煤化工用金属密封球阀的选型及应用_王树宏
煤化工用阀
简介
4 阀门（旋转类）
偏心旋转阀 规格：DN100 ANSI300 使用工况：黑水（齐鲁二化） 运行时间：已平稳运行一年 说明：原来使用一周，阀芯、座 即被冲刷坏，阀体被冲刷出一个 洞。
4 阀门（插板阀）
简图
5 要求、建议
齐鲁石化角阀整机
阀芯
过流体力学模拟研 究、试验，优化阀门 流道结构，减少阀门 振动、减轻对内件表 面的冲刷。 具体指标: 1 通过振动试验，建 立振动频率与阀门设 计参数的数据库 。 2 通过流体模拟冲刷 试验，获得磨损数据 。
通过替代国外先进产品 ，开发具有自主知识产 权的新一代产品，，填 补国内空白，减少对国 外产品的依赖，降低用 户使用成本。
目前使用情况
1）煤化工装置关键阀门基本依靠进口，由于进口阀门价格昂贵，使用寿命短，由于 维修更换频繁停车。制造厂远离中国，售后服务困难，造成用户的损失，成为煤化 工装置正常运行的“瓶颈”。 2）以神华煤制油为例，每运行1~3个月，就需停车检修。关键设备（控制阀）冲刷、 腐蚀严重。停车一天，损失在二、三百万元。控制阀是制约正常运行的“卡脖子” 设备 。 3）损坏的煤化工阀照片
C
喷涂WC
喷涂WC等高 硬度材料、解 决煤化工装置 中灰水阀等低 端控制阀冲刷 、腐蚀问题。
D
阀门结构、振 动研究
厂校联合 从流体力学角 度研究、解决 阀门结构合理 性设计和振动 对阀门性能及 阀件破坏的影 响因素。
3 硬化处理方式介绍
完成指标
通过激光熔敷、渗硼 、表面喷涂等手段使 阀门使用寿命由目前 的900小时左右提高 到8000小时以上。 具体指标： 1 表面硬度HRC70以 上。 2 涂层厚度5mm左右 。 3 渗层厚度100um。 4 使用温度500度以上 。
煤化工黑水系统工艺以及阀门应用
我国的能源结构决定了在未来相当长的一段时间内，能源仍是以煤炭为主。
而煤炭资源的清洁高效利用则是需要更加深化推进的发展方向。
煤化工是指以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。
主要包括煤的气化、液化、干馏，以及焦油加工和电石乙炔化工等。
其工艺固有的介质高温、高流速、高压差、高腐蚀性、流体高含固量等工艺特点，对阀门的工况适应性以及整体寿命等提出了严峻的挑战。
尤其煤化工行业里气化炉黑水、灰水等严苛工况的介质中含有较高硬度及含量的固态颗粒、腐蚀性组分，对调节阀耐腐蚀、抗冲刷性能及整体寿命要求越来越高，所以这类严苛工况的阀门提高耐腐蚀抗冲刷性能，延长平均无故障周期和整体寿命成为了煤化工工业调节阀急需突破的难题。
黑水处理是煤化工中最重要的环节之一。
该步骤主要是将合成气洗涤废水和液渣水浴后的废水，回收并重新循环使用，保证粗合成气质量合格。
因此，黑水处理系统能否高效、稳定运行，制约着煤气化生产的稳定和长周期运行。
什么是黑水黑水是从气化炉、水洗塔、渣池排除的冲洗水，灰水是黑水经闪蒸、过滤、澄清后形成的水，大部分灰水经脱氧处理后循环使用。
黑水介质中的固体含量大且硬度比较高（一般在1000ppm 以上），当黑水介质中固体悬浮物的浓度很高时，固体悬浮物会诱发黑水中的碳酸钙等结晶，从而堵塞管道及阀门的通道。
煤化工黑水主要指煤气化系统形成的带有煤渣的固、液混合物，混合物中大部分是液体。
黑水介质具有高悬浮物、高温、高碱、高硬度等特点，且含有氨、氯离子、硫化氢、磷酸等强腐蚀介质，同时还有气化反应所产生的高硬度的固体颗粒，固体颗粒的含量最多可达到4%。
固体颗粒沉积后经常堵塞阀门节流口处，在节流口处流体混杂着硬度较高的固体颗粒高速运动，所以对阀芯、阀座等阀门关键零部件的冲蚀严重。
工艺介绍黑水处理是将来自激冷罐、湿洗塔和除渣系统的废水和系统的雨水污水等回收处理再循环利用的水处理系统。
主要包括合成气洗涤系统、锁斗系统，合成气初步净化单元和黑水处理系统4个部分。
煤液化装置金属硬密封耐磨球阀喷涂方法及材料的选择
材 料 与焊 接
Ｐ 化 设ｃａｌＥｑｕ２８Ｔ（ ・ 石ｒｏ—工ｍ备 术ｉ０ｎｔ９）５・ 油 Ｃｈｅ ｉ 技 ，０２ｅ ｈｎｏｌ８ ， ４ ｏｇｙ ｅ ｔ ｐ ｅ ｃ ｍ
