介绍S_Zorb装置用硬密封球阀结构设计
S-Zorb装置工况的恶劣性,而且要求远程控制,开关动作灵敏。这些对阀门(硬密封球阀)提出很高的要求。所以针对S-Zorb装置工况,转换为对阀门的具体要求如下。
(1)程控阀性能要求吸附剂的高粘接性:密封面有自清洁功能;吸附剂的高硬度(含氧化铝):密封面超硬耐磨耐冲蚀;闭锁料斗步序控制实现氢氧的隔离:双向密封,密封性能达VI以上;介质温度高:防材料高温膨胀阀门卡死;介质含氢或含硫:材料抗硫或抗氢腐蚀;阀座弹簧不被介质粘接堵塞而阀门卡死;管路无旁路和紧急开关阀:阀门要有高可靠性;阀门使用过程中不能更换维修:阀门要有长寿命;阀门任意位置角度安装且无支撑:各部件连接牢靠,定位准确;气动装置扭力大重量轻体积小。
(2)浮动球阀结构设计与特点:
阀座的可靠密封 浮动式球阀采用弹性密封圈结构设计。当介质压力较小时,浮动球阀中的密封圈与球体接触面积较小,在密封圈与球体接触处形成较大的密封比压,确保可靠密封。当介质压力较大时,随着浮动球阀密封圈的弹性变形,密封圈与球体的接触面积增大,故密封圈能承受较大的介质推力而不会损坏。
防火结构设计
在浮动球阀的使用现场发生火灾时,当聚四氟乙烯等非金属材料制作的阀座密封圈、阀杆上密封垫、阀杆密封填料以及中法兰密封垫片在高温下分解或破坏后,超达球阀能够借助于特别设计的金属对金属辅助密封结构,有效地控制阀门的内漏和外漏。 对于用户有防火要求的浮动球阀,防火设计均符合API 607、API 6FA、BS 6755及JB/T 6899等标准规范的要求。
阀杆的可靠密封
超达浮动球阀的阀杆采用防吹出结构设计,即使在阀腔异常升压以及填料压板失效等极端情况下,也能保证阀杆不会被介质吹出。阀杆采用有到密封的下装式结构设计,倒密封的密封力随着介质压力的增高而增大,故能在各种压力下均能确保阀杆的可靠密封。
阀杆采用V型填料密封结构,V形填料能将填料压盖的压紧力及介质力有效地转化成阀杆的密封力。
将传统的填料压盖改进为填料压板与填料压套的两体式结构设计,填料压套与填料压板采用球形接触,确保填料压套始终垂直,并在填料压套内部设置了聚四氟乙烯衬套,避免了阀杆与填料压套的擦伤与磨损,并减小了阀门的操作力矩。
根据用户的需要,可以采用碟形弹簧加载的填料压紧机构,使阀杆填料的密封更加可靠。
防静电结构
根据用户要求,球阀可以设有防静电结构。采用弹簧-钢球(或柱塞)静电引出装置,使球体与阀体之间直接形成静电通道(对于DN≤25的球阀)或通过阀杆使球体与阀体之间形成静电通道(对于DN≥32 的球阀)。从而可将球体与阀座开关过程中摩擦产生的静电通过阀体引到大地,防止静电火花可能引起的火灾或爆炸等危险。
防止误操作
设置了带锁孔的90°开关定位片,根据需要可以加锁,防止误操作。阀杆头部安装手柄的部位采用扁形设计,当阀门开启时,手柄与管道平行,当阀门关闭时,手柄与管道垂直,能够确保阀门的开关指示不会发生错误。
驱动装置安装平台的设置
浮动球阀均设置了安装驱动装置的支架平台,通过驱动装置支架,可以方便的安装蜗轮蜗杆传动装置、气动装置或电动装置。
固定球阀结构设计与特点:
密封脂紧急注射装置
根据用户要求,固定球阀可以设置密封脂紧急注射装置,对于DN150(NPS6)以上的固定球阀,在阀杆和阀座上均装有密封脂注射装置,而对于DN125以下的固定球阀,在阀门中腔装有密封脂注射装置。当阀座密封圈或阀杆O型密封圈因意外事故损坏时,可通过密封脂注射装置注射密封脂,以防止介质通过阀座密封圈和阀杆的泄漏。
双阻断及泄放功能
固定球阀一般采用球前阀座密封结构。Q47F手动固定球阀的两个阀座能独立切断进口端和出口端的介质,实现双阻断功能。 当球阀关闭时,即使阀门进出口两端同时受压,阀门中腔和两端通道也可以被相互阻断,中腔内的剩余介质可以通过泄放阀排出。
防火结构设计
在阀门的使用现场发生火灾时,当聚四氟乙烯、橡胶等非金属材料制作的阀座密封圈、阀杆的O型密封圈以及中法兰O型密封圈在高温下损坏后,超达硬密封固定球阀能够借助于特别设计的金属对金属辅助密封结构或柔性石墨密封结构,有效地控制阀门的内漏和外漏。对于用户有防火要求的固定球阀,防火结构设计均符合API 607、API 6FA、BS 6755及JB/T 6899等标准规范的要求。
阀门中腔的自动泄压
当滞留在阀门中腔的液体介质由于温度升高而汽化,导致中腔压力异常升高时,不需通过安全阀,中腔内的介质能够依靠其本身的作用力推动阀座而自动泄压,从而确保阀门的安全,这也对保证阀门在输送液体介质时的安全性非常重要。
球前球后双重密封结构设计
对于某些特定的工况要求以及用户要求,超达固定球阀可以采用球前球后双重密封结构设计,即使其中一个密封副因意外情况密封失效,阀门仍然能够正常工作,从而提高了阀门的密封可靠性。
阀杆防吹出结构设计
阀杆采用防吹出结构设计。下端大上端小的阀杆在上端盖和螺钉的定位下,即使在阀腔异常升压的情况下,也能保证阀杆不会被介质吹出。
防静电结构
固定球阀的球体通过相互间紧密接触的下轴、调整垫、下端盖,与阀体形成静电通道。从而可将球体与阀座开关过程中摩擦产生的静电通过阀体引到大地,防止静电火花可能引起的火灾或爆炸等危险。
驱动装置安装平台的设置
固定球阀均设置了安装驱动装置的支架平台,可以方便的安装蜗轮蜗杆传动装置、气动装置、电动装置、液动装置以及气液联动装置等。
以上从阀门结构上基本解决了S-Zorb装置因恶劣工况而造成的各种困扰。而接下来着重介绍了硬密封球阀的关键技术,即喷涂技术,从工艺上来满足工况的要求。
S_Zorb装置用硬密封球阀采用F410作为钢球和阀座喷涂的基材,保证了球座的强度,并根据温度要求喷涂WC、Cr3C2-NiCr,保证了在S-Zorb装置恶劣工况下能够起到耐磨的效果。而目前采用JP8000的进口设备超音速喷涂:保证涂层厚度、孔隙率、涂层硬度、结合力、球口质量;对于喷涂后的产品采用高精度的钢球阀座研磨机进行粗磨、精磨,研磨,真圆度可达0.003 μm以内。
根据对S-Zorb装置工况的市场调研,然后针对该工况进行前期设计,并制作样机。效果得到了肯定。