浙江摩根閥門有限公司
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哈氏合金球閥技�(shù)說明
哈氏合金球閥技�(shù)說明浙江摩根閥門有限公司
一�哈氏合金球閥適用范圍
本技�(shù)方案介紹適用于:
針對主體材料選用哈氏合金的金屬硬密封球閥的技�(shù)方案�
(要加上為什么選用球閥的原因,從�(jié)�(gòu)流道�(yōu)勢和流體力學(xué)及沖刷腐蝕入手說明)
�� 哈氏合金球閥�(chǎn)品特�(diǎn)
浙江摩根閥門有限公司�(jié)合多年的研制與生�(chǎn)�(jīng)�(yàn),對管線球閥已擁有了豐富的設(shè)�(jì)與制造經(jīng)�(yàn),是管線球閥的專�(yè)制造廠�。管線球閥是我公司的主導(dǎo)�(chǎn)品之一,可靠的�(chǎn)品質(zhì)�,滿意的售后服務(wù),使我公司先后成為了中石油、中石化的合格供�(yīng)�。在長輸管線,石�、天然氣工業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的運(yùn)��
我公司設(shè)�(jì)制造的管線球閥一般分為:分體式軟密封管線球閥、分體式金屬硬密封管線球閥和全焊接管線球�。分體式管線球閥通過高強(qiáng)度螺栓連接�(cè)體與閥體。全焊接管線球閥通過焊接方式將側(cè)體與閥體連接。球體都采用固定式結(jié)�(gòu),閥座采用浮動式�(shè)�(jì)�
分體式管線球閥通過螺栓連接�(cè)體與閥體,便于安裝于維修。設(shè)�(jì)�(biāo)�(zhǔn)符合API 6D�(biāo)�(zhǔn),主體材料的溫度與壓力選擇以及最小壁厚的�(shè)�(jì)符合ASTM B 16.34�(biāo)�(zhǔn)�(guī)�。為了保證產(chǎn)品的�(zhì)量與�(shè)�(jì)的合理�,產(chǎn)品設(shè)�(jì)利用SOLIDWORKS建立模型,用ANSYS有限元分�,并不斷�(yōu)化設(shè)�(jì)。確保了�(chǎn)品的可靠�、經(jīng)�(jì)性以及安全��
為更好實(shí)�(xiàn)�(chǎn)品的高性能,對�(chǎn)品材料的化學(xué)成分�(yán)格控�,零部件制造采用數(shù)控加�,并精確的尺寸檢測與�(yán)格的工藝要求�
本閥門具有雙向密封功能,任何一�(cè)都可以承受全壓差,截?cái)嘟橘|(zhì),并體現(xiàn)較佳密封性能。實(shí)�(xiàn)管路的連接與切斷功��
分體式管線球閥在閥桿與填料箱密封處設(shè)�(jì)了注脂閥,以及在閥座與側(cè)體處�(shè)�(jì)了注脂閥,起到了二次緊急密封作用,延長了閥門的使用壽��
閥門具有防火防靜電結(jié)�(gòu),發(fā)生火�(zāi)�,閥門在大火中溫度異常升高,內(nèi)部軟密封材料被燒毀,此�,閥門金屬密封�(jié)�(gòu)起到了輔助密封作�,能夠有效的控制介質(zhì)的泄漏量。閥門防火�(shè)�(jì)完全滿足API 607的規(guī)范要求。閥門開啟與關(guān)閉動作過�,球體與閥座之間有相對摩�,同時產(chǎn)生靜�,對于輸送易燃易爆介�(zhì)存在很大的潛在危�(xiǎn)。閥門防靜電結(jié)�(gòu)可以有效的將球體與閥座之間產(chǎn)生的靜電�(dǎo)�。避免了危險(xiǎn)的發(fā)生。閥門防靜電結(jié)�(gòu)�(shè)�(jì)符合的規(guī)定�
閥門的執(zhí)行機(jī)�(gòu)可以選擇氣動、電�、蝸輪以及氣液聯(lián)動或電液�(lián)動等。也可以按照客戶的特殊要求�

�� 哈氏合金球閥方案介紹
1、設(shè)�(jì)參數(shù)如下�
l 公稱壓力�900Lb;(按客戶要求)
l 公稱通徑� 2”全通徑;(按客戶要求)
l 主體材料�hastelloy C-276�
l �(nèi)件材料: hastelloy C-276+鈷基+碳化鎢;(球閥用Hastelloy G30�
l 連接形式:按照客戶要��
l �(jié)�(gòu)長度:按照客戶要求;
l 泄漏等級�FCI 70.2 VI�
l �(shè)�(jì)�(biāo)�(zhǔn)� ASME B16.34,API6D�
l 適用溫度:常��
2�哈氏合金球閥�(shè)�(jì)�(biāo)�(zhǔn)
�(shè)�(jì)�(guī)范:�(shè)�(jì)和制造按ASME B16.34�
閥門�(jié)�(gòu)長度�ASME B16.10�
法蘭尺寸�ASME B16.5�
參考標(biāo)�(zhǔn)�
API 6D-2008�石油和天然氣工業(yè)管線輸送系�(tǒng)管線閥門��
API 598-2009《閥門的檢查我和試�(yàn)� �
ASTM A182- 2002a《高溫用鍛制或軋制合金鋼法蘭、鍛制管�、閥門和部件��
ASTM A193/A-2001b《高溫用合金鋼和不銹鋼栓接材料��
API Q1-2007《質(zhì)量綱要規(guī)范��
NACE-MR-0175-2003 《油田設(shè)備用抗硫化物�(yīng)力腐蝕斷裂和�(yīng)力腐蝕裂紋的金屬材料��
API 607 《閥門火燒試驗(yàn)》等�
(填上哈氏合金標(biāo)�(zhǔn)號)
3�哈氏合金球閥材料的選�
根據(jù)氫氣特�,閥門主要部件材料選擇如下�
閥體、側(cè)�、:Hastelloy C-276�
球體�Hastelloy C-276+鈷基+碳化��
閥座�Hastelloy C-276+鈷基+碳化��(球閥用Hastelloy G30�
閥桿�XM-19�
彈簧�Inconel X-750�(這二�(xiàng)與介�(zhì)接觸,抗腐蝕能力是否可行?)
緊固件:B7+噴氟�
中法蘭密封材料:石墨+O型圈(氟橡膠��(數(shù)�(jù)表要求在250°C下穩(wěn)定動行,氟橡膠可行否?)
球體與閥座屬于內(nèi)件,完全暴露與介�(zhì)之中。閥座與球體之間采用金屬硬密封接觸�
閥座、球體表面采�先堆焊鈷基合�(先熱噴鈷基合金然后碳化鎢再噴鈷基合金,厚度達(dá)1mm以上,重熔處�)�然后鈷基表面再采用世界上最先�(jìn)�“鎳包碳化鎢超音速熱噴涂并重熔工�”的硬化處��提高密封面的耐磨性和硬度及抗沖刷��
WC是一種高硬度、高�(qiáng)度和高耐磨性兼?zhèn)涞挠操|(zhì)合金,它的粒度一般為0.2�1.0µm以下,大部分�0.5µ,m以下,具有硬�(zhì)合金的高硬度和高速鋼的強(qiáng)�。其硬度不小�HRC68��(jié)合強(qiáng)度不小于70�
本公司生�(chǎn)的硬密封球閥,閥�、球體表面采用鎳包碳化鎢(在Ni60中加入一定比碳化鎢)超音速熱噴涂。厚度可�(dá)0.5�0.8mm。以保證密封面不受介�(zhì)及其中棵粒物的影�;降低表面的摩擦系數(shù),提高表面抗磨損性能,它具有耐磨、減�、耐熱、耐腐�、摩擦系�(shù)�、防咬合等特�(diǎn),能改善表面性能,提高壽命�


在噴涂后工件整體�(jìn)行重熔熱處理,減少硬�(zhì)合金表面的孔隙率,提高涂層致密度,增加噴涂的硬質(zhì)合金與本體的�(jié)合力,與底材更牢固地粘結(jié),使其成為一�??捎行У匾种屏鸭y的產(chǎn)生和�(kuò)�,從而提高涂層的硬度和韌�,并獲得適當(dāng)?shù)挠捕?韌性比和降低殘余應(yīng)力提高密封面的硬度和耐磨性。從而具有較高的承載能力。從而大大的提高了閥門的使用受命�
(噴涂表面含球流道和閥座流道,沖刷和腐蝕共同做用�,從沒有硬化的表面開始)
彈簧材料的選�
為了能夠滿足工況的需�,抗氫腐蝕,同時又要有良好的�(jī)械性能,能夠提供密封所需要預(yù)緊力,因此采用了inconel X-750合金材料�
閥桿材料的選�
閥桿的設(shè)�(jì)與球體分�,便于維�,以及更換密封材�。閥桿與球體連接傳遞最大扭�。閥桿可以選用高�(qiáng)度的XM-19�耐腐蝕上可能不行�,表面鍍ENP,提高硬��
閥體與側(cè)體的密封材料選擇
閥體與側(cè)體之間選擇夾不銹鋼石墨纏繞墊,可以起到密封和防火功能。在閥體與側(cè)體之間增�(shè)�O型圈(諾是金屬的可以,橡膠類O形圈可能溫度上不可以��作為一級密�。纏繞墊作為次級密封。如下圖所示:

螺栓和螺母的選擇
螺栓和螺母選�ASTM A193-B8M和ASTM A194-8M,適用溫度范圍:-29~180�。材料符合NACE �(biāo)�(zhǔn)要求�
4�哈氏合金球閥�(shè)�(jì)方案�(jié)�(gòu)示意�

5�哈氏合金球閥�(jié)�(gòu)特點(diǎn)
本球閥通過球體90°旋轉(zhuǎn)打開或關(guān)�,實(shí)�(xiàn)管路的聯(lián)通與切斷功能�
閥門通過閥桿上鍵與執(zhí)行機(jī)�(gòu)(電�、氣動、蝸輪傳�、液動或氣液�(lián)動等)連接。執(zhí)行機(jī)�(gòu)輸出力矩,傳遞于閥桿,閥桿帶動球體旋�(zhuǎn)90°,實(shí)�(xiàn)閥門啟閉動作�
球體與閥座圈之間的緊密貼合,以及合理的材料選擇與精密的工藝加工,決定了作為截?cái)嘟橘|(zhì)的最佳密封副匹配�
閥座后面的彈性元件提供了閥座與球體之間密封所需要的最小預(yù)緊力。同�,閥座圈的密封面�(shè)�(jì)滿足密封所需的必須比壓和許用比壓。當(dāng)閥門在環(huán)境溫度變換時,球體密封面和閥座密封面�(chǎn)生收縮或膨脹,導(dǎo)致密封效果受到影�。此時,閥座后面彈性元件起到自�(diào)節(jié)功能,將閥座�(diào)整到最佳位�,發(fā)揮了閥門最佳密封性能。閥座密封面與球體密封面長期磨損的情況下,壓縮量逐漸減少,也影響了閥門的密封效�。此時,閥座后面的彈性元件與介質(zhì)的作用力將閥座推向球�,壓縮量得到了一定補(bǔ)償,閥座起到了活塞作�。此外,�(dāng)閥腔壓力過大�,為了防止中腔截壓過載的危險(xiǎn),具有活塞作用的下游閥座,在中腔壓力下閥座被推開脫離球面,中腔壓力得到泄放,起到了自泄壓功能�(要求壓力泄放到上游�這也是活塞閥座的另一功能。閥座的�(jié)�(gòu)�(shè)�(jì)符合API 6D要求�
本球閥結(jié)�(gòu)屬于硬密封球�。閥門為分體式�(jié)�(gòu),球體與閥座從側(cè)端裝��
閥體:采用哈氏合金鍛鋼材�?;瘜W(xué)成分和機(jī)械性能符合ASME �(biāo)�(zhǔn)要求�
閥桿是傳遞閥門扭矩的關(guān)鍵件,閥桿表面加工的光潔度影響整個閥門的扭�。提高閥桿表面的硬度,可以減小閥桿的磨損。為�,閥桿采用了精加�、滾�、拋光等工藝。閥桿表面光潔度可達(dá)Ra 0.2~Ra0.4,閥桿通過鍍鎳磷工藝提高了表面硬度�
閥桿上設(shè)�(jì)了防靜電�(jié)�(gòu),保證了球體與閥桿,以及閥桿與閥體之間的金屬連接。符合相�(guān)�(shè)�(jì)�(biāo)�(zhǔn)要求�

球體與閥座的加工是整個閥門密封性能的關(guān)�。球體和閥座采用鍛件材料加工而成�球面和閥座密封面先堆焊鈷基合金,然后超音速噴焊混合硬�(zhì)合金�球體在加工中�(yán)格控制了球面的圓�,達(dá)�0.005mm。球體和閥座密封面噴涂層加厚。密封表面采�High velocity oxy-fuel (HVOF)超音速噴焊之�,利�Spray and fuse (S&F)重熔技�(shù),增�(qiáng)了硬�(zhì)合金與基體之間的�(jié)合力�
球體與閥座使用專用設(shè)備�(jìn)行配對研�。裝配之�,再�(jīng)過技師們的手工研磨和測試,使密封面的光潔度可達(dá)0.2以上,以保證球體密封面和閥座密封�100% 接觸。從而使泄漏等級�(dá)到FCI 70-2 VI級(ASME B16.104��
這種球面與閥座密封面材料匹配以及特殊的密封面加厚層工�,保證了閥門長壽命特�(diǎn)�

固定球閥的閥座次密封以及閥桿密封的設(shè)�(jì),引�(jìn)了國際先�(jìn)的唇形密封座�Lipseal�。并�(jié)合了自身多年的特種閥門�(shè)�(jì)研發(fā)�(jīng)�(yàn),以及各類金屬密封圈的研制經(jīng)�(yàn)(如:金屬C型圈,空心金屬O型圈,金屬U型圈等),將其改�(jìn),達(dá)到了更優(yōu)密封效果。我公司稱其密封圈為:U型彈簧蓄能增壓密封圈,并向國家專利局申報(bào)了實(shí)用型專利�
浙江摩根閥門有限公司自主研發(fā)�U型彈簧蓄能增壓密封圈,采用了金屬U型圈外面包覆PTFE或PCTFE作為密封材料。取代了使用螺旋彈簧做骨架的唇形密封座(Lipseal�,避免了重疊或焊接連接而導(dǎo)致的受力不均�(xiàn)象。U型彈簧蓄能增壓密封圈在不同的溫度與壓力下,經(jīng)過反�(fù)�(yàn)�,表明受力均�,密封良好。如下圖�

U型彈簧蓄能增壓密封圈作為閥座后次級密�,可以實(shí)�(xiàn)閥座DBB(或DIB)的功能,符合API 6D�(shè)�(jì)要求�
閥門在溫度劇烈變化中�U型彈簧蓄能增壓密封圈可以根據(jù)壓力與溫度的變化自身�(diào)節(jié),同時還降低了閥門的扭矩。介�(zhì)的壓力結(jié)合金屬圈的彈性蓄能為密封比壓提供了最小預(yù)緊力。巧妙地�(jié)�(gòu)�(shè)�(jì),大大的延長了閥門的使用壽��
閥門閥桿與填料處�(shè)�(jì)多重密封組合,既�(shè)�(jì)了柔性石墨防火填料密�,又增加�U型彈簧蓄能增壓密封圈��O型圈輔助密封�保證了閥門填料泄漏等級滿足MESC SPE 77/312微泄露試�(yàn)。密封結(jié)�(gòu)詳見小樣��
6��(zhí)行機(jī)�(gòu)的選�
分體式固定硬密封球閥的結(jié)�(gòu)�(shè)�(jì),可以滿足客戶對不同�(zhí)行機(jī)�(gòu)的要��
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