煤 液 化 装 置 金 属 硬 密 封 耐磨 球 阀 喷 涂 方 法及 材 料 的选 择
火焰 喷 涂 、 离 子 喷涂 、 音 速 喷涂 等 几 种 方法 ， 等 超
其 主要 特点 见 表 １ 。
对 于不 含 固体颗 粒 冲蚀 和磨损 的管 道 阀门 内 件 、 封 面 ， 氮 化 处 理后 具 备 良好 的抗 擦 伤 性 密 经
理 的基体 表 面形 成涂层 的方法 。常用 的等 离子气
关键词 ： 金属硬 密封耐磨球 阀； 喷涂方法 ； 涂层硬度 ； 层厚度 ； 涂 结合强Байду номын сангаас
中 图分 类 号 ： Ｅ ７ 文 献标 识码 ： 文 章编 号 ：０ ６８ ０ （０ ８ ０ —０ ８０ Ｔ ９４ Ｂ １ ０ —８ ５ ２ ０ ）４０ ５ —３
随着 石油 资 源 的减 少 ， 以煤 为原 料 制 取 液体
火焰 喷 涂喷 出 的颗粒 速度 较小 ， 焰温 度较 低 ， 火 涂
用下 ， 合成 气转 化 为液 体 燃 料 的 间接 煤 液 化 项 将 目。煤液 化装 置 中除 了存 在 有 高 温 、 压 和 临 氢 高
的操 作工 况外 ， 有存 在水煤 浆 、 还 油煤 浆 、 水 、 黑 灰
水 和 气 固液三 相介 质工 况 ， 仅对 阀门的 阀体 、 不 内 件 及 密封 面具 有 较 大 的 冲蚀 和 磨 蚀 ， 且其 苛 刻 而 的介质 条件 更会 引起 阀门 同时出 现结焦 、 磨损 、 腐
能， 但表 面 的硬度 值 随着其 厚度 减 薄而 明显下 降 ，
化工部标准阀门
化工部标准阀门
化工部标准阀门是一类用于工业生产中的阀门，广泛应用于石化、煤化工、化工制药、食品饮料、船舶制造等领域。
此类阀门具有耐高温、耐酸碱腐蚀、密封可靠、使用寿命长等特点，是确保工业生产安全与稳定的关键元件之一。
化工部标准阀门分为多种类型，包括截止阀、球阀、蝶阀、调节阀、止回阀等，其中以截止阀和球阀的应用最广泛。
截止阀适用于管道中流体的截断，可控制流体的流量、压力，具有结构紧凑、水密性好、操作轻便等特点。
球阀则适用于高速流体的调节，具有阻力小、密封可靠、寿命长等特点。
化工部标准阀门的材质也十分重要，常用材质包括不锈钢、碳钢、合金钢、铜合金、锆合金等，各种材质均有其特定的使用场合。
例如，不锈钢适用于高温、高压或强腐蚀的场合；碳钢适用于一般温度和压力的场合；合金钢适用于高温、高压和强腐蚀的场合。
化工部标准阀门的生产需要符合一系列标准和规范，这包括国家标准、行业标准和企业标准。
其中，国家标准是保障化工部标准阀门质量的重要保证，国家标准制定了阀门的技术要求、检验方法、标志和运输、储存等方面的规定，确保化工部标准阀门的安全可靠性。
此外，化工部标准阀门的选型也需要考虑多方面因素。
例如，管道中流体的性质、温度和压力等因素，应选择合适的阀
门类型和材质。
此外，还需要考虑阀门的流量特性、开度范围、密封特性、操作方式等因素，以选择最适合的阀门。
总的来说，化工部标准阀门是化工领域生产过程中必不可少的关键元件之一，其使用对生产的安全和稳定性有着重要的影响。
为确保化工部标准阀门的质量和可靠性，需要遵循国家和行业标准的要求，并根据实际情况选取最适合的阀门类型和材质。
8种常用阀门及闸阀工作原理与作用密封形式与优缺点
8种常用阀门及闸阀工作原理与作用密封形式与优缺点常用阀门分为不锈钢闸阀、止回阀、截止阀、球阀、蝶阀、调节阀、安全阀、电磁阀等。
以下将对这些阀门的工作原理与作用、密封形式与优缺点进行详细介绍。
1.不锈钢闸阀：工作原理与作用：不锈钢闸阀是通过门板在阀体内上下滑动来实现开关的。
当门板下降时，门板与座圈之间的间隙会逐渐填充，从而实现密封。
当门板上升时，门板与阀体底部之间形成一定的间隙，从而实现开启状态。
不锈钢闸阀主要用于管道中的切断和调节流量。
密封形式与优缺点：闸阀的密封形式主要有金属密封和弹性全开式密封两种。
金属密封具有耐高压、耐高温、耐腐蚀等优点，但密封性能较差。
