炎唐阀门

固定式钛球阀的设 计与研制

2015/2/3-固定式钛球阀的设 计与研制

钛以其良好的机械 性能及优异的耐蚀性,广泛应用于化工、医药卫生,制盐、氯碱、航空等领城。在化工方面主要用作压力容器,输送管线及泵阀。其中铁制固定式球阀,以其良好的密封性,优异的耐蚀性能及适应高的工作压力等特点,广泛应用 于石油、化工行业。目前,国内没有固定式钛球阀,只有浮动式钛球闷,在世界上只有美国、德国、日本等少数国家可以生产固定式钛球阀,为了满足石化行业使用工作压力高、密封性好、具有良好的耐蚀性等要求,拓宽钛材的使用范围,进行了固定式钛球阀的设 计与研制。研制出了DN80,DN50,DN40,DN25,且使用压力高达 9.8MPa的固定式钛球阀, 填补了国内空白,为批量生产奠定了基础,为大型石化企业耐腐蚀设备的国产化改造提供了技术及物质保证。

 

本文阐述固定式钛 球阀的设计计算过程,主要研制工艺及其特点。

 

1、设计与研制

 

1.1设计计算

 

1.1.1设计技术参数

 

工作介质:醋酸;

 

使用温度: 225℃;

 

设计压力: 9.8MPa;

 

公称通径: 80mm。

 

1.1.2材料选择

 

根据使用温度及醋 酸的浓度,查知钛的腐蚀率为<0.127mm/a,和耐蚀不锈钢及 其它有色金属相比,选择TA2即符合使用条件; 根据使用的工作压力,为了保证其结构强度,选择TA2锻造件;根据使用 温度、工作压力,选择柔性石墨和浸锑石墨做密封材料。

 

1.1.3设计计算

 

(1)阀体壁厚的设计

 

采用公式: SB=DN(K0-1)/s+C,计算结果为 16mm

 

(2)阀盖与阀体之间 联接螺栓的选择

 

根据使用压力,选 择1Cr18Ni9Ti螺栓,选取 M30mm×55mm的螺栓8个即可满足强度要 求。

 

根据公式算得进、 出口法兰盖与阀体之间连接螺栓用M30mm×45mm的1Cr18Ni9Ti螺栓8个,即可满足强度 要求。

 

1.2技术关键

 

由于使用压力高达 9.8MPa,因此,密封及承 压是技术关键,在研制过程中,采用了3项措施,解决了这 一关键技术问题。

 

①保证球体与上下 球杆的同轴度;

 

②保证上下球杆与 Φ80mm通孔的垂直度;

 

③保证球面粗糙度 。

 

通过设计专门的工 装胎具及加工与密封工艺,达到了密封与承压目标,一次试较成功。

 

1.3结构特点

 

钛制固定式球阀与 浮动式球阀相比具有以下3个特点。

 

(1)在密封原理上, 采用后密封。

 

(2)适用于高压、粘 稠液体。

 

普通的浮动式钛球 阀在高压时不可靠,在介质为粘稠液体时,球与密封环之间微小的浮动间隙易造成堵塞,从而使阀门启闭困难或失去密封作用。而采用固定式钛球阀,因使用了弹簧,使密封环与球体始终保持紧密接触,利用高压介质达到良好密 封的效果。

 

(3)采用线密封

 

普通浮动式钛球阀 的球体与密封环之间为球面密封,其单位面积上的密封比压小,且在高压时,微观面上的凸凹点易引起泄漏,达不到密封要求。而固定式钛球阀其球体与密封环之间采用线密封,增加了单位面积的密封比压,且压力越高,密封的 效果越好,从而保证了高压工作的可靠性。

 

2、结论

 

(1)设计研制的固定 式高压钛球阀,满足了石化工业的需要,使用情况良好。

 

(2)固定式高压钛球 阀具有高压使用可靠、密封良好等特点。

 

3)设计研制的固定 式高压钛球阀,在技术水平上属国内领先,且达到了国际同类产品水平。
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