鈦合金固定法蘭式球閥

之前介紹組合式減壓閥在國華惠州熱電應用，現(xiàn)在介紹鈦合金固定法蘭式球閥鈦以其良好的機械性能及優(yōu)異的耐蝕性，廣泛應用于化工、醫(yī)藥衛(wèi)生，制鹽、氯堿、。在化工方面主要用作壓力容器，輸送管線及泵閥。其中鐵制固定式球閥，以其良好的密封性，優(yōu)異的耐蝕性能及適應高的工作壓力等特點，廣泛應用于石油、化工行業(yè)。目前，國內沒有固定式鈦球閥，只有浮動式鈦球悶，在世界上只有美國、德國、日本等少數(shù)國家可以生產固定式鈦球閥，為了滿足石化行業(yè)使用工作壓力高、密封性好、具有良好的耐蝕性等要求，拓寬鈦材的使用范圍，進行了固定式鈦球閥的設計與研制．



上海申弘閥門有限公司主營閥門有：蒸汽減壓閥,減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,水減壓閥鈦合金固定法蘭式球閥鈦合金材料雖然具有很多的優(yōu)異性能，但卻存在不耐磨損的缺點。該缺點會導致由鈦合金材料制造的球軸與閥座組成的對偶件的耐磨性能下降，從而影響球閥的密封性能和使用壽命。本文采用微弧氧化技術對閥體、球軸進行表面硬化處理（見圖4），從而提高其耐磨性能。同時，有效防止在使用中與鈦合金接觸的由銅、鋼、銅基合金制造的附件產生加速腐蝕現(xiàn)象。
球閥閥座一般都采用聚四氟乙烯，聚四氟乙烯有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性、高潤滑不粘性、耐腐蝕性，摩擦系數(shù)很低，而且靜、動摩擦系數(shù)接近。但聚四氟乙烯的機械強度、剛性和硬度等較差，承載能力低，且在外力作用下容易發(fā)生蠕變（冷流性）；此外，它的導熱系數(shù)低，熱膨脹大以及不耐磨。因此，新型鈦合金球閥不采用純聚四氟乙烯，而是采用添加填充25%碳纖維的增強聚四氟乙烯，這種聚四氟乙烯以上的缺點將大大改善，用于球閥閥座，壽命也延長，密封效果也大大提高。



鈦合金固定法蘭式球閥
氫化橡膠（HNBR）是由橡膠進行特殊加氫處理而得到的一種高度飽和的彈性體，它具有良好的耐熱性能，優(yōu)良的耐化學腐蝕性能，優(yōu)異的耐臭氧性能，較高的抗壓縮*變形性能；同時氫化丁橡膠還具有高強度，高撕裂性能、耐磨性能優(yōu)異等特點，是綜合性能極為出色的橡膠之一。本文中采用氫化橡膠制備空心橡膠圈，以保證其能提供球閥密封所需的小預緊力及可靠的彈性補償功能。鈦合金球閥的密封效果和使用壽命。作者設計了DN80（PN3.0MPa）船用鈦合金球閥，并分別采用聚四氟乙烯彈簧組彈性閥座和增強聚四氟乙烯整體式彈性補償閥座的2種密封形式在試驗臺上進行對比試驗。試驗表明：在試驗壓力3.0MPa，流速5.5m/s試驗條件下，聚四氟乙烯彈簧組彈性閥座在6000次動作試驗后，在0～3.0MPa壓力時都發(fā)生泄漏；而增強聚四氟乙烯整體式彈性補償閥座的鈦合金球閥在10萬次動作后，在0～3.0MPa壓力時均無泄漏發(fā)生。由此可見，新型船用鈦合金球閥的高低壓密封性能良好，密封壽命長，其使用壽命是普通球閥壽命的16倍之多。
 



本文闡述固定式鈦球閥的設計計算過程，主要研制工藝及其特點。

1 設計與研制
1.1 設計計算

1.1.1 設計技術參數(shù)

工作介質：醋酸；

使用溫度：225℃；

設計壓力：9.8MPa；

公稱通徑：80mm。

1.1.2 材料選擇

根據(jù)使用溫度及醋酸的濃度，查知鈦的腐蝕率為 ＜0.127mm/a，和耐蝕不銹鋼及其它有色金屬相比，選擇 TA2即符合使用條件；根據(jù)使用的工作壓力，為了保證其結構強度，選擇 TA2 鍛造件；根據(jù)使用溫度、工作壓力，選擇柔性石墨和浸銻石墨做密封材料。

1.1.3 設計計算

（1）閥體壁厚的設計

采用公式：SB=DN(K0-1)/s＋C，計算結果為 16 mm

（2）閥蓋與閥體之間聯(lián)接螺栓的選擇

根據(jù)使用壓力，選擇 1Cr18Ni9Ti 螺栓，選取 M30mm×55mm 的螺栓 8 個即可滿足強度要求。

根據(jù)公式算得進、出口法蘭蓋與閥體之間連接螺栓用 M30mm×45mm 的 1Cr18Ni9Ti 螺栓 8 個，即可滿足強度要求。

1.2 技術關鍵

由于使用壓力高達 9.8MPa，因此，密封及承壓是技術關鍵，在研制過程中，采用了 3 項措施，解決了這一關鍵技術問題。

① 保證球體與上下球桿的同軸度；

② 保證上下球桿與 Φ80mm 通孔的垂直度；

③ 保證球面粗糙度。

通過設計專門的工裝胎具及加工與密封工藝，達到了密封與承壓目標，一次試較成功。



1.3 結構特點

鈦制固定式球閥與浮動式球閥相比具有以下 3 個特點。

（1）在密封原理上，采用后密封。

（2）適用于高壓、粘稠液體。

普通的浮動式鈦球閥在高壓時不可靠，在介質為粘稠液體時，球與密封環(huán)之間微小的浮動間隙易造成堵塞，從而使閥門啟閉困難或失去密封作用。而采用固定式鈦球閥，因使用了彈簧，使密封環(huán)與球體始終保持緊密接觸，利用高壓介質達到良好密封的效果。

（3）采用線密封

普通浮動式鈦球閥的球體與密封環(huán)之間為球面密封，其單位面積上的密封比壓小，且在高壓時，微觀面上的凸凹點易引起泄漏，達不到密封要求。而固定式鈦球閥其球體與密封環(huán)之間采用線密封，增加了單位面積的密封比壓，且壓力越高，密封的效果越好，從而保證了高壓工作的可靠性。



2 結論
（1）設計研制的固定式高壓鈦球閥，滿足了石化工業(yè)的需要，使用情況良好。

（2）固定式高壓鈦球閥具有高壓使用可靠、密封良好等特點。

（3）設計研制的固定式高壓鈦球閥，在技術水平上屬國內，且達到了同類產品水平。與本產品相關論文禁油脫脂氧氣減壓閥操作維護