哈氏合金鋼球閥

哈氏合金鋼球閥結(jié)構(gòu)屬于硬密封球閥。閥門為分體式結(jié)構(gòu)，球體與閥座從側(cè)端裝入。

閥體：采用哈氏合金鍛鋼材料?；瘜W(xué)成分和機(jī)械性能符合ASME 標(biāo)準(zhǔn)要求。

閥桿是傳遞閥門扭矩的關(guān)鍵件，閥桿表面加工的光潔度影響整個閥門的扭矩。提高閥桿表面的硬度，可以減小閥桿的磨損。為此，閥桿采用了精加工、滾壓、拋光等工藝。閥桿表面光潔度可達(dá)Ra 0.2~Ra0.4，閥桿通過鍍鎳磷工藝提高了表面硬度。

閥桿上設(shè)計了防靜電結(jié)構(gòu)，保證了球體與閥桿，以及閥桿與閥體之間的金屬連接。符合相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求。

注：型號代表意義

Q代表球閥  4代表法蘭連接 7代表固定式 Y代表NI60

　高壓球閥（哈氏合金鋼球閥）浙江摩根閥門有限公司現(xiàn)場哈氏合金鋼球閥圖片

1、哈氏合金鋼球閥設(shè)計參數(shù)如下：

l 公稱壓力：900Lb；

l 公稱通徑： 2”全通徑；

l 主體材料：hastelloy C-276；

l 內(nèi)件材料： hastelloy C-276+鈷基+碳化鎢；（球閥用Hastelloy G30）

l 連接形式：按照客戶要求；

l 結(jié)構(gòu)長度：按照客戶要求；

l 泄漏等級：FCI 70.2 VI；

l 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)： ASME B16.34，API6D等

l 適用溫度：常溫。

2、哈氏合金鋼球閥設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)計規(guī)范：設(shè)計和制造按ASME B16.34；

閥門結(jié)構(gòu)長度按ASME B16.10；

法蘭尺寸按ASME B16.5。

參考標(biāo)準(zhǔn)：

API 6D-2008《石油和天然氣工業(yè)管線輸送系統(tǒng)管線閥門》；

API 598-2009《閥門的檢查我和試驗(yàn)》 ；

ASTM A182- 2002a《高溫用鍛制或軋制合金鋼法蘭、鍛制管件、閥門和部件》；

ASTM A193/A-2001b《高溫用合金鋼和不銹鋼栓接材料》；

API Q1-2007《質(zhì)量綱要規(guī)范》；

NACE-MR-0175-2003 《油田設(shè)備用抗硫化物應(yīng)力腐蝕斷裂和應(yīng)力腐蝕裂紋的金屬材料》；

API 607  《閥門火燒試驗(yàn)》等。

（填上哈氏合金標(biāo)準(zhǔn)號）

3、哈氏合金鋼球閥材料的選擇

根據(jù)氫氣特性，閥門主要部件材料選擇如下：

閥體、側(cè)蓋、：Hastelloy C-276；

球體：Hastelloy C-276+鈷基+碳化鎢；

閥座：Hastelloy C-276+鈷基+碳化鎢；（球閥用Hastelloy G30）

閥桿：XM-19；

彈簧：Inconel X-750；

緊固件：B7+噴氟；

中法蘭密封材料：石墨+O型圈（氟橡膠）。

哈氏合金球閥材料的選擇

根據(jù)氫氣特性，閥門主要部件材料選擇如下：

閥體、側(cè)蓋、：Hastelloy C-276；

球體：Hastelloy C-276+鈷基+碳化鎢；

閥座：Hastelloy C-276+鈷基+碳化鎢；（球閥用Hastelloy G30）

閥桿：XM-19；

彈簧：Inconel X-750；（這二項(xiàng)與介質(zhì)接觸，抗腐蝕能力是否可行？）

緊固件：B7+噴氟；

中法蘭密封材料：石墨+O型圈（氟橡膠）。（數(shù)據(jù)表要求在250°C下穩(wěn)定動行，氟橡膠可行否？）

球體與閥座屬于內(nèi)件，暴露與介質(zhì)之中。閥座與球體之間采用金屬硬密封接觸。

閥座、球體表面采用先堆焊鈷基合金(先熱噴鈷基合金然后碳化鎢再噴鈷基合金，厚度達(dá)1mm以上，重熔處理)，然后鈷基表面再采用的“鎳包碳化鎢超音速熱噴涂并重熔工藝”的硬化處理。提高密封面的耐磨性和硬度及抗沖刷性。

WC是一種高硬度、高強(qiáng)度和高耐磨性兼?zhèn)涞挠操|(zhì)合金，它的粒度一般為0.2～1.0µm以下，大部分在0.5µ,m以下，具有硬質(zhì)合金的高硬度和高速鋼的強(qiáng)度。其硬度不小于HRC68，結(jié)合強(qiáng)度不小于70。

