大口徑鋯材卡套旋塞閥的結(jié)構(gòu)與加工

王彩霞

（西安泵閥總廠有限公司，陜西 西安 710025）

供給某公司的14英寸300Lb的卡套旋塞閥，用于溫度190℃的羰基合成醋酸裝置，口徑大，工況溫度高，介質(zhì)具有腐蝕性，之前尚無(wú)制造經(jīng)驗(yàn)。

1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

針對(duì)合同工況要求，結(jié)合我公司在醋酸行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)定為鋯材整體鑄造雙壓板上下固定軸卡套式旋塞閥。

1.1 旋塞采用上下固定軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

當(dāng)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)或溫度變化時(shí)，旋塞與卡套間始終均勻擠壓，可靠密封，很好地解決了無(wú)下軸旋塞結(jié)構(gòu)閥門關(guān)閉時(shí)，旋塞受介質(zhì)力作用，旋塞體偏移，導(dǎo)致旋塞與卡套密封失效的問(wèn)題。

1.2 設(shè)計(jì)采用雙壓板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

獨(dú)立的填料密封和旋塞體密封加載。旋塞加載不影響填料的加載，不會(huì)增大填料的密封預(yù)緊力和填料摩擦阻力，啟閉力矩小，填料使用壽命長(zhǎng)；填料碟簧組合加載，始終給填料提供足夠的密封預(yù)緊力。

1.3 獨(dú)特四重旋塞軸填料密封結(jié)構(gòu)

第一道密封是旋塞體與卡套間的密封；第二道密封是反唇膜片+楔形密封墊密封；第三道密封采用我公司獨(dú)特的活塞效應(yīng)專利技術(shù)填料密封，該專利技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)是中填料、下填料外角有兩個(gè)角度，使填料兩次變形，產(chǎn)生兩道密封，兩填料間有較大的變形空間，始終保證了填料的彈性變形。另外，填料下部設(shè)計(jì)了一套活塞結(jié)構(gòu)，在有壓力時(shí)，活塞系統(tǒng)推動(dòng)填料向上，使上下填料外徑變形擠壓，實(shí)現(xiàn)可靠密封，壓力越大，密封性能越好；第四道密封采用耐250℃以上溫度的全氟醚（FFKM）O型圈密封。我公司獨(dú)特四重旋塞軸填料密封結(jié)構(gòu)徹底解決了閥門外漏問(wèn)題。

2 重要制造過(guò)程

2.1 承壓閥體采用702C整體鑄件

我公司鋯材鑄造始于2005年，是西北工業(yè)大學(xué)鈦鋯材鑄造產(chǎn)研結(jié)合單位，擁有真空凝殼澆注爐3臺(tái)，鑄造技術(shù)日益完善，質(zhì)量穩(wěn)定。

本次采用機(jī)加工“分型活塊”石墨型鑄造。對(duì)于大尺寸大重量的鋯鑄件，內(nèi)部缺陷主要為氣縮孔。為消除小尺寸氣縮孔缺陷和提高鑄件組織致密性，對(duì)鑄件進(jìn)行了高溫?zé)岬褥o壓工藝，以去除鑄件氣縮孔缺陷；以上工序完成后，對(duì)鑄件進(jìn)行射線與液體滲透檢測(cè)，按ASME B16.34強(qiáng)制附錄Ⅰ、附錄Ⅲ要求驗(yàn)收。

2.2 熱鑲卡套

鑲卡套前按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行殼體強(qiáng)度試驗(yàn)并合格，以免造成不必要的損失?？ㄌ仔y，難點(diǎn)主要是鑲卡套和密封的問(wèn)題?？ㄌ撞馁|(zhì)是R-PTFE，有延展性好、強(qiáng)度差的特性。為了鑲配時(shí)很好的變形，不損傷卡套，閥體和卡套同時(shí)在加熱爐中加熱至190℃，保溫1小時(shí)，加熱時(shí)應(yīng)墊不銹鋼板，防止鐵離子污染；為了保證閥體和卡套之間良好密封，卡套必須加工排氣孔，鑲配時(shí)制作了上、下導(dǎo)向工裝；為了成型穩(wěn)定，制作了三個(gè)不同尺寸的旋塞模在自己設(shè)計(jì)的專用壓力機(jī)上擠壓成型，最后用切刀修理流道口，完成卡套鑲配。

2.3 鐵污染防護(hù)及檢測(cè)

鐵污染會(huì)破壞鋯零件表面的防腐鈍化膜，降低零件的耐蝕性和劣化力學(xué)性能，使其焊接性能變差，縮短零件的使用壽命。鋯零件制造中鐵污染的預(yù)防應(yīng)貫穿整個(gè)過(guò)程，對(duì)與零件接觸的夾具、量具、工具等要做到嚴(yán)格把關(guān)，多檢查，去除徹底。檢驗(yàn)方法：用濾紙吸收菲繞啉溶液并緊貼于待檢查的零件表面，若濾紙呈橘紅色則說(shuō)明表面已被鐵污染，若呈淡粉色或有零星紅色斑點(diǎn)，可認(rèn)為零件表面清洗干凈，無(wú)鐵污染。

零件在加工和搬運(yùn)過(guò)程中，極難做到百分之百不受鐵離子的污染，常需對(duì)加工完成的零件進(jìn)行酸洗，去除鐵污染，并檢測(cè)零件化學(xué)成分應(yīng)達(dá)到材料標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著用戶生產(chǎn)線的投產(chǎn)，此次試制的卡套式旋塞閥再次得到了驗(yàn)證，為以后生產(chǎn)大口徑、中高壓卡套旋塞閥積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

◆參考文獻(xiàn)

[1] API 599，法蘭端、螺紋端和焊接端金屬旋塞閥[S].

[2] ASME B16.34，法蘭、螺紋和焊連接的閥門[S].