上海申弘閥門有限公司
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之前介紹JIS日標(biāo)不銹鋼截止閥標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在介紹高溫高壓氧氣用截止閥技術(shù)設(shè)計(jì)要求介紹了高溫高壓氧氣用截止閥的材料選擇、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，論述了防靜電、防油脂和防塵方法。
1、高溫高壓氧氣用截止閥技術(shù)設(shè)計(jì)要求概述
隨著我國經(jīng)濟(jì)與工業(yè)現(xiàn)代化的快速發(fā)展，大型石化和化工裝置的參數(shù)不斷提高，新技術(shù)、新工藝、新裝置不斷出現(xiàn)，對(duì)氧氣截止閥的要求日益嚴(yán)格。本文介紹壓力等級(jí)Class 900(PN15.0MPa) ，閥門通徑NPS 1 in. (DN25mm) ，設(shè)計(jì)溫度200℃的氧氣截止閥設(shè)計(jì)。
一、對(duì)于公稱壓力PN≥1．6MPa、DNl25～200采用內(nèi)旁通結(jié)構(gòu)；DN250～500采用帶外旁通閥結(jié)構(gòu)。其目的是減小閥前、閥后的壓力差以避免高流速、高沖刷以及防止產(chǎn)生高溫，從而保證了氧氣管網(wǎng)的安全運(yùn)行，同時(shí)也減小了操作力矩。
二、介質(zhì)流向：PN≥1．6MPa、DN≤100介質(zhì)由閥瓣下方流入閥瓣上方(即低進(jìn)高出)，DN≥125介質(zhì)由閥瓣卜方流入下方(高進(jìn)低出)o對(duì)于DN≥125的閥門采用介質(zhì)高進(jìn)低出的流向，一方面足內(nèi)旁通閥結(jié)構(gòu)上的需要，另一方面由于介質(zhì)壓力的作用使閥門的關(guān)閉力大大減小。
三、該閥設(shè)有導(dǎo)靜電安全裝置，可避免因靜電產(chǎn)生火花。
四、與普通截止閥相比，氧氣管路用截止閥的支架部分采用全封閉式結(jié)構(gòu)，且壓緊填料時(shí)可以打開支架上的防護(hù)蓋板，起到了防油防塵的作用。并有明顯的禁油標(biāo)記。
五、全部零件采用嚴(yán)格的脫脂處理。
2、高溫高壓氧氣用截止閥技術(shù)設(shè)計(jì)要求截止閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動(dòng)截止閥氧氣截止閥(圖1) 采用低進(jìn)高出的流道方式，閥體流道呈流線形，內(nèi)腔表面需光滑、流暢、無棱角、無尖角、無突變、無凹凸不平，防止產(chǎn)生靜電。閥座密封面采用Inconel 本體合金，閥瓣采用MonelK500 鎳銅合金，形成硬度差，保證密封性能。中法蘭密封采用壓力自封形式，閥蓋設(shè)有上密封，閥桿設(shè)置防轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，保證閥桿直線升降。
不銹鋼氧氣截止閥具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、結(jié)構(gòu)簡單，制造和檢修比較方便；
2、不銹鋼氧氣截止閥工作行程小，啟閉時(shí)間短；
3、密封性好，密封面間摩擦力小，壽命較長。
不銹鋼氧氣截止閥的缺點(diǎn)如下：
1、流體阻力大，開啟和關(guān)閉時(shí)所需力較大；
2、氧氣截止閥不適用于帶顆粒、粘度較大、易結(jié)焦的介質(zhì)；
3、不銹鋼氧氣截止閥的調(diào)節(jié)性能較差。
3、設(shè)計(jì)
為保證高溫高壓氧氣截止閥的安全可靠，主體材質(zhì)采用ASTM A182 奧氏體不銹鋼(304、304L 等系列) ，GB/T 12225 銅合金(ZCuZn16Si4I) ，ASTM494 CY - 40、ASTM B564(Inconel 600、Inconel 625、Monel 400) 和純鎳等。Inconel 600 鎳鉻鐵合金在高溫具有的耐氧化性和抗應(yīng)力腐蝕能力，為保證閥體強(qiáng)度采用致密性良好的自由鍛形式。高溫高壓氧氣截止閥的設(shè)計(jì)圖1 高溫高壓氧氣截止閥
3.1、閥體壁厚
閥體壁厚除了考慮強(qiáng)度之外，還考慮其剛度。為保證氧氣截止閥在高溫高壓工況中有足夠的承受力，閥體壁厚采取*強(qiáng)度理論分析計(jì)算。高溫高壓氧氣截止閥的設(shè)計(jì)
3.2、閥體與閥蓋密封
閥體與閥蓋的密封采用內(nèi)壓力自封形式，所有材料均符合Inconel 625 的要求。自封密封圈設(shè)有彈性凹槽保證彈性效果，特殊的密封角度與填料箱配合，通過螺紋使自封圈與填料箱貼近密封( 圖2) 。隨著內(nèi)腔壓力的增大，自密封能力越大，密封效果越好，在高溫高壓條件下，能夠耐氧氣的腐蝕，充分保證閥門不外漏。高溫高壓氧氣截止閥的設(shè)計(jì)圖2 閥體與閥蓋密封
3.3、閥桿防轉(zhuǎn)導(dǎo)向
閥體內(nèi)腔與閥瓣具有導(dǎo)向作用(圖3) ，保證閥瓣與閥座的同軸度。閥蓋設(shè)有防止閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(圖4) ，使閥門在開啟或關(guān)閉過程中，閥桿只能升降移動(dòng)，保證閥瓣與閥座密封面之間不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)摩擦，從而避免發(fā)生靜電火花。高溫高壓氧氣截止閥的設(shè)計(jì)圖3 閥瓣導(dǎo)向高溫高壓氧氣截止閥的設(shè)計(jì)圖4 閥桿防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
3.4、防護(hù)
氧氣閥應(yīng)進(jìn)行防靜電、防油脂和防塵處理。閥門組裝前需對(duì)所有零件( 包括工具) 按JB /T 10530-2005的規(guī)定逐個(gè)進(jìn)行脫油脫脂處理，試驗(yàn)合格后再進(jìn)行一次脫油脫脂處理，并用無油干燥的氮?dú)饣蚩諝獯邓⒏蓛?，在無油無塵空間存放。氧氣閥應(yīng)有防靜電結(jié)構(gòu)，可在閥門的端法蘭上備有導(dǎo)電螺栓孔，使螺栓連接導(dǎo)線良好接地，以防靜電產(chǎn)生，在閥蓋上應(yīng)設(shè)有醒目的禁油標(biāo)志，用時(shí)還應(yīng)設(shè)有防塵罩，防止油污進(jìn)入腔體。使用氧氣閥門時(shí)應(yīng)清洗管道，進(jìn)行脫油脫脂處理，避免產(chǎn)生靜電，導(dǎo)致爆炸，影響整個(gè)裝置甚至人身安全。
4、結(jié)語
氧氣閥門在石化、化工裝置中使用廣泛，特別是高溫高壓工況中，對(duì)閥門的安全性、可靠性要求嚴(yán)格。所以在設(shè)計(jì)、制造過程中應(yīng)充分考慮閥門的強(qiáng)度、材料、防靜電、脫油脫脂、防塵等因素。使用過程中禁止火源，并定期維護(hù)保養(yǎng)，保證閥門的使用性能。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有不銹鋼波紋管密封安全閥