本公司生產(chǎn)的硬密封球閥，閥座、球體表面采用鎳包碳化鎢（在Ni60中加入一定比碳化鎢）超音速熱噴涂。厚度可達(dá)0.5～0.8mm。以保證密封面不受介質(zhì)及其中棵粒物的影響；降低表面的摩擦系數(shù)，提高表面抗磨損性能，它具有耐磨、減摩、耐熱、耐腐蝕、摩擦系數(shù)低、防咬合等特點(diǎn)，能改善表面性能，提高壽命。

在噴涂后工件整體進(jìn)行重熔熱處理，減少硬質(zhì)合金表面的孔隙率，提高涂層致密度，增加噴涂的硬質(zhì)合金與本體的結(jié)合力，與底材更牢固地粘結(jié),使其成為一體?？捎行У匾种屏鸭y的產(chǎn)生和擴(kuò)展，從而提高涂層的硬度和韌性，并獲得適當(dāng)?shù)挠捕?韌性比和降低殘余應(yīng)力提高密封面的硬度和耐磨性。從而具有較高的承載能力。從而大大的提高了閥門的使用受命。

（噴涂表面含球流道和閥座流道，沖刷和腐蝕共同做用下，從沒有硬化的表面開始）

彈簧材料的選擇

為了能夠滿足工況的需求，抗氫腐蝕，同時又要有良好的機(jī)械性能，能夠提供密封所需要預(yù)緊力，因此采用了inconel X-750合金材料。

閥桿材料的選擇

閥桿的設(shè)計與球體分離，便于維修，以及更換密封材料。閥桿與球體連接傳遞扭矩。閥桿可以選用高強(qiáng)度的XM-19（耐腐蝕上可能不行），表面鍍ENP，提高硬度。

閥體與側(cè)體的密封材料選擇

閥體與側(cè)體之間選擇夾不銹鋼石墨纏繞墊，可以起到密封和防火功能。在閥體與側(cè)體之間增設(shè)了O型圈（諾是金屬的可以，橡膠類O形圈可能溫度上不可以），作為一級密封。纏繞墊作為次級密封。如下圖所示：

螺栓和螺母的選擇

螺栓和螺母選用ASTM A193-B8M和ASTM A194-8M，適用溫度范圍：-29~180℃。材料符合NACE 標(biāo)準(zhǔn)要求。

4、哈氏合金球閥設(shè)計方案結(jié)構(gòu)示意圖

5、哈氏合金球閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

本球閥通過球體90°旋轉(zhuǎn)打開或關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)管路的聯(lián)通與切斷功能。

閥門通過閥桿上鍵與執(zhí)行機(jī)構(gòu)（電動、氣動、蝸輪傳動、液動或氣液聯(lián)動等）連接。執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出力矩，傳遞于閥桿，閥桿帶動球體旋轉(zhuǎn)90°，實(shí)現(xiàn)閥門啟閉動作。

球體與閥座圈之間的緊密貼合，以及合理的材料選擇與精密的工藝加工，決定了作為截斷介質(zhì)的密封副匹配。

閥座后面的彈性元件提供了閥座與球體之間密封所需要的最小預(yù)緊力。同時，閥座圈的密封面設(shè)計滿足密封所需的必須比壓和許用比壓。當(dāng)閥門在環(huán)境溫度變換時，球體密封面和閥座密封面產(chǎn)生收縮或膨脹，導(dǎo)致密封效果受到影響。此時，閥座后面彈性元件起到自調(diào)節(jié)功能，將閥座調(diào)整到位置，發(fā)揮了閥門密封性能。閥座密封面與球體密封面長期磨損的情況下，壓縮量逐漸減少，也影響了閥門的密封效果。此時，閥座后面的彈性元件與介質(zhì)的作用力將閥座推向球面，壓縮量得到了一定補(bǔ)償，閥座起到了活塞作用。此外，當(dāng)閥腔壓力過大時，為了防止中腔截壓過載的危險，具有活塞作用的下游閥座，在中腔壓力下閥座被推開脫離球面，中腔壓力得到泄放，起到了自泄壓功能。（要求壓力泄放到上游）這也是活塞閥座的另一功能。閥座的結(jié)構(gòu)設(shè)計符合API 6D要求。

本球閥結(jié)構(gòu)屬于硬密封球閥。閥門為分體式結(jié)構(gòu)，球體與閥座從側(cè)端裝入。

閥體：采用哈氏合金鍛鋼材料?；瘜W(xué)成分和機(jī)械性能符合ASME 標(biāo)準(zhǔn)要求。

閥桿是傳遞閥門扭矩的關(guān)鍵件，閥桿表面加工的光潔度影響整個閥門的扭矩。提高閥桿表面的硬度，可以減小閥桿的磨損。為此，閥桿采用了精加工、滾壓、拋光等工藝。閥桿表面光潔度可達(dá)Ra 0.2~Ra0.4，閥桿通過鍍鎳磷工藝提高了表面硬度。

