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煤化工行業中金屬硬密封球閥的優勢

人氣:83發表時間:2017-09-14
一、 摘要
  球閥作為一種用來實現管路系統通斷及流量控制的部件,已在石油、化工、冶金等許多領域中得到極為廣泛地應用。
  而在目前市場上已知的球閥技術中,其密封材料大多為橡膠、聚四氟乙烯等。由于結構特征的限制,不適應耐高溫、高壓及耐腐蝕、抗磨損等行業。
  金屬硬密封球閥采用了特殊的表面硬化處理,徹底的解決了這些問題,并且使得閥門在惡劣工況下的易于磨損、頻繁更換的問題耶得到了解決。
  二、 相關術語
  洛氏硬度:洛氏硬度沒有單位,是一個無綱量的力學性能指標,其最常用的硬度標尺有A、B、C三種,通常記作HRA、HRB、HRC,其表示方法為硬度數據+硬度符號,如50HRC。
  碳化鎢:有金屬光澤,硬度與金剛石相近,為電、熱的良好導體。熔點2870℃, 沸點6000℃,相對密度 15.63(18℃)。碳化鎢不溶于水、鹽酸和硫酸,易溶于硝酸-氫氟酸的混合酸中。純的碳化鎢易碎,若摻入少量鈦、鈷等金屬,就能減少脆性。其硬度HRC 68~72,耐高溫為430℃。
  鎳基合金:鎳基合金是指在650~1000℃高溫下有較高的強度與一定的抗氧化腐蝕能力等綜合性能的一類合金。按照主要主要性能又細分為鎳基耐熱合金,鎳基耐蝕合金,鎳基耐磨合金,鎳基精密合金與鎳基形狀記憶合金等,其硬度HRC 52~55,耐高溫為800℃。
  鈷基合金:是一種能耐各種類型磨損和腐蝕以及高溫氧化的硬質合金,其硬度HRC 40~50,耐高溫為650℃。
  2. 不常用學術名詞
  3. 其它抽象概念
  三、 金屬硬密封球閥在煤化工行業的應用
  石油資源緊缺是一個影響中國發展的大問題,但中國的煤炭資源非常豐富,因此,采用煤化工產品代替石油產品在中國得到了迅速的發展,大量的煤化工項目以及煤制油項目正在我國興建。煤化工及煤制油項目首先要進行煤氣化,煤氣化是將煤、焦炭等固體燃料,在高溫下與氣化劑反應,轉化為氣體產物和少量殘渣的過程。煤氣化用的氣化劑主要是水蒸氣、空氣(或氧氣)或它們的混合氣,氣化反應包括了一系列均相與非均相化學反應。所得氣體產物視所用原料煤質、氣化劑的種類和氣化過程不同而具有不同的組成,可分為空氣煤氣、半水煤氣、水煤氣等。
  煤制油、煤改油、煤氣化等煤化工項目對閥門的要求非常嚴格,要求閥門具有高耐磨、耐沖刷、防結垢、防結疤、 快速切斷等功能 。高壓(一般采用Class600至Class900壓力級)、高溫、介質(煤渣)硬度非常高、啟閉頻繁(半個小時動作一次)、口徑大(一般為DN300~DN450)、啟閉速度快(一般為3秒至10秒)、而且要求煤氣化閥門的密封性能好,可靠性高。
  國內煤化工常用的金屬硬密封球閥金屬密封面表面堆焊耐溫、耐蝕鎳基合金材料,其耐高溫在800℃左右,硬度HRC52~55,遠遠超過煤化工行業所需的550℃的要求,由于溫度的上升,耐磨材料的耐磨系數和表面硬度會伴隨著相應的直線下降,閥門的磨損嚴重,更換頻繁。
  四、 金屬硬密封球閥在有機硅多晶硅行業的應用
  在硅粉處理中,閥球容易被硅粉包裹,導致泄露等問題的出現,硅粉由于硬度高的原因,在輸送的過程中,閥門的密封面在硬度較高的硅粉不斷沖刷撞擊下,逐層剝落,嚴重的影響了閥門的密封性能,導致閥門的使用壽命不長。
  針對這種情況,國內高性能耐磨球閥:是吸取了國外硬密封技術而設計制造,采用的密封結構,具有可靠密封性能,具有泄漏量小的特點,金屬硬密封球閥金屬密封面表面采用超音速噴涂碳化鎢材料,其耐高溫在430℃左右,硬度HRC68~72,遠遠超過有機硅和多晶硅行業所需的硬度的要求,所以對煤化工用閥門的技術要求難度很大。
  五、 金屬硬密封球閥的性能與優勢
  金屬硬密封球閥,采用了特殊的材料,經過了特殊的工藝處理,其球體與閥座針對不同用戶的不同使用工況和要求,密封座采用美國最新技術,密封面硬度能達到76~78(HRC)左右,耐高溫能夠達到600~650℃,摩擦系數0.3~0.05,球體和閥座具有良好剪切自潔功能。密封座采用美國最新技術的高耐磨合金硬化技術進行處理,具有高硬度和超常耐磨的性能,外形仍保持常規球閥的美觀形狀,特別適合于電廠除塵、高爐排灰、煤粉輸送以及有機硅項目等特殊工況系統,徹底解決了長期以來困擾上述系統中閥門易磨損,需頻繁更換的難題,既節省了采購成本又能減少系統?;斐傻木盟鶚?。使用溫度可達550度以上,使用壽命增加兩倍以上。
  高溫工況情況下由于熱膨脹面容易引起球體與閥座的脹死,從而導致閥門無法開啟,紐京金屬硬密封球閥采用了碟璜加彈簧加載的專利密封結構,在高溫情況下零部件之間的熱膨脹可以被碟璜或者彈簧所吸收,故能夠保證閥門在高溫下不會被脹死,并能夠在高溫下靈活開啟。
  完美優化的結構設計,通過球體與研磨器具在空間不同方位的旋轉,使球體表面達到極高的圓度和光滑度,閥門的密封性能能夠達到超標準的要求。同時由于采用了特殊材料,經過了特殊的工藝處理方式,能夠保證閥門在火災的情況下也能確??煽康拿芊廡?。此時,閥門各部件的緊密連接,自然的形成了一道靜電通道,勿需設置單獨的靜電通道來進行閥門的?;?。
  金屬硬密封球閥的閥座能夠獨立的進行切斷進出口端的流體介質,實現雙切斷功能,閥門的關閉,迫使閥門中腔和兩端通道在閥門進出口同時受壓后相互阻斷,中通部分的介質通過泄放閥排出。