固定式鈦球閥的設計與研制

欄目:球閥知識 發布時間:2021-12-02

鈦以其良好的機械性能及優異的耐蝕性,廣泛應用于化工、醫藥衛生,制鹽、氯堿、航空等領城。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。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、日本等少數國家可以生產固定式鈦球閥,為了滿足石化行業使用工作壓力高、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.研制出了DN80,DN50,DN40,DN25,且使用壓力高達9.8MPa的固定式鈦球閥,填補了國內空白,為批量生產奠定了基礎,為大型石化企業耐腐蝕設備的國產化改造提供了技術及物質保證。

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

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;根據使用的工作壓力,為了保證其結構強度,選擇TA2鍛造件;根據使用溫度、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16mm

(2)閥蓋與閥體之間聯接螺栓的選擇

根據使用壓力,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領先,且達到了國際同類產品水平。

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