黑水灰水阀门工艺研讨

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一．概述
       德士古煤化工技术在国内已经相当成熟，在整个系统生产过程中不仅存在高温、高压的液体介质和固体介质，还要求哥哥环节服从程序控制。在灰水黑水工况中，具有高温高压和高腐蚀等特点。因此，灰水黑水阀必须具有完善的结构设计，合理的材料配置，良好的植草工艺和设备，先进的表面处理技术和易维修的优点，以确保缱绻，快速，连续不间断的长寿命工作。
       二．灰水黑水工况的特点
       煤化工行业中灰水黑水工段的特点以及阀门使用中出现的问题：
       1. 系统高压差：工况系统高压力所形成的高速流体对阀门内件，如阀座、球体等零件造成极大冲击，极易对内件表面快速冲刷，使内件损坏。
       2. 灰水黑水混合物中具有无数大大小小的硬质颗粒掺杂在高速流体中流动，对阀门内件冲撞并冲刷，是阀杆与轴孔、球体与阀座接触表面产生严重摩擦，从而发生剧烈磨损，使阀门打不开或关不上。
       3. 灰水黑水混合物具有较强的腐蚀性，容易腐蚀被固体颗粒冲击破坏而暴露的零件表面，从而使阀门加速损坏。
       4. 灰水黑水混合物的灰渣极易沉积并粘附在关闭键表面，微笑的灰渣甚至会侵入阀座组建的内部，造成阀座活动实效，使阀门出现泄漏甚至无法使用。
       5. 灰水黑水阀的口径较大，在高压力流体介质的作用下，对阀门密封面将形成较大的密封比压。同时，阀门在高压状态下开启，而固体颗粒介质的摩擦阻力较大，容易造成阀门卡涩现象，因而阀门实际开启扭矩远远大于一般流体介质在相同压力下  的扭矩。以下为在灰水黑水工况中应用阀门解体后出现的损坏:

        三．阀门结构特点

针对工况的恶劣情况以及国内外阀门在使用中出现的各种问题。为保证阀门拥有良好的综合使用性能，更好的适应工况，对灰水黑水球阀进行结构优化设计，是阀门具有以下相应的结构特点：
       1. 阀门采用全通径，防火和防静电设计。通道圆整平滑，留到通畅，尽可能保证介质不沉积，同时进口通道表面增加保护层，耐冲刷。
       2. 阀杆采用防尘、防脱出结构设计，并且结构设计确保阀杆只承受阀门启闭扭矩，介质的推力由填料函和下轴承担，使阀杆的手里情况大大改善，确保阀杆能够长期可靠地工作。
       3. 采用双阀座双密封结构设计，进口端和出口端同时密封，确保了阀门的密封。前段阀座采用阀前密封形式，后端阀座采用阀后密封形式，即使前端阀座密封失效，后端阀座仍能够有效保持密封，也尽可能的减少了高压流体对密封表面的密封比压，降低了阀门的操作扭矩。
       4. 阀座后面采用弹簧加载，并且在碟簧或圆柱形弹簧两侧采用防尘圈进行保护，防止杂质进入到弹簧腔体，有效防止弹簧的失效。     
5. 阀座于阀体结合处的通道处增加保护套，进一步有效防止杂质进入到阀座后面的弹簧腔体，确保弹簧的长期有效工作。
   

6. 阀座密封面两侧采用刮刀1式结构设计，是球体及阀座在开关过程具有自清洁功能。有效防止球体和阀座间颗粒介质的沉积和粘附，确保阀门动作顺畅连续，不卡涩。
       7. 阀门中腔具有自卸压结构设计，当阀门关闭后，阀腔内压力高于关闭压力时，能够自动卸压至压力低的一侧，防止了中腔的异常升压，保证了阀门的正常开关。
       8. 执行机构在现场提供的正常气源压力下的输出扭矩保证为阀门在最大压差下1.5倍以上，且其传动链的设计扭矩至少为阀门最大扭矩的2倍以上，使阀门在一般超压的情况下能够保证稳定的启闭动作。进行结构优化设计后的灰水黑水球阀在使用一段时间后，解体照片如下：     

四．阀门制造工艺分析
       根据灰水黑水工段的特点，同时灰水黑水混合物具有一定的应力腐蚀倾向。因此，要求阀门使用材料耐腐蚀、耐冲刷、高强度，并应对球体、阀座等密封件进行适当的的表面硬化处理，以达到较高硬度和高耐腐蚀性。
      1. 为避免阀门零件部件发生应力腐蚀，所有内件材料应遵循NACE规范。
      2. 由于阀门通道容易受到高速流体的冲刷，因此需要喷涂硬质合金保护层，以避免快速腐蚀。
      3. 阀杆下轴除了承受扭转强度或介质压力外，还不可避免的受到介质中固体颗粒的腐蚀，因此应在与轴套的接触面进行堆焊或喷涂喷焊硬质合金。
      4. 由于阀座和球体表面最容易受到冲刷和腐蚀。根据用户单位使用国内外灰水黑水阀所得的经验，球体和阀座密封面硬度不低于50-55HRC，同时还应保证硬化层具有一定的厚度且结合强度不低于65-70MPa。保证涂层不脱落。
      5. 由于阀门要求在高压差下确保严密密封，因而球体合法做应采用自动研磨进行配对研磨已达到球体高的圆度、密封面的高吻合度和提高生产率。
      五.结语
      根据进口和国产灰水黑水阀的结构特点以及现场使用情况，对其各自进行分析和对比，经过不断地改进优化阀门内部结构，使其满足系统运行要求。逐步使其国产化。也为化工系统的高效运行提供了可靠的保证。