一種在純堿工業(yè)中使用的耐腐蝕旋球閥

吳紅濤，劉麗娟

(河南泉舜流體控制科技有限公司，河南鄭州 450001)

?

一種在純堿工業(yè)中使用的耐腐蝕旋球閥

吳紅濤，劉麗娟

(河南泉舜流體控制科技有限公司，河南鄭州 450001)

目前我國(guó)的純堿企業(yè)使用的閥門特別是在純堿和氯化銨生產(chǎn)過(guò)程中，都存在易揮發(fā)、易腐蝕、易結(jié)晶的介質(zhì)，從而造成閥門的腐蝕、內(nèi)腔結(jié)疤以及其執(zhí)行器損壞、關(guān)不到位、卡死等現(xiàn)象，怎樣防止或減緩該現(xiàn)象的發(fā)生，是需要現(xiàn)場(chǎng)檢修人員和閥門設(shè)計(jì)廠家共同研究的課題。結(jié)合用戶的反饋及建議，我公司研制的一種耐腐蝕旋球閥，能夠幫助用戶改善這一現(xiàn)象的發(fā)生。

旋球閥；結(jié)構(gòu)；純堿：耐腐蝕；結(jié)晶；結(jié)疤

1 純堿企業(yè)中閥門的使用工況

目前我國(guó)的純堿企業(yè)主要是采用氨堿法和聯(lián)堿法進(jìn)行生產(chǎn)的，這兩種生產(chǎn)工藝，在純堿和氯化銨生產(chǎn)過(guò)程中，都存在NH4OH、NaCl等溶質(zhì)的混合溶液, 該類溶液具有易揮發(fā)、電化學(xué)腐蝕比較明顯的特點(diǎn)，對(duì)設(shè)備本體以及外表面、內(nèi)表面防電化學(xué)腐蝕的性能都有較高的要求。

在非腐蝕、非結(jié)疤工況下使用的閥門較多具有啟閉迅速、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，閥門在截流、節(jié)流中起到了省力、易操作的作用。

但在易腐蝕、易結(jié)疤且現(xiàn)場(chǎng)介質(zhì)易揮發(fā)情況下，雖然采用了不銹鋼閥門，由于易揮發(fā)腐蝕性氣體存在，使得閥門尤其是其執(zhí)行器外觀腐蝕情況比較普遍，甚至執(zhí)行器內(nèi)部潤(rùn)滑物質(zhì)也會(huì)受到影響。一般閥門使用一段時(shí)間后，閥門閥座及閥瓣之間存在結(jié)晶物，使得啟閉力矩增大，開(kāi)關(guān)費(fèi)力，同時(shí)執(zhí)行器的潤(rùn)滑部分效率隨之降低，間接造成執(zhí)行器內(nèi)腔機(jī)械部分傳動(dòng)力矩明顯增加，最后形成執(zhí)行器開(kāi)關(guān)困難的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)打不開(kāi)的情況。這種情況下如果強(qiáng)行開(kāi)關(guān)閥門，就會(huì)造成執(zhí)行器損壞，從而影響了閥門的啟閉及管道系統(tǒng)的通斷過(guò)程。

實(shí)際在易揮發(fā)、易腐蝕環(huán)境中，易結(jié)疤、易結(jié)晶工況閥門往往出現(xiàn)執(zhí)行器開(kāi)啟困難、甚至殼體損壞的情況，這些狀況均與以上所述的閥門密封副存在結(jié)晶物，閥門啟閉力矩增大，執(zhí)行器內(nèi)潤(rùn)滑部分效率降低，機(jī)械部分傳動(dòng)受阻等因素有關(guān)。

2 耐腐蝕旋球閥的特點(diǎn)

結(jié)合以上用戶在生產(chǎn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題以及結(jié)合廣大用戶給我們的建議，我公司針對(duì)易腐蝕、易揮發(fā)工況研制了一種耐腐蝕旋球閥，該閥門性能特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：