弹性全开式密封具有良好的密封性能，但在高温和高压条件下容易老化和磨损。
2.止回阀：工作原理与作用：止回阀是一种防止介质倒流的阀门。
其工作原理是通过流体自身的压力使阀瓣自动关闭，防止介质倒流。
止回阀主要用于防止水锤和保护设备。
密封形式与优缺点：止回阀的密封形式主要有半球形阀瓣密封和弹簧负荷密封两种。
半球形阀瓣密封适用于介质流量大、流速较快的场合，但密封性能较差。
弹簧负荷密封适用于流量小、流速缓慢的场合，密封性能较好。
3.截止阀：工作原理与作用：截止阀是通过阀瓣沿阀体轴线的上下移动实现开关的。
当阀瓣上升时，阀门开启；当阀瓣下降时，阀门关闭。
截止阀主要用于切断或调节介质流量。
密封形式与优缺点：截止阀的密封形式主要有填料密封和金属密封两种。
填料密封适用于高温、高压和含有颗粒介质的场合，但易泄漏。
金属密封适用于高温、高压和耐腐蚀的场合，密封性能良好。
4.球阀：工作原理与作用：球阀是通过阀芯旋转达到开关的。
当阀芯旋转到与阀体孔径平行的位置时，阀门开启；当阀芯旋转到与阀体孔径垂直的位置时，阀门关闭。
球阀主要用于切断或调节介质流量。
密封形式与优缺点：球阀的密封形式主要有填料密封和弹性密封两种。
填料密封适用于高温、高压和含有颗粒介质的场合，但易泄漏。
弹性密封适用于广泛的介质和温度范围，密封性能较好。
煤化工专用阀门
煤化工专用阀门煤化工球阀球阀它具有旋转90度的动作，旋塞体为球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。
球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向，它只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。
球阀最适宜做开关、切断阀使用，但近来的发展已将球阀设计成使它具有节流和控制流量之用。
煤化工闸阀闸阀的闸板随阀杆一起作直线运动的，叫升降杆闸阀亦叫明杆闸阀。
通常在升降杆上有梯形螺纹，通过阀门顶端的螺母以及阀体上的导槽，将旋转运动变为直线运动,也就是将操作转矩变为操作推力。
开启阀门时，当闸板提升高度等于阀门通径的1：1倍时，流体的通道完全畅通，但在运行时，此位置是无法监视的。
实际使用时，是以阀杆的顶点作为标志，即开不动的位置，作为它的全开位置。
煤化工蝶阀蝶阀启闭件是一个圆盘形的蝶板，在阀体内绕其自身的轴线旋转，从而达到启闭或调节的阀门叫蝶阀。
蝶阀全开到全关通常是小于90度，蝶阀和蝶杆本身没有自锁有力，为了蝶板的定位，要在阀杆上加装蜗轮减速器。
采用蜗轮减速器，不仅可以使蝶板具有自锁能力，使蝶板停止在任意位置上，还能改善阀门的操作性能。
煤化工截止阀截止阀的启闭件是塞形的阀瓣，密封面呈平面或锥面，阀瓣沿流体的中心线作直线运动。
阀杆的运动形式，有升降杆式（阀杆升降，手轮不升降），也有升降旋转杆式（手轮与阀杆一起旋转升降，螺母设在阀体上）。
截止阀只适用于全开和全关，不允许作调节和节流。
截止阀属于强制密封式阀门，所以在阀门关闭时，必须向阀瓣施加压力，以强制密封面不泄漏。
煤化工止回阀止回阀按结构划分，可分为升降式止回阀、旋启式止回阀和蝶式止回阀三种。
升降式止回阀可分为立式和卧式两种。
旋启式止回阀分为单瓣式、双瓣式和多瓣式三种。
蝶式止回阀为直通式、以上几种止回阀在连接形式上可分为螺纹连接、法兰连接和焊接三种。
大型的止回阀应独立支撑，使之不受管系产生的压力的影响。
煤化工安全阀安全阀是一种由进口静压开启的自动泄压防护装置,它是压力容器最为重要的安全附件之一,它的功能是：当容器内压力超过某一定值时,依靠介质自身的压力自动开启阀门,迅速排出一定数量的介质。
化工设计中的常用阀门选型
化工设计中的常用阀门选型发布时间：2021-07-05T03:25:26.018Z 来源：《中国科技人才》2021年第10期作者：张智强万振美[导读] 企业进行化工设计时，阀门的选用应符合有关规定。
阀门选择应与阀门应用相结合。
因此，相关工作人员应了解阀门的用途，并能感受到管道中的压力状态，从而选择合适的阀门类型。
