光洁度影响整个阀门的扭矩。提高阀杆表面的硬度,可以减小阀杆的磨损。为此,阀杆采用了精加工、滚压、抛光等工艺。阀杆表面光洁度可达Ra 0.2~Ra0.4。

阀杆上设计了防静电结构,保证了球体与阀杆,以及阀杆与阀体之间的金属连接。符合相关设计标准要求。  

球体与阀座的加工是整个阀门密封性能的关键。球体和阀座采用高温合金锻件材料加工而成,球面和阀座密封面先堆焊钴基合金,然后超音速喷焊混合硬质合金。球体在加工中严格控制了球面的圆度,达到0.005mm。球体和阀座密封面喷涂层加厚。密封表面采用High velocity oxy-fuel (HVOF)超音速喷焊之后,利用Spray and fuse (S&F)重熔技术,增强了硬质合金与基体之间的结合力。

球体与阀座使用专用设备进行配对研磨。装配之前,再经过技师们的手工研磨和测试,使密封面的光洁度可达0.2以上,以保证球体密封面和阀座密封面100% 接触。从而使泄漏等级达到FCI 70-2 VI级(ASME B16.104)。

这种球面与阀座密封面材料匹配以及特殊的密封面加厚层工艺,保证了阀门长寿命特点。


 


固定球阀的阀座次密封以及阀杆密封的设计,引进了国际先进的唇形密封座(Lipseal)。并结合了自身多年的特种阀门设计研发经验,以及各类金属密封圈的研制经验(如:金属C型圈,空心金属O型圈,金属U型圈等),将其改进,达到了更优密封效果。我公司称其密封圈为:U型弹簧蓄能增压密封圈。
U型弹簧蓄能增压密封圈,采用了金属U型圈外面包覆PTFE或PCTFE作为密封材料。取代了使用螺旋弹簧做骨架的唇形密封座(Lipseal),避免了重叠或焊接连接而导致的受力不均现象。U型弹簧蓄能增压密封圈在不同的温度与压力下,经过反复验证,表明受力均匀,密封良好。如下图:


U型弹簧蓄能增压密封圈作为阀座后次级密封,可以实现阀座DBB(或DIB)的功能,符合API 6D设计要求。 

阀门在温度剧烈变化中,U型弹簧蓄能增压密封圈可以根据压力与温度的变化自身调节,同时还降低了阀门的扭矩。介质的压力结合金属圈的弹性蓄能为密封比压提供了最小预紧力。巧妙地结构设计,大大的延长了阀门的使用寿命。 

阀门阀杆与填料处设计多重密封组合,既设计了柔性石墨防火填料密封,又增加了U型弹簧蓄能增压密封圈,并O型圈辅助密封。保证了阀门填料泄漏等级满足MESC SPE 77/312微泄露试验。



阀杆填料密封,高温型采用高温石墨与陶瓷纤维组



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