2520雙相不銹鋼高溫耐腐蝕球閥 上海申弘閥門(mén)有限公司 之前介紹高壓管路氮?dú)鉁p壓閥組協(xié)調(diào)工作，現(xiàn)在介紹2520雙相不銹鋼高溫耐腐蝕球閥高溫球閥試驗(yàn)裝置
摘 要：2520雙相不銹鋼高溫耐腐蝕球閥論述了高溫球閥的苛刻工況條件，分析了高溫球閥工況試驗(yàn)的必要性，介紹了高溫球閥的試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)過(guò)程。 關(guān)鍵字：高溫球閥 高溫試驗(yàn) 試驗(yàn)裝置 
1 概述
隨著我國(guó)化工行業(yè)的快速發(fā)展，化工系統(tǒng)中工業(yè)閥門(mén)的需求量也急劇增大。球閥以其全通徑，低流阻，可快速開(kāi)關(guān)，密封性能可靠，適用于多相流介質(zhì)等諸多特點(diǎn)得到了廣泛運(yùn)用。高溫球閥在化工裝置中也有較多的使用，如煤化工的高溫氧氣球閥、飛灰球閥和高溫排渣閥，以及石油煉化的高溫催化劑球閥和高溫防結(jié)焦球閥等。高溫球閥運(yùn)行工況惡劣，技術(shù)難度高，出現(xiàn)故障很可能會(huì)造成系統(tǒng)停車(chē)或環(huán)境污染，甚至可能威脅到人身安全。因此，為保證閥門(mén)在正常使用周期內(nèi)質(zhì)量穩(wěn)定，其高溫測(cè)試尤為重要。
2520不銹鋼管是奧氏體鉻鎳不銹鋼具有很好的抗氧化性、耐高溫、耐腐蝕性，因?yàn)檩^高百分比的鉻和鎳，2520擁有好得多蠕變強(qiáng)度，在高溫下能持續(xù)作業(yè)，具有良好的耐高溫性。所以也廣泛用于制造機(jī)械零件和工程結(jié)構(gòu)。
2520不銹鋼管適于制作各種爐用構(gòu)件、高工作溫度 1200 ℃，連續(xù)使用溫度 1150 ℃。 1、晶間腐蝕問(wèn)題：如果酸性環(huán)境下使用，500多度下易造成晶間腐蝕，這就與材料成分有關(guān)系啦；
2、內(nèi)應(yīng)力問(wèn)題：低溫300多度進(jìn)行退火處理，消除加工應(yīng)力；
3、建議使用前進(jìn)行固溶處理，大概制度：1100度保溫1-2h，迅速水冷
不銹鋼管熱處理國(guó)外普遍采用帶保護(hù)氣體的無(wú)氧化連續(xù)熱處理爐，進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程中的中間熱處理和終的成品熱處理，由于可以獲得無(wú)氧化的光亮表面，從而取消了傳統(tǒng)的酸洗工序。這一熱處理工藝的采用，既改善了鋼管的質(zhì)量，又克服了酸洗對(duì)環(huán)境的污染。
4、在裂紋處切一塊試樣進(jìn)行金相分析，看看裂紋性質(zhì)；
不銹鋼管執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：ASTM A240
中國(guó)0Cr25Ni20( 1Cr25Ni20Si2)
C Si Mn P S Ni Cr
≤0.08 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.035 ≤0.030 19.0-22.0 24.0-26.0
美國(guó)310S/2520/S31008 C Si Mn P S Ni Cr
≤0.08 ≤1.50 ≤2.00 ≤0.045 ≤0.030 19.0-22.0 24.0-26.0 
產(chǎn)品特性：
1、化學(xué)分析: 對(duì)材質(zhì)的化學(xué)成份進(jìn)行化學(xué)分析,化學(xué)成份符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
2、氣壓. 水壓試驗(yàn)對(duì)耐壓用管逐支進(jìn)么水壓試驗(yàn),在規(guī)定壓力值不保持不小于5秒,不泄露,常規(guī)供貨水壓壓力試驗(yàn)為2.45MPa.氣壓壓力試驗(yàn)為P=0.5MPAa。
3、腐蝕試驗(yàn): 所供工業(yè)耐腐蝕鋼管均按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定或雙方協(xié)議的腐蝕方法進(jìn)行鋼管的耐 腐蝕性能檢驗(yàn),不得有晶間腐蝕傾向。
4、工藝性能檢驗(yàn): 壓扁試驗(yàn).拉伸試驗(yàn).沖擊試驗(yàn).擴(kuò)口試驗(yàn).硬度試驗(yàn).金相試驗(yàn).彎曲試驗(yàn).無(wú)損探傷(包括渦流探傷.X光探傷和超聲波探傷)。 