天津富赛克流体控制设备有限公司天津市 300350摘要：化工产业的安全一直备受关注，安全阀在其中起到了很大的作用，能够保证安全生产，减少安全事故。
安全阀是防止压力容器和管道在生产过程中发生超压事故的安全泄压装置。
关键词：化工设计；阀门选型；策略1化工设计中常用阀门的选择准则及布置原则1.1化工设计中常用阀门的选择标准1.1.1根据阀门的使用方式选择企业进行化工设计时，阀门的选用应符合有关规定。
阀门选择应与阀门应用相结合。
因此，相关工作人员应了解阀门的用途，并能感受到管道中的压力状态，从而选择合适的阀门类型。
相关工作人员在充分了解阀门功能的前提下，应采用科学的方法选择和使用阀门。
1.1.2选择合适的阀门类型现阶段的阀门种类很多，不同类型的阀门，作用也不尽相同，在生产上也有一些差异，所以在化工设计中，我们需要选择相同类型的阀门进行安装。
1.1.3加强阀口连接的应用在化工设计中，不仅要根据阀门的用途来选择阀门，还要发挥阀口连接的作用，从而突出阀门在化工设计中的作用。
1.1.4选择质量较好的阀门质量是检验材料优劣的重要标志，因此在化工设计中，选择质量好的阀门是十分必要的。
因此，相关人员需要及时了解哪些因素会影响阀门的质量，并综合各种因素来选择阀门，从而保证阀门的质量。
1.2化工设计常用阀门布置原则1.2.1严格按照施工工艺要求进行施工尽管阀门种类繁多，但在安装和布置阀门时，也要严格按照常见的布置原则和施工工艺进行安装和布置。
通过这种方式保证了整个施工过程的规范化，从而保证了施工质量。
1.2.2最好安装在水平管道上阀门安装时，应先将阀门安装在水平管道上。
C型耐磨球阀在煤气化装置上的应用分析核心提示
C型耐磨球阀在煤气化装置上的应用分析核心提示：在煤气化装置的激冷水泵、高压回水泵、低压回水泵等泵的出入口位置，介质为灰水，容易积渣结构。
常用的阀门一般为金属硬密封球阀、闸阀、轨道球阀这几种阀门。
在煤气化装置的激冷水泵、高压回水泵、低压回水泵等泵的出入口位置，介质为灰水，容易积渣结构。
常用的阀门一般为金属硬密封球阀、闸阀、轨道球阀这几种阀门。
这几个位置上应用的阀门启闭频率都很低，平时为常开，停车时为常闭，有时2个月甚至更长时间才动作一次，长时间的不动作导致阀门内结垢情况十分严重，球阀全开时阀体与球体之间形成死腔，球体表面结垢严重，开关不到位，甚至无法工作。
闸阀底端槽内积渣，闸板无法运行到位。
轨道球阀虽然能够关闭，但沾敷在密封面上的物料无法去除，泄露问题十分严重。
这三种阀门基本上都是每动作两到三次，就要拆解下来进行检修，这一直让装置操作人员十分头疼。
C型耐磨球阀采用双偏心结构，球体和阀座只在密封时才接触，其余行程均为无摩擦无磨损运动，开启轻便快捷，关闭时球面相对阀座渐入运动，对球面上沾敷物料有剪切作用，实现自清洁功能。
阀门全开时，阀腔内无阻流元件，全通径设计，无物料滞留区，介质一直处于流动状态，能够有效解决介质的积渣结构问题，阀门关闭时，无死腔存在。
C型耐磨球阀在密封上采用双偏心结构产生的扭矩密封和弹簧加载浮动阀座产生的介质压力自密封相结合，能够保证密封的可靠性。
C型耐磨球阀采用上下支承轴结构，阀杆不承受介质力，只承受开启力矩，球面全部冶金熔融喷焊镍基合金，喷焊层和基材结合强度高，满足密封面耐磨要求，并且在上下支承轴和球体接触位置喷焊硬质合金，球体和支承轴长时间摩擦运动也不发生磨损。
C型耐磨球阀还具有自动补偿、高寿命等优点，在上述位置上的使用寿命是其它阀门使用寿命的5倍以上。
C型耐磨球阀在中国的多家煤气化装置的激冷水泵、高压回水泵、低压回水泵等泵的出入口位置及灰水、黑水管线上都已经在成功应用，用户反馈运行状况良好，最早运行的C 型耐磨球阀到目前为止已经运行了13个月，而且还在装置上继续服役，越来越多的煤气化企业在上述工位上正在选择C型耐磨球阀替代金属硬密封球阀、闸阀、轨道球阀。
