化工專用蝸輪減速器在純堿工業(yè)中的應(yīng)用

吳紅濤，呂曉芳

（河南泉舜流體控制科技有限公司，河南 鄭州 450001）

1 聯(lián)堿廠結(jié)晶、碳化系統(tǒng)工況特點(diǎn)及現(xiàn)用閥門執(zhí)行器存在的問(wèn)題

聯(lián)堿廠結(jié)晶系統(tǒng)、碳化系統(tǒng)的主要設(shè)備有母液槽、真空濾堿機(jī)、聯(lián)堿稠厚器等設(shè)備，而經(jīng)過(guò)母液槽、真空濾堿機(jī)、聯(lián)堿稠厚器的母液中主要含有NH4Cl以及NaCl、（NH4）2CO3、NH4HCO3、CaCO3等鹽類的混合溶液，該溶液具有一個(gè)共性，就是均為強(qiáng)電解質(zhì)，比較有利于電化學(xué)腐蝕的進(jìn)行。在生產(chǎn)實(shí)際中，由于介質(zhì)的流速、濃度、溫度、壓力等條件的影響，腐蝕和結(jié)疤比較嚴(yán)重，目前該工況使用的部分回轉(zhuǎn)型閥門主要有球閥、偏心球閥、蝶閥等，所配執(zhí)行器多為碳鋼材質(zhì)的蝸輪減速器。該執(zhí)行器的特點(diǎn)是使用周期短，容易造成閥門開(kāi)啟、關(guān)閉困難，甚至卡死無(wú)法使用。

2 問(wèn)題分析及解決方案

純堿生產(chǎn)中，閥門的蝸輪執(zhí)行器在使用過(guò)程中，由于環(huán)境中含有腐蝕性氣體NH3，使得執(zhí)行器外觀甚至內(nèi)部零部件腐蝕情況比較普遍，一般使用一段時(shí)間后，執(zhí)行器內(nèi)腔的潤(rùn)滑脂很快失效，直接造成執(zhí)行器中腔零部件生銹，蝸輪蝸桿嚙合轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于沒(méi)有了潤(rùn)滑作用嚙合摩擦力很大，執(zhí)行器啟閉就不再靈活，甚至出現(xiàn)卡死的情況，最終造成執(zhí)行器殼體扳裂，嚴(yán)重影響了閥門的啟閉及生產(chǎn)過(guò)程。

實(shí)際使用過(guò)程中，常常出現(xiàn)執(zhí)行器手輪掰斷、執(zhí)行器殼體開(kāi)裂現(xiàn)象，這些都和執(zhí)行器蝸輪蝸桿生銹、潤(rùn)滑油脂失效，執(zhí)行器操作力矩增大等因素有關(guān)。

結(jié)合化工廠介質(zhì)特點(diǎn)及工況需要，我公司聯(lián)合執(zhí)行器廠家開(kāi)發(fā)了化工專用蝸輪減速器，該執(zhí)行器不僅增加殼體的密封性，又將關(guān)鍵零配件，更換為耐腐蝕材料，在有配合要求的前后軸承部位，增加機(jī)械滾動(dòng)設(shè)計(jì)，解決以往單依靠潤(rùn)滑油提高滾動(dòng)效率的情況，殼體采用耐酸堿防腐涂料涂層，特別采用耐酸堿專用潤(rùn)滑脂，該潤(rùn)滑脂具有在以上各種酸、堿、鹽、腐蝕氣體、強(qiáng)氧化劑工藝介質(zhì)中不溶解不揮發(fā)等優(yōu)點(diǎn)，在－40～＋300℃均可使用。優(yōu)異的密封性、粘附性和化學(xué)安定性，使其在介質(zhì)接觸的機(jī)械設(shè)備、軸承、管路接頭、閥門的潤(rùn)滑、密封與防護(hù)中廣泛應(yīng)用，對(duì)工作環(huán)境要求耐酸、耐堿的工況十分有效。

我廠聯(lián)合執(zhí)行器廠家開(kāi)發(fā)的化工專用蝸輪減速器采用新的密封結(jié)構(gòu)、耐腐材料、耐酸堿專用潤(rùn)滑油脂等多重方法，解決閥門執(zhí)行器開(kāi)關(guān)不靈活、卡死等現(xiàn)象，進(jìn)而大大提高了閥門的使用壽命。

3 化工專用蝸輪減速器設(shè)計(jì)特點(diǎn)及性能規(guī)范

化工專用蝸輪減速器是我廠在借鑒普通蝸輪減速器的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)純堿裝置生產(chǎn)實(shí)踐，并充分考慮純堿各工藝介質(zhì)特性，開(kāi)發(fā)、研制的專用產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)不斷探索和經(jīng)驗(yàn)積累，形成了我廠化工專用蝸輪減速器的設(shè)計(jì)、制造的完整體系。