1)針對(duì)易腐蝕、易揮發(fā)工況，閥門執(zhí)行器機(jī)械傳動(dòng)部分采用耐蝕鋼，解決了原來(lái)執(zhí)行器內(nèi)件生銹傳動(dòng)受阻、咬死等情況，同時(shí)優(yōu)化了閥門執(zhí)行器結(jié)構(gòu)，對(duì)閥門執(zhí)行器外伸連接處特別增設(shè)了多道防塵封圈，防止易揮發(fā)、腐蝕氣體進(jìn)入執(zhí)行器內(nèi)部，從而影響執(zhí)行器潤(rùn)滑部分的效果，使得閥門在易腐蝕、易揮發(fā)工況條件下，保持原來(lái)的扭矩不增加，開(kāi)關(guān)順暢以及良好的潤(rùn)滑效果，有效地延長(zhǎng)閥門的使用壽命。

2)閥門執(zhí)行器蝸桿軸肩處增設(shè)耐磨損、自潤(rùn)滑性較好材料的滑動(dòng)軸承，使得執(zhí)行器機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部分摩擦系數(shù)有效降低，傳動(dòng)效率明顯提高，從而大大減少了閥門執(zhí)行器啟閉困難、甚至損壞的幾率。

3)閥門執(zhí)行器內(nèi)部潤(rùn)滑部分采用防腐蝕潤(rùn)滑脂，使閥門在易腐蝕、易揮發(fā)工況條件下潤(rùn)滑性能保持不變，潤(rùn)滑效果也依然良好。

4)由于一般該工況壓力基本在中低壓范圍，可以將閥門原來(lái)分體式浮動(dòng)閥座改為一體式閥座，防止從介質(zhì)中析出的結(jié)晶物進(jìn)入原分體式閥座間隙之中影響浮動(dòng)效果，閥座與閥體處增設(shè)具有緩沖作用的彈性金屬緩沖圈，當(dāng)閥座及閥瓣之間存在結(jié)晶物，力矩增大時(shí)，由于閥座壓緊緩沖圈時(shí)儲(chǔ)存有一定量的彈性勢(shì)能，閥門啟閉時(shí)力首先通過(guò)閥瓣作用在閥座之上，這時(shí)彈性金屬緩沖圈集聚的彈性勢(shì)能有利于閥座動(dòng)作，使閥座向后移動(dòng)，防止因閥座及閥瓣之間存在結(jié)晶物，兩者位置相對(duì)固定發(fā)生卡死現(xiàn)象，另外建議在使用時(shí)對(duì)閥門最好有一定保溫措施，從而減少結(jié)晶物的析出。

3 結(jié)構(gòu)與工作原理

主要結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

工作原理：緩沖圈集聚的彈力更利于一體式閥座后退，防止因閥座及閥瓣之間存在結(jié)晶物時(shí)，發(fā)生卡死現(xiàn)象。耐腐蝕執(zhí)行器軸肩處增設(shè)耐磨損、自潤(rùn)滑性較好材料的滑動(dòng)軸承，減少了減速器的操作力矩，采用防腐蝕潤(rùn)滑脂，使閥門在易腐蝕、易揮發(fā)工況條件下潤(rùn)滑性能保持不變，潤(rùn)滑效果也依然良好，機(jī)械傳動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)輕快、靈活，防止執(zhí)行器因腐蝕而咬死。

1.一體式閥座 2.耐腐蝕不銹鋼閥體 3.執(zhí)行器蝸桿軸肩耐磨損、自潤(rùn)滑性較好材料的滑動(dòng)軸承 4.執(zhí)行器組合式防塵圈 5.緩沖圈圖1 耐腐蝕旋球閥的結(jié)構(gòu)

4 小 結(jié)

經(jīng)過(guò)純堿行業(yè)用戶多次的試用，目前該耐腐蝕旋球閥工作狀態(tài)良好，而且啟閉靈活、很少出現(xiàn)閥門卡死、執(zhí)行器損壞現(xiàn)象，同時(shí)使用中也大大節(jié)省了更換頻次，性能穩(wěn)定、安全、可靠。該球閥是主要用于化工工藝系統(tǒng)的一種耐腐蝕性閥門，也可用于供熱、供油、冶金、電力等有耐腐蝕性要求的工業(yè)領(lǐng)域。

[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

[4] 吳紅濤.化工專用蝸輪減速器在純堿工業(yè)中的應(yīng)用 [J]. 純堿工業(yè)，2015(6)

TQ114.15

B

1005-8370(2016)06-20-02

2016-10-13

吳紅濤(1983—)，男，工程師，主要從事壓力容器、閥門等化工設(shè)備的研發(fā)與應(yīng)用。