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文章编号：1002-5855（2012）05-0015-04作者简介：王树宏（1961－），男，吉林长春人，工程师，长期从事石化阀门设备采购与设备管理工作。煤化工用金属密封球阀的选型及应用王树宏1，杨效礼2，乐精华2（1.北京石油化工工程有限公司，北京100107；2.兰州高压阀门有限公司，甘肃兰州730060）
摘要介绍了在煤制油工艺过程中金属密封耐磨球阀的选型和市场需求及应用领域，分析了金属密封浮动球球阀和固定球球阀的结构特性和选型及应用。关键词煤化工；金属密封球阀；耐磨阀门；浮动球；固定球；热喷涂中图分类号：TH134文献标识码：A
SelectionandapplicationofmetalsealballvalveforcoalchemcialindustryWANGShu-hong1，YANGXiao-li2，YUEJing-hua2（1.BeijingPetrochemicalEngineeringCo．Ltd，Beijing100107，China；2.LanzhouHighPressureValveCo．Ltd，Lanzhou730060，China）
Abstract：Introducestheselectionandmarketdemandsaswellasapplicationfieldsofmetalsealwear－resistingballvalveintheprocessofcoaltooilproduction，analysesthestructurecharacteristics，se-lectionandapplicationformetalsealfloatingballvalveandfixedballvalve．Keywords：coalchemical；metalseal；ballvalve；wearvalve；floatingball；fixedball；thermalspray
1概述
煤化工是将煤通过热加工和催化加工转化为各种燃料和化工产品的过程。煤化工及煤制油项目首先要进行煤气化，在高温下将煤、焦炭等固体燃料与气化剂反应，转化为气体产物和残渣。煤气化所用的气化剂主要为蒸汽、高压高纯度氧气及其混合气体，气化反应包括了一系列均相与非均相化学反应。所得气体产物因所用原料煤质、气化剂的种类和气化过程不同而具有不同的组成，可分为煤气、半水煤气及水煤气等。在煤化工产业的煤制油、煤制烯烃及大型煤化成套系统中，金属密封耐磨球阀作为一种耐磨损的管路系统截断及流量控制的部件得到了极为广泛的应用。
2煤制油工艺过程
煤制油工艺是以煤炭为原料，通过化学加工方法将固态的煤转化合成为液态的石油燃料产品，其工艺可分为直接液化和间接液化。2.1直接液化
直接液化是先将煤炭磨成煤粉与溶剂配制成油煤浆，然后在高温、高压下将煤中复杂的有机高分子结构直接转换为较低分子液体燃料。在精制后制得优质的油品，其工艺过程见图1。直接液化油回收率高，可达63%～68%，煤消耗量小，生产1t液化油，需消耗洗精煤约2.4t。馏分油以汽、柴油为主，目标产品的选择性相对较高。油煤浆进料，设备体积小，投资和运行费用低。
图1供氢溶剂直接液化煤制油（埃克森法）流程直接液化的反应条件相对较苛刻。液化压力、
—51—2012年第5期
阀门温度要求过高，液化压力为17.0～30.0MPa，温度为430～470℃。出液化反应器的产物组成较复杂，液、固两相混合物由于粘度较高，分离相对困难。氢耗量大，一般在6%～10%。2.2间接液化间接液化是将煤炭在高温下气化，转化为合成气（CO和H2），再经过费－托合成可制得优质燃料（汽油、柴油和航空燃料）和化工原料。合成条件较温和，反应压力2.0～3.0MPa，反应温度低于350℃。转化率高，如SASOL公司SAS工艺采用熔铁催化剂，合成气的一次通过转化率达到60%。由于煤基间接液化反应物均为气相，所以其工艺设备体积庞大，投资和运行费用高。间接液化全部需要依赖于煤的气化，其煤耗量大且合成副产物较多，目标产品的选择性相对较低。3阀门特性要求
3.1工况条件