閥桿上設(shè)計了防靜電結(jié)構(gòu)，保證了球體與閥桿，以及閥桿與閥體之間的金屬連接。符合相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求。

球體與閥座的加工是整個閥門密封性能的關(guān)鍵。球體和閥座采用鍛件材料加工而成，球面和閥座密封面先堆焊鈷基合金，然后超音速噴焊混合硬質(zhì)合金。球體在加工中嚴(yán)格控制了球面的圓度，達(dá)到0.005mm。球體和閥座密封面噴涂層加厚。密封表面采用High velocity oxy-fuel (HVOF)超音速噴焊之后，利用Spray and fuse (S&F)重熔技術(shù)，增強(qiáng)了硬質(zhì)合金與基體之間的結(jié)合力。

球體與閥座使用專用設(shè)備進(jìn)行配對研磨。裝配之前，再經(jīng)過技師們的手工研磨和測試，使密封面的光潔度可達(dá)0.2以上，以保證球體密封面和閥座密封面99% 接觸。從而使泄漏等級達(dá)到FCI 70-2 VI級（ASME B16.104）。

這種球面與閥座密封面材料匹配以及特殊的密封面加厚層工藝，保證了閥門長壽命特點(diǎn)。

固定球閥的閥座次密封以及閥桿密封的設(shè)計，引進(jìn)了的唇形密封座（Lipseal）。并結(jié)合了自身多年的特種閥門設(shè)計研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，以及各類金屬密封圈的研制經(jīng)驗(yàn)（如：金屬C型圈，空心金屬O型圈，金屬U型圈等），將其改進(jìn)，達(dá)到了更優(yōu)密封效果。我公司稱其密封圈為：U型彈簧蓄能增壓密封圈，并向國家局申報了實(shí)用型。

浙江摩根閥門有限公司自主研發(fā)的U型彈簧蓄能增壓密封圈，采用了金屬U型圈外面包覆PTFE或PCTFE作為密封材料。取代了使用螺旋彈簧做骨架的唇形密封座（Lipseal），避免了重疊或焊接連接而導(dǎo)致的受力不均現(xiàn)象。U型彈簧蓄能增壓密封圈在不同的溫度與壓力下，經(jīng)過反復(fù)驗(yàn)證，表明受力均勻，密封良好。如下圖：

U型彈簧蓄能增壓密封圈作為閥座后次級密封，可以實(shí)現(xiàn)閥座DBB（或DIB）的功能，符合API 6D設(shè)計要求。

閥門在溫度劇烈變化中，U型彈簧蓄能增壓密封圈可以根據(jù)壓力與溫度的變化自身調(diào)節(jié)，同時還降低了閥門的扭矩。介質(zhì)的壓力結(jié)合金屬圈的彈性蓄能為密封比壓提供了最小預(yù)緊力。巧妙地結(jié)構(gòu)設(shè)計，大大的延長了閥門的使用壽命。

閥門閥桿與填料處設(shè)計多重密封組合，既設(shè)計了柔性石墨防火填料密封，又增加了U型彈簧蓄能增壓密封圈，并O型圈輔助密封。保證了閥門填料泄漏等級滿足MESC SPE 77/312微泄露試驗(yàn)。密封結(jié)構(gòu)詳見小樣圖。

6、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇

分體式固定硬密封球閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以滿足客戶對不同執(zhí)行機(jī)構(gòu)的要求。

哈氏合金鋼球閥產(chǎn)品的采購須知：

哈氏合金球閥商品已標(biāo)的價格表是臨時價格，具體價格已具體參數(shù)議價，根據(jù)材質(zhì)及口徑尺寸壓力大小而定，具體價格您可以聯(lián)系我們，以實(shí)時報價為準(zhǔn)。

哈氏合金球閥產(chǎn)品名稱與哈氏合金球閥的型號；哈氏合金鋼球閥的操作方式（有手動渦輪傳動氣動電動等）；哈氏合金球閥的密封面材質(zhì)和硬度；哈氏合金球閥的閥體材質(zhì)； 哈氏合金球閥的壓力； 哈氏合金球閥的使用介質(zhì)（名稱、粘度、顆粒腐蝕性、毒性；哈氏合金球閥我們可以根據(jù)您提供的圖紙定做生產(chǎn)；也可以按我公司提供的圖紙生產(chǎn)。哈氏合金球閥產(chǎn)品包裝人性化亦可按您的要求辦理。

若已經(jīng)由設(shè)計單位選定摩根的哈氏合金鋼球閥型號，請按哈氏合金球閥型號直接向我司銷售部訂購。

當(dāng)使用的場合非常重要或環(huán)境比較復(fù)雜時,請您盡量提供設(shè)計圖紙和詳細(xì)參數(shù)，由我們的摩根公司專家為您審核把關(guān)。
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