5)上、下支撑轴定位,固定球设计,上、下支撑轴都固定在阀体上。下支撑轴为实心结构,上支撑轴为空心结构,中间倒装有阀杆。球芯在阀杆的带动下,围绕上、下支撑轴旋转运动。上、下支撑轴与球芯接触的部位,均喷焊镍基合金,提高强度及耐磨性,确保长时间使用也不会磨损,并能够满足阀门频繁动作的要求。1.2 C型耐磨球阀的控制方式根据使用现场的要求,配备不同的执行机构:手柄手动、手动涡轮、气动单作用弹簧复位气缸、气动双作用气缸、电动执行机构、电液执行机构,方便使用和安装。
图2 C型耐磨球阀的结构剖面图
2 在激冷水泵位置的应用
2.1 应用在激冷水泵位置的分析在煤化工系统中高压闪蒸罐、真空闪蒸罐及高闪罐顶分离器等系统设备上的阀门使用工况苛刻,流体介质主要为高温的黑水、渣水及灰水。黑水、渣水及灰水含有氯离子、氨、钾盐、硫化氢或磷酸等强腐蚀介质,并且阀门前后压差大。在节流口,流体介质混杂着硬质颗粒高速流动,具有强大的动能,阀门的阀芯或阀座等表面很快被冲出流线形的细槽,形成侵蚀,同时有阻塞流发生,高速流体产生闪蒸或空化。介质在阀腔内的聚泡爆裂过程,会释放很大的能量,对阀体内部及节流元件等零件产生强力破坏,形成气蚀。对于阀门性能要求必需满足耐高腐蚀、耐高冲刷和耐高温度的要求。
传统的工艺管线上主要采用进口的结构形式为偏心旋转调节阀,其结构耐腐蚀、耐高温性能好,但是耐冲刷性能差。其阀芯、阀座及阀体流道等喷涂碳化钨处理,其寿命约为3个月,而国内产品仅仅使用半个月左右。受此影响,装置运行需要频繁地更换阀门,既浪费工时又加大了生产成本。
C型耐磨球阀则正好能够解决上述位置出现的问题,既保证了开关动作的灵活性又能保证密封安全可靠。C型耐磨球阀采用双偏心结构,球体和阀座只在密封时才接触,其余行程均为无摩擦无磨损运动,开启轻便快捷,关闭时球面相对阀座渐入运动,对球面上沾敷物料有剪切作用,实现自清洁功能。阀门全开时,阀腔内无阻流元件,全通径设计,无物料滞留区,介质一直处于流动状态,能够有效解决介质的积渣结构问题,阀门关闭时,不存在死腔。C型耐磨球阀在密封上采用双偏心结构产生的扭矩密封和弹簧加载浮动阀座产生的介质压力自密封相结合,能够保证密封的可靠性。C型耐磨球阀采用上下支承轴结构,阀杆不承受介质力,只承受开启力矩,球面全部冶金熔融喷焊镍基合金,喷焊层和基材结合强度高,满足密封面耐磨要求,并且在上下支承轴和球体接触位置喷焊硬质合金,球体和支承轴长时间摩擦运动也不发生磨损。C型耐磨球阀还具有自动补偿、高寿命等优点,在上述位置上的使用寿命是其它阀门使用寿命的5倍以上
2.2 应用在激冷水泵出口位置的特殊要求上述分析只是介绍了C型耐磨球阀的性能特点及适应这些苛刻的工况。由C型耐磨球阀是单阀座带弹簧补偿的结构形式,决定了C型耐磨球阀是单向密封的,阀体上表示的方向,应该理解为不是流向,而是标示阀门的承压方向。阀门在关闭的情况下,按照承压方向过来的高压介质的作用力,同时作用在阀芯和阀座上。阀芯受到的作用力被上下支撑轴承受,并被最终释放到阀体上,相对于上下支撑轴来讲,阀芯没有移动。阀座前面受到高压介质的作用力,由于阀座是可以在一定的范围内动态活动,使阀座具有贴紧阀芯密封面的运动趋势,强化阀门密封副之间的闭合压力、起到关闭的作用。反之,逆向过来的高压介质的作用力,也要同时作用在阀芯和阀座上。阀芯受到的作用力被上下支撑轴承受,并被最终释放到阀体上,相对于上下支撑轴来讲,阀芯没有移动。阀座后面受到高压介质的作用力,由于阀座是可以在一定的范围内动态活动,使阀座相对于阀芯密封面产生远离运动的趋势,随着承受压力的不断升高而使阀门密封副之间的压紧力逐渐降低,直至密封副之间脱离,相对于起到打开的作用,表象来看,阀门出现泄漏。这就要求,在应用于激冷水泵出口等等位置时,阀门标示的方向和实际介质的流向相反。这是因为,在激冷水泵的出口阀门关闭后,阀门承受的是阀后介质的高压,此时需要阻断后部管路的介质流向激冷水泵。有一个案例,是某化工厂的黑水泵进出口阀门,均采用的是C型耐磨球阀,安装方向是阀体标示的方向与流向一致,使用过程中反应阀门出现内漏,往往需要出口阀门开关几次之后才行。把出口阀门倒向,问题解决。
2.3 在应用过程中的一些注意事项
1)C型耐磨球阀为扭矩密封,越关越紧。但是在实际使用中,建议把阀门关闭到不漏的位置即可,而不能硬关到底。阀门在出厂前,均已经调试好并固定好了位置,阀门的关闭限位是通过蜗轮机构的限位螺钉、气缸的关闭限位螺钉、电动执行机构的关闭限位点和限位螺钉、电液执行机构的机械限位螺钉等来实现的。假如是一台裸阀,在现场安装执行机构的话,就需要注意上述的要求,提前做好标识,避免安装不合适造成的问题和故障。
2)C型耐磨球阀使用一段时间之后,如果确认出现内漏,可以通过微调关闭位置的手段解决。
具体的操作方式为
①对于气动阀门,调节气动执行机构的关阀限位螺钉,退出1圈~1.5圈并再次备紧;
②对于采用电动执行机构和电液执行机构的阀门,重新调校关闭位置,使阀门继续关闭0.5%~1%的行程为新的关闭位置即可。如果已经机械限位,需要调整蜗轮机构限位,把关阀限位螺钉退出1圈~2圈并再次备紧,之后重新调校电动执行机构的关闭位置;
③对于手动阀门,调整蜗轮机构的关闭限位,把关阀限位螺钉退出1圈~2圈并再次备紧 。
(来源:中国泵阀第一网)
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