煤制油、油改煤及煤气化等煤化工系统处于介质（煤渣）高硬度、高压力及高温度的工况，阀门应具有耐磨、耐冲刷、防结垢、防结疤及快速切断等功能。阀门口径大（一般为DN300～DN450）、启闭频繁且速度快（30min动作一次，5～10s/次），要求阀门密封性能好，可靠性高。目
前，特级耐磨球阀已广泛用于德士古炉煤化工和煤制油行业，其介质水煤浆中包含58%～67%的煤粉固体。黑水系统及灰浆系统中含有大量渣浆等特硬固体颗粒，在阀门腔体内沉积、堵塞或结垢，难于清除（表1）。表1煤化工用阀门特殊要求特殊要求阀门性能使用温度≤550℃阀座密封等级ANSI/FCI70－2的ClassⅤ级/API598启闭动作5～10s/次（气动装置）阀门强度高强度轴承及高性能的执行机构磨损度具有很强的耐磨性，采用球面和阀座喷涂WC，涂层厚度为0.2～0.4mm，硬度为65～70HRC密封性球体和阀座都进行表面硬化处理，密封结构采用弹簧加力阀座，使阀座向球体移动，高精度加工技术确保密封等级腐蚀性满足ANSI/FCI70－2的ClassⅤ级/API598密封试验标准酸性阀体材料采用奥氏体不锈钢、双相不锈钢、英康乃尔合金，具有很强的耐腐蚀性其他材料符合NACEMR-0103及NACEMR-0175要求。与介质接触的零部件禁用铜材。仪表及附件防护等级达到IP65～68，防爆等级达到ExdⅡCT4
3.2阀门材料Class600～1500的常温（－29～200℃）耐磨球阀，阀体材料为ASTMA105碳钢锻制球阀，其球体选用ASTMA182F304。对于有强腐蚀工况时，阀体材料可采用奥氏体不锈钢、双相不锈钢、Inconel625（HastelloyC－276）。Class2500的高温
（300～510℃）耐磨球阀阀体材料为A182F22或
A182F347不锈钢锻钢，球体选用Inconel718。阀
杆采用沉淀硬化不锈钢17－4PH（表2）或A638－660。表217－4PH沉淀硬化不锈钢和不锈钢常温力学性能比较钢种屈服强度/MPa抗拉强度/MPa延伸率/%断面收缩率/%硬度/HRC17－4PH≥1207≥1310≥14≥54≥42F304≥205≥515≥40≥60≤187CF8≥205≥485≥35//F316≥205≥515≥40≥60≤187CF8M≥205≥485≥30//
3.3工艺技术
金属密封耐磨球阀结构适用于输送黑水、渣水及水煤浆等含固体颗粒的介质，阀门的球体和阀座用超音速喷涂（HVOF）JK117｛（WC）/17Co｝或阀座堆焊STL12#（D812）硬质合金，大规模生产时，应采用数控研磨中心对球体和阀座实行高精度的研磨。阀杆有防止固体颗粒进入填料函的金属和填料双密封结构。阀座弹簧具有防止灰渣堵塞结
—61—阀门2012年第5期构。球阀在其一侧为最大工作压力，另一侧为大气压的最大压差工况下，完成启闭并保证可靠密封，水压试验的泄漏等级应达到ANSI/FCI70－2的ClassⅤ级。4球阀性能分析4.1浮动球（MOGAS产品）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（图2）。1.阀杆2.阀杆导向环3.阀杆密封轴承4.填料防护环5.复合填料6.执行器固装支架7.填料压盖8.阀杆上的“T”标志9.刻线图2MOGAS耐磨球阀阀杆填料结构（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、ASTMA82F22、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（图3）。
1.球体2.阀座3.弹簧
图3耐磨球球体与阀座结构（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（图4）。
图4MOGAS耐磨球阀填料及填料压盖结构（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。4.2固定球（HARTMANN产品）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
—71—2012年第5期
阀门