2 試驗(yàn)要求 產(chǎn)品測(cè)試既可以對(duì)閥門(mén)使用中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，又能提高閥門(mén)的研制進(jìn)度，減少閥門(mén)在線(xiàn)維修拆卸及更換的麻煩，避免客戶(hù)使用中的經(jīng)濟(jì)損失。 以石油煉化過(guò)程中的S－ZROB連續(xù)重整裝置用閥門(mén)為例，分析球閥的高溫試驗(yàn)過(guò)程。S－ZROB連續(xù)重整裝置主要實(shí)現(xiàn)油品凈化，其中重整催化劑工位的工況非常惡劣，操作壓力為4.26MPa，操作溫度為427℃，流通介質(zhì)為高硬度吸附劑，操作頻率為3次/h。閥門(mén)使用溫度高，對(duì)密封及動(dòng)作準(zhǔn)確性的要求很?chē)?yán)格，在高溫環(huán)境下是否滿(mǎn)足客戶(hù)的要求需要足夠的理論和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證及支持。雙相鋼球閥采用固定球形式，介質(zhì)作用于密封副上的力較浮動(dòng)球大幅降低，啟閉力矩減小。閥座設(shè)計(jì)為封閉式結(jié)構(gòu)．能有效的防止由于沉積和結(jié)垢造成的彈簧失效。密封圈采用柔性石墨或塑料合金。材料具有很好的密封性能和抗高溫性能(柔性石墨可達(dá)800℃、塑料合金達(dá)到了3000C)，閥桿采用沉淀硬化不銹鋼。熱處理后具有較高的機(jī)械性能．解決了由于介 質(zhì)沉積結(jié)垢造成閥門(mén)啟閉力矩增大可能造成的閥桿變形問(wèn)題。大口徑閥門(mén)可根據(jù)用戶(hù)要求設(shè)置沖洗口，對(duì)沉積物進(jìn)行沖洗。 
脫硫 雙相鋼閥門(mén)的2205材料的抗晶間腐蝕性能優(yōu)于尿素級(jí)316L．且兼有鐵素體和奧氏體的雙重特性。強(qiáng)度和硬度都高于316L。我公司將此材料應(yīng)用到尿素甲銨液介質(zhì)閥門(mén)的閥芯部位．提高了閥門(mén)的抗晶間腐蝕能力和沖蝕能力．并且用于環(huán)境比較的尿素合成塔一道閥同樣收到了滿(mǎn)意的效果。 目前生產(chǎn)尿素的CO：氣提法和NH，氣提法采用的多是高合金奧氏體不銹鋼。甚至是鈦材。國(guó)內(nèi)已在尿素裝置的甲銨泵進(jìn)出口單向閥和主工藝管路的高壓截止閥的內(nèi)件．采用雙相不銹鋼以代替316L(尿素級(jí))鋼。 高溫球閥試驗(yàn)要完成高溫下閥門(mén)密封性能及動(dòng)作情況隨溫度升高的數(shù)據(jù)搜集，球閥應(yīng)*動(dòng)作壽命20萬(wàn)次，且密封性能滿(mǎn)足ANSIFCI/70－2Ⅵ級(jí)要求。Q41H不銹鋼高溫球閥的球體與閥座*采用金屬對(duì)金屬的密封方式，為了確保閥門(mén)在各種溫度和壓力下的可靠密封，針對(duì)用戶(hù)的不同使用工況和要求，可以采用多種的球體和閥座的硬化技術(shù)，包括超音速?lài)娡俊㈡嚮鶉姾浮⒈砻嫣厥庥不⒂操|(zhì)合金噴焊以及采用高強(qiáng)度高硬度陶瓷材料等，球體和閥座表面硬度一般可達(dá)到HRC60以上，高可達(dá)HRC70以上。密封面材料耐溫可達(dá)425℃，密封面材料還具有很好的耐磨擦、耐沖擊等性能。 
3 驗(yàn)裝置 高溫閥門(mén)試驗(yàn)裝置由動(dòng)力部分、加熱部分、電－氣自控部分、冷卻部分以及介質(zhì)回收部分等組成（圖1）。為適應(yīng)試驗(yàn)條件，對(duì)裝置性能提出了較高的要求。 （1）能夠?qū)⒐腆w或其他粘稠類(lèi)介質(zhì)加熱，并通過(guò)一定的氣體進(jìn)行循環(huán)輸送，實(shí)現(xiàn)介質(zhì)的再利用。 （2）溫度可控。能夠?qū)苈废到y(tǒng)中的溫度實(shí)施分段監(jiān)控并調(diào)節(jié)。 （3）有對(duì)被測(cè)閥在線(xiàn)泄漏量的檢測(cè)環(huán)節(jié)設(shè)置。 （4）有相應(yīng)的氣體加壓及加熱環(huán)節(jié)。 （5）對(duì)被測(cè)及其他系統(tǒng)操作所需的閥門(mén)應(yīng)有可遠(yuǎn)程自動(dòng)控制的電－氣回路。 （6）應(yīng)具備介質(zhì)的冷卻及回收系統(tǒng)。 
連接方式：法蘭連接（RF面）（可根據(jù)要求定做：FM面，M面，凹面，凸面，RJ面）
驅(qū)動(dòng)方式：手動(dòng)（可定做氣動(dòng)，電動(dòng)，液動(dòng)等） 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：固定式-Q47) 壓力范圍：1.6MPA(根據(jù)要求可設(shè)計(jì)1.6-20MPA,150LB-3000LB) 流量特性：全通經(jīng) 密封特點(diǎn)：金屬密封（根據(jù)使用溫度和介質(zhì)來(lái)定：四氟，PPL,碳纖維等做密封） 密封形式：雙面密封 
雙相鋼球閥技術(shù)規(guī)范：