3.1 原結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

原蝸輪減速器結(jié)構(gòu)主要有鑄鐵HT200箱體、球鐵QT500蝸輪、45＃蝸桿、HT200箱蓋、Q235指示盤等零部件組成。

圖1 原蝸輪減速器結(jié)構(gòu)

3.2 改進(jìn)后結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1）耐腐不銹鋼蝸輪、蝸桿：針對(duì)純堿特殊的工況，該系列化工專用蝸輪減速器采用耐腐蝕不銹鋼蝸輪、蝸桿，解決了原來(lái)蝸輪蝸桿生銹卡死的情況，極大提高蝸輪蝸桿在惡劣工況下的使用壽命。同時(shí)采用計(jì)算機(jī)三維立體造型，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)蝸桿出口連接處作增設(shè)密封圈，形成防止環(huán)境中的腐蝕氣體進(jìn)入減速器箱體的第一道屏障，并涂抹耐酸堿專用潤(rùn)滑脂，使得蝸輪減速器在酸堿工況條件保持良好的密封，有效延長(zhǎng)蝸輪減速器的使用壽命。

圖2 化工專用蝸輪減速器結(jié)構(gòu)

2）蝸桿、蝸輪軸肩處增設(shè)4處滾動(dòng)軸承：使得蝸輪蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)更加靈活，從而減少了減速器的操作力矩，采用鎳基粉末冶金材料使得軸承的耐磨性能大大提高，特別是在純堿行業(yè)腐蝕性工況條件下提高了減速器的使用壽命。

3）潤(rùn)滑系統(tǒng)采用耐酸堿專用潤(rùn)滑油脂：一是內(nèi)腔填滿耐酸堿專用油脂能大大提高箱體內(nèi)部的密封性能，減緩減速器內(nèi)部零部件的腐蝕程度；二是耐酸堿專用油脂的使用大大提高了嚙合機(jī)構(gòu)之間的潤(rùn)滑性能，即使環(huán)境中的腐蝕氣體進(jìn)入減速器箱體，耐酸堿專用油脂潤(rùn)滑性能依然良好，即形成防止腐蝕氣體進(jìn)入減速器箱體第二道屏障。

4）減速器外表面噴涂防腐油漆：噴漆采用無(wú)機(jī)富鋅防腐底漆加防腐面漆的噴涂方式，漆膜厚度比原普通型減速器厚2倍，保證達(dá)到在純堿工況下長(zhǎng)期使用的目的，并且具有良好的密封性能。

3.3 性能規(guī)范

適用閥門公稱通徑：DN50～1600

適用閥門公稱壓力：PN0.6～4.0MPa

輸出扭矩：200～140000N·m

適用溫度：－40～300℃

適用介質(zhì)：碳化塔AⅡ及中和水進(jìn)液口、AⅡ泵及中和水泵進(jìn)出口、氨鹽水隔離、氨堿泵進(jìn)出口，氨鹽水、堿液、碳化尾氣、濾過(guò)母液管線等工作壓力PN0.6～4.0MPa、工作溫度－40～300℃的各種槽底、槽壁、罐底位置的角行程閥門。

3.4 使用維護(hù)

在純堿工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際中，由于介質(zhì)的流速、濃度、溫度、壓力等條件的影響，腐蝕和結(jié)疤情況不可避免，除了改進(jìn)閥門執(zhí)行器的耐腐蝕性能，閥門在使用維護(hù)中也要注意，建議在腐蝕、結(jié)疤工位的閥門至少每周開(kāi)關(guān)一次，發(fā)現(xiàn)啟閉不靈活時(shí)及時(shí)維修，防止閥門啟閉困難、卡死、執(zhí)行器扳裂現(xiàn)象的發(fā)生。

4 效果分析

化工專用蝸輪減速器是河南泉舜流體控制科技有限公司針對(duì)化工苛刻工況聯(lián)合執(zhí)行器廠家研發(fā)的專用系列閥門執(zhí)行器，具有良好的耐腐蝕性能，執(zhí)行器設(shè)計(jì)多點(diǎn)創(chuàng)新，性能領(lǐng)先國(guó)內(nèi)同行業(yè)水平。經(jīng)過(guò)在河南金山化工有限責(zé)任公司一年多的試用，目前仍在正常使用中，而且啟閉靈活、沒(méi)有出現(xiàn)執(zhí)行器手輪掰斷、執(zhí)行器殼體開(kāi)裂現(xiàn)象。

化工專用蝸輪減速器在河南金山化工有限責(zé)任公司的成功試用，再次證明滿足用戶實(shí)際需要是我公司的經(jīng)營(yíng)之道。

［1］ 沈陽(yáng)閥門研究所.閥門設(shè)計(jì)［M］.沈陽(yáng)：沈陽(yáng)閥門研究所，1976

［2］ 朱良和.純堿企業(yè)閥門使用情況小結(jié)［J］.純堿工業(yè)，2006，（2）：45

［3］ 徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999