高温耐磨球阀维修及养护

随着经济的发展，工业装置不断向高参 数、大型化方向的发展，工业装置的工况条件 也越来越复杂，在很多情况下，阀门应用的工 况条件甚至同时具有高温、高压、含有大量硬 固体颗粒情况（比如：连续重整装置、延迟焦化 装置、多晶硅装置、催化剂脱硫吸附装置、煤 气化装置、冶金矿浆管道等），传统阀门无法 适用，金属硬密封耐磨球阀是目前一种普遍认同的阀门类型，正因为如此，近年来金属硬密封 耐磨球阀得到非常迅速的发展，其应用领域与范围 将更加广泛。 过去由于工艺的限制国内无法生产这类阀门， 长期依靠进口，这几年随着工艺和装备的不断发展 和完善，金属硬密封耐磨球阀的国产化也变得切实 可行。 我公司在设计、开发金属硬密封耐磨球阀之 前，维修大量进口品牌耐磨球阀(MOGAS 、VTI、NELES、KTM、PERRIN、BURGMANN ARGUS、VELAN 、HARTMAN、KINDER ） 等；在维修进口耐磨球阀的过程中吸收掌握国外 耐磨球阀关键的技术优点，并对其不足之处进行 改进，积累了丰富的设计制造经验。 针对连续重整装置用催化剂的苛刻工况条件， SHK研发团队投入大量的时间和精力、深入了解 生产工艺，现已成功开发催化剂耐磨球阀。

维修方案

根据连续重整装置的实际工况条件，结合 我公司多年的高温耐磨球阀设计制造经验，在确 定催化剂耐磨球阀方案时主要考虑问题如下：如 何保证高温下不出现“卡死”现象；如何保证高温 条件下涂层的耐磨性、耐冲刷性；如何保证高温 条件阀门的密封性能；如何进行高温模拟型式试 验，保证出厂的阀门能符合工况条件要求。

根据工艺工况条件,催化剂耐磨球阀采用浮动球结构,该 阀除了流阻小,启闭迅速,力矩较小，密封性能好等优点 外,还具有以下的优点:

（1）阀座和球体配对研磨,保证球体密封面和阀座密封面100%接触

（2）阀杆进行特殊的硬化处理,保证不会被拉伤或“咬 死。

（3）阀座刮刀结构设计：阀门每 次开启或者关闭过程中能对球体密 封面进行刮擦作用，为了防止固体 颗粒进入阀座密封区域影响阀门的密封性能。

（4）阀杆的材料采用耐高温高强度不锈钢ASTM A638 Gr.660具有足够强度，当扭矩增加到正常值的两倍，阀杆不会被扭断。

（5）为了防止颗粒进入阀座背密 封区域，使用了防颗粒阀座设计， 阀座后面有防尘设计，防止颗粒 介质进入弹簧后造成弹簧失效。

（6）采用弹性加载结构，在正常关闭情况下确保 了球体密封面和阀座密封面间的接触，在高温下 能有效补偿内件受热膨胀，避免因高温而导致的 卡阻。

（7）高温耐磨球阀的填料符合弹性预加载设计，其压 紧螺帽下面有一叠小板簧，可以给填料一个预紧力，必 要使还可以在运行期间调整。

（8）为了保证实际运行时阀座与阀球之间有一个足够 的接触力，从而保证阀座的泄漏等级达到ANSI/FCI Class Ⅵ，阀座后面必须有一个弹性元件。阀座后弹簧 采用Inconel750，无论温度和压力如何变化，它始终给 阀座一个推力，使其紧紧地靠在阀球上，从而保证阀座 泄漏等级。

（9）阀体采用偏芯结构设计： 通常情况下，主阀体装 填料部位是薄弱的部位。 通过采用偏芯结构设计 使得薄弱部位的强度大 大增强，满足强度要求。

特殊阀门维修和养护

（1） 试件以及所要求的机械试验符合相关 ASTM 及相关标准规范的要求。无损检测应符合阀门制造所参照的设计标准的要求，符合相应的材料等级及/或级别所适用 ASTM标准规范的要求。

（2） 所有试验与检测应在最终热处理后进行。

（3） 所有阀门逐个 MSS SP-55（美标阀门）、JB/T7927（国标阀门）进行外观检查（VT），对于铸件泪眼及裂纹缺陷不允许出现，对于锻件不允许存在发纹、裂纹、夹层、折叠、夹渣等缺陷。其余缺陷合格标准不低于 MSS SP-55（美标阀门）、JB/T7927（国标阀门）的 B 级要求。

（4）尺寸检查: 阀门的连接尺寸、外形尺寸及阀门开启高度应采用符合尺寸精度要求的测量工具进行检查。测量工具必须经过计量校检，并在校检有效期内。端部尺寸和偏差应符合 ASME B16.5、B16.25、B16.11 等标准要求。

（5）在热处理以及去除氧化皮后，按 ASME B16.34 的 8.3.1.1 节对同尺寸/类型/炉号和材料的铸钢阀门的阀体、阀盖等承压件，100%进行 X 射线检验。验收标准按 ASTME466。

（6）在完成热处理以及清除氧化皮后，验收标准参见 ASTM E446、E186 或 E280，并满足上述规范中严重等级 2 的要求。射线照相检验按 ASTM E94 进行，不同壁厚的参照照片参见 ASTM E446、E186 或 E280。磁粉检验锻件按 ASTM A275 进行, 铸件按 ASTME709 进行，验收标准见 MSS SP-53，参照照片见 ASTM A125。液体渗透检验按 ASTM E 165 进行，表面缺陷验收标准见 MSS SP-93，参照照片见 ASTM A125。超声波检验锻件按 ASTM A 388 进行铸件按 ASTM A609/E114 进行。不得允许有任何深度为 5%壁厚的缺陷存在。

（7）压力试验所有阀门在装配完成后,根据其制造时所遵照的标准的要求进行压力试验。所有的阀门按 API598（美标阀门）、JB/T909（国标阀门）进行检验，这些检查和试验均出具报告。

1：阀体水压试验；

2：高压密封试验；

3：低压氮气密封试验；

4：上密封试验（有上密封要求的阀门做上密封试验）

（8）手动和带驱动装置的阀门应当在阀门整机装配后进行 10 次（或以上）完整带压运循环操作。带驱动装置的阀门进行压力试验时整机带压操作阀门。

（9）奥氏体不锈钢阀门的压力试验符合以下附加要求：

1：压力试验用水中的氯离子含量应低于 25 ppm (cm3/m3)。

2：压力试验完成后，试验用水应立即排净，阀门用空气或干燥氮气吹干。

（10）具有防静电结构的阀门进行防静电荷聚集试验。

（11）脱脂试验 阀门在试验合格后，对阀体内腔和外表面及所有零件再次进行脱脂处理，再用无油干燥的氮气吹刷干净，直至确认无油污尘埃和脏物为止，检验方法用樟脑或荧光灯检查法。

（12）材料鉴定 对所有高合金钢、低合金钢、中合金钢以及不锈钢承压材料（阀体、法兰、阀盖、丝堵、放空和相关焊缝），在进厂后加工前按照要求进行材料鉴定（PMI）并标记，旨在核实材料的化学组份，可提供检测报告。