設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T12237、API6D、ASME B16.34
結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度：GB/T12221、API6D、ASME B16.10
連接法蘭：HG、GB、JB、API、ANSI、ISO、BS、DIN、NF、JIS
試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：JB/T9092、GB/T13927、API6D、API598
雙相鋼球閥主體材料：
雙相不銹鋼：S31803(SAF2205,F51)、S32750(SAF2507,F53)
超級(jí)奧氏不銹鋼：1.4529、904L、254SMO、654SMO
壓力等級(jí)：
PN1.6-70.0Mpa Class150-4500Lb
公稱(chēng)通徑：
DN15-DN250 1/2"-10"
驅(qū)動(dòng)方式：
手柄、蝸輪蝸桿、氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)
圖1 閥門(mén)高溫試驗(yàn)裝置 
4 試驗(yàn)結(jié)果 通過(guò)應(yīng)用閥門(mén)高溫測(cè)試裝置對(duì)多種規(guī)格電動(dòng)高溫球閥進(jìn)行密封及動(dòng)作性能測(cè)試（表1），逐步積累整理出高溫球閥設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)，經(jīng)過(guò)多次的技術(shù)改進(jìn)與方案調(diào)整后，基本能滿(mǎn)足客戶(hù)使用要求。高溫球閥的球體與閥座*采用金屬對(duì)金屬的密封方式，采用多種的球體和閥座的硬化技術(shù)，包括超速?lài)娡俊㈡嚮鶉姾浮⒈砻嫣厥庥不⒂操|(zhì)合金噴焊等，高溫球閥能夠適用于絕大多數(shù)的苛刻工況條件。廣泛應(yīng)用于化工、石油、造紙、采礦、電力、液化氣、食品、制藥、給排水、機(jī)械設(shè)備配套、市政城建等領(lǐng)域。 
防高溫措施 閥門(mén)工作在高溫下, 由于熱膨脹而容易引起球體與閥座的漲死，從而導(dǎo)致閥門(mén)無(wú)法開(kāi)啟。高溫球閥采用了碟簧或彈簧加載的密封結(jié)構(gòu)，解決了閥門(mén)在高溫下被漲死情況。高溫下零部件的熱膨脹被碟簧或彈簧所吸收，從而能承受高溫保證了閥門(mén)的靈活啟閉。 上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥產(chǎn)品輸入?yún)?shù) 適用介質(zhì): 水、油、蒸汽等 酸堿等腐蝕性介質(zhì) 含固體顆粒或高溫介質(zhì) 表1 球閥高溫試驗(yàn)記錄
1)閥門(mén)采用整體鍛造加工或鍛焊結(jié)構(gòu)，并經(jīng)無(wú)損檢測(cè)合格，固溶處理，材料組織細(xì)密，由于全部為加工表面。產(chǎn)品外形美觀。 (2)閥門(mén)密封副噴焊硬質(zhì)合金。可噴焊鎳基焊粉、司太立合金和碳化鎢等材料，硬度高可達(dá)HRC65具有優(yōu)異的耐磨蝕性能，提高了閥門(mén)的使用壽命。 (3)由于雙相鋼材料本身的特點(diǎn)，閥門(mén)具有較強(qiáng)的抗硫化氫和氯離子腐蝕的能力。 (4)充分考慮了水煤漿介質(zhì)高溫沉積結(jié)垢后。啟閉力矩增大對(duì)球閥閥桿強(qiáng)度的要求，設(shè)計(jì)時(shí)雙相鋼球閥閥桿采用了1740H沉淀硬化不銹鋼．此種材料經(jīng)沉淀硬化處理后，可獲得較高的強(qiáng)度，滿(mǎn)足了閥門(mén)實(shí)際使用要求。 
5 結(jié)語(yǔ)
通過(guò)高溫試驗(yàn)裝置對(duì)球閥在高溫下的動(dòng)作及密封性能的測(cè)試，使產(chǎn)品研發(fā)階段就可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)一些無(wú)法通過(guò)計(jì)算和預(yù)估的使用問(wèn)題得到暴露并加以改進(jìn)和解決。大幅度縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期，同時(shí)也避免了客戶(hù)在線(xiàn)使用過(guò)程中由于閥門(mén)故障可能造成的直接或間接的經(jīng)濟(jì)損失，提高了用戶(hù)經(jīng)濟(jì)效益。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：超高溫?zé)煹赖y閥桿斷裂處理 |
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