一、浮动球阀
美国MOGAS双金属阀座浮动球球阀,为介质出口端金属密封,阀杆带轴肩防飞出结构,阀座设计为刮刀式。阀门具有自泄压功能,符合抗静电及防火要求,依据NACEMR-0103进行防腐处理,并按需要配置阀门齿轮箱。
1、通径
采用ANSIB16.34标准规定。
2、压力等级
阀门的压力等级符合订货规格及工艺管路等级要求,阀体压力等级不低于法兰等级。
3、连接形式
球阀过程连接为法兰连接或对焊连接,法兰标准依据ANSIB16.5,采用RF法兰连接。对焊连接端部标准依据ANSIB16.25。
4、结构长度
采用ANSIB16.10标准确定阀的结构长度。
5、阀体、阀盖
均选用锻件ASTMA105、ASTMA182F22、A182F347,对于需要防硫化氢的阀门按照NACE要求进行热处理。
6、球体、阀座
球体为不锈钢410SS,表面高速氧火焰喷涂碳化铬合金(涂层耐温815℃),硬度64HRC以上,厚度不小于0.3mm。阀座为Inconel718合金,同样采用喷涂碳化铬合金硬化处理。表面高速氧火焰喷涂碳化铬合金再熔融处理(耐温815℃),涂层耐磨不易脱落。球面硬度64HRC以上,厚度不小于0.3mm。球体与阀座手工配对研磨,密封检验完全满足API598标准要求。阀座锋利的边缘可对球体自刮擦自清洁,防止介质进入球体与阀座的密封面而造成内漏和卡塞现象。
7、碟簧
选用碟形结构弹簧,材料为In-conel718。碟簧的主要作用是为阀座和球体施加一个预紧力,保证球体与阀座紧密结合。当球体、阀座受到热胀发生位移时可有效回缩,防止球体与阀座发生卡塞现象。碟簧后阀座腔倒角处理(角度经流体动力学计算),使固体颗粒不易堆积在阀座后面而影响阀座的有效退让。
8、阀杆
阀杆材料选用17-4PH或A638-660。阀杆设计为双密封并有轴肩防飞出结构,带弹簧预紧的填料压盖结构。阀杆设置有金属密封轴承和填料双重密封。
9、填料
由3个模压成型组合纯石墨环(Chesterton5300)和2个有Inconel合金丝编织成的石墨抗挤压环(Chesterton1601)组成,能承受970℃的高温。填料压盖带有预载碟簧,填料压盖可持续压紧填料不致发生外漏现象。
10、泄漏等级
切断阀的阀瓣和阀座采用金属密封的双向密封形式。金属密封轴承表面硬化处理后手工配对研磨,为压力密封设计,压力越大,密封越紧,可防止固体颗粒进入填料函。泄漏等级符合API598标准要求。
二、固定球阀
德国HARTMANN高压固定球球球阀为金属双向密封,全通径,双流向,3片分体式结构。密封等级为双向ANSIClassⅥ级,阀体及承压部件都采用锻件。阀门依据标准API6D,防火标准API607,同时符合TA-LUFT及USAEPA等标准。阀门为防吹出阀杆设计,防静电设计。阀体材质为DIN1.4470(相当于2205系列双相不锈钢ASTMA8904A),球体材料为DIN1.4462(相当于2205系列双相不锈钢ASTMA182F51)。球体与阀座表面均喷涂有碳化钨或碳化铬,其硬度值达到62~68HRC。对焊端连接的阀门其对焊端坡口符合ASMEB16.25的规定。
1、镀层采用火焰喷涂与热处理技术,在喷涂结束后,再对球体与阀座进行二次处理,即高温加热处理,使得金属材质与镀层材质之间融合,减少不同材质之间的隔阂,然后采用手工研磨的技术,使得球体与阀座的光洁度均衡,保证球体与阀座的表面紧密吻合。镀层有效厚度为0.2~0.5mm。
2、阀座后面设有弹簧组件,弹簧材质为In-conelX750,且阀座前后垫片的密封使得弹簧内腔为封闭式设计,介质中的颗粒无法进入到弹簧内腔中。另外弹簧式的阀座设计,使阀座与球体之间紧密接触,无缝隙,因此避免了颗粒介质进入阀座与球体之间,从而避免了阀座与球体表面的刮伤。阀座的独特设计使得阀座与球体接触部分实际上如刮削的作用,因此在实际操作中,对阀座与球体的接触部分可以进行刀刮的处理。
3、阀门为全通径,上、下游阀座对称式设计,即阀门为双向对称式密封结构,阀门无指定流向。因此在现场安装时,不存在流向问题。
4、阀门的密封等级满足ANSIClassⅥ的标准,完全符合技术要求。
5、所有球阀都有上游、下游两个阀座,阀座与阀体采用分离形式,便于阀座的更换维修。阀座密封面与球体密封面100%接触。
6、阀杆处采用双密封的形式,绝对无外漏。在最大压差下,阀杆的最小横截面能承受操作扭矩。设计还考虑了足够的安全裕量和执行机构的最大输出扭矩。阀杆的最薄弱部分位于阀体之外。
7、阀内腔可自动卸放压力。防火设计,防静电设计与防吹出阀杆设计。
8、阀门额定的压力-温度等级满足ASMEB16.34的规定。
9、阀体和球体等所有接液部件满足NACEMR-0103和NACEMR-0175的要求。阀体腐蚀裕量不小于6mm。
10、阀门与执行机构之间的坚固支架是阀门长期动作性能可靠的保证。
三、球阀浮动球与固定球选型原则
煤制油工艺过程中对阀门提出高温、高压、耐磨、耐腐蚀、耐冲刷、抗热循坏和零泄漏等要求。作为全通径、大流量、低流阻、开关方便等优点的金属密封耐磨球阀将获得快速发展,将逐步从低压、常温到高压、高温,促进了球阀应用范围的扩大和发展。浮动球与固定球耐磨球阀各有特点,各种选型原则只是在一般情况下的应用原则。
随着阀门生产技术的发展,浮动球球阀将可用于高压力工况,固定球球阀也可以用于含固体颗粒介质工况。高温高压金属密封耐磨球阀在煤化工产业的煤制油、煤制烯烃及大型煤化成套系统中的推广应用,可替代进口的同类产品,提升我国高温高压耐磨球阀的技术水平,有效降低企业的设备采购成本。