高温油浆专用阀的选型与设计

2020年第6期阀 门—35 —文章编号:丨002-5855 (2020)06-0035-03
高温油浆专用阀的选型与设计
液压一体升降柱
陆钰珍
(兰州高压阀门有限公司,甘肃兰州730060)
摘要介绍了高温油浆带催化剂颗粒及含有硫化氢等介质的恶劣工况,讨论了高温油浆专用 阀的选型原理,分析了高温油浆专用阀的选材原则及零件材质组合,重点给出了高温油浆专用阀的 特殊衬里耐磨结构设计、衬里使用与保养、试验规定。解决了炼油厂重催装置高温油浆管路用普通 闸阀密封性差、使用寿命短,容易引起安全事故的难题。
关键词石油化工用阀;专用阀;高温油浆;抗硫腐蚀;衬里;陶瓷涂层
中图分类号:TH134 文献标志码:A
The Type Selection Design of High Temperature Oil Slurry Special Valve
LU Yu-zhen
(Lan ZHou High Pressure Valve C o,.LTD,Lanzhou 730060,China)
Abstract:High temperature slurry valve is an important control valve of slurry pump in oil refinery.The harsh working conditions of catalyst particles with high temperature slurry and medium containing hy­drogen sulfide are summarized,The selection principle of special valve for high temperature slurry is discussed,The material selection principle and material combination of parts for high temperature oil slurry special valve are introduced.Focus on high- temperature slurry oil are given special lining struc­ture of special valve lining design,use and maintenance,test rules.Solve the high - temperature slurry pipeline oil refinery push device using ordinary gate valve sealing difference,short service life,easy to cause the problem of safety accidents.
Key words:high- temperature slurry;special valve;sulfur corrosion resistance;lining;health preserva­tion
i概述
高温油浆专用阀是炼油厂油浆泵重要的控制阀 门,安装在石化重催装置高温油浆管路系统油浆泵 的出口、油浆换热器的出口、油浆下返塔线等关键部 位。高温油浆介质中含有大量的固体催化剂,对油 浆泵阀产生严重的磨损,并且其中的硫化氢具有强 烈的腐蚀性。另外,有部分石化重催装置将油浆泵
阀用来调节油浆流量,阀门使用2〜3个月甚至更短 的时间,阀体就被油浆中的催化剂颗粒磨蚀损坏。因此,当需要关闭阀门检修油浆泵时,阀门因磨损严 重无法密封,只能采用干冰或其他方法防止油浆的 泄漏,不但污染环境,而且油浆泄漏严重时会引发火 灾。针对石化重催装置高温、固体颗粒冲刷、硫腐蚀、磨损的恶劣工况,研制开发了高温油浆专用阀。2阀门技术指标及选型
2. 1工况参数
受体激动剂工作温度:《550 t:
公称压力:PN25 ~PN64(CL150 ~CL400)
公称通径:DN100〜DN900
工作介质:含硫(0.35% ~ 0.5%)及催化剂
(8g/L)固体颗粒,流速为5 m/s的
高温油桨
2.2阀门选型
(1)球阀
根据试制及使用经验发现,在选用金属密封球 阀应用于高温油浆工况时,使用效果较差。经分析,
作者简介:陆钰珍(1985 -),女,甘肃兰州人,工程师,长期从事阀门产品技术工作..
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存在的主要问题为:①因弹簧受力不均匀,在长期高 温状态中会造成弹性疲劳,难以达到密封严密,油浆 及催化剂颗粒和杂质进人阀座后面的弹簧腔体,弹 簧将失去弹性,发生泄漏。②阀座在介质温度和压 力变化时,因无法得到弹簧的弹性补偿,出现阀座与 球体卡塞或阀门开关失灵现象。③高温时球阀在常 开或常关时,油浆中的杂质会结垢将阀座和球体紧 密粘连在一起,使阀门开关变得失效。
(2)闸阀
选用闸阀时,将闸板密封面设计为特殊结构。在阀门全开或全关时,可避免介质中的催化剂颗粒 和油浆中的杂质将闸板上游密封面冲刷损坏,从而 保证阀门密封的可靠性。
3阀□选材
乌氏粘度计原理
考虑高温油浆的特性,以阀门的安全可靠和性 能优越为设计原则。一是阀门主体采用高温耐热 钢,其高温材料的高温强度、高温抗氧化性、高温蠕变强度高,完全满足高温油浆介质的温度波动变化。二是必须能抗硫化物腐蚀。三是满足阀门耐冲刷、耐磨损的性能。因此,高温油浆专用阀的主体材料 选用高温(专550 t)能抗硫化物腐蚀,Cr■和M o含 量高的耐热铬钼合金钢。根据工况的各类情况给出 了阀门零件材质选用组合(表1)。
表1壳体材料和内件材料及紧固件选用组合介质阀门主体材料阀杆材料紧固件备注
不含硫
高温油浆,WC6F6a B16/7 或化氢工
含催化剂25Cr2 M〇V A况
髙温油浆
C5或616H 或
led发光模块/35CrM〇A
含硫化
ZGCr5Mo25Cr2MoVA氢工况
4阀门特殊耐磨结构
4.1阀体、闸板
1.阀体
2.闸板
3.阀杆
4.阀盖
5.龟甲网
6.保温钉
7. S形不锈钢加固片
8.衬里
彩防滑面层涂料
图1高温油浆专用阀
由于油浆为液体具有不可压缩性,因此,对于 DN矣200的高温油浆专用阀(图1 )的闸板及阀体 内腔设计为衬里结构,阀体2端通道不作衬里,将2 端通道的外壁加厚15 ~ 20 mm,阀体中裆加宽。一
声纳探鱼器是减轻带催化剂的高温油浆对阀体的冲刷,二是方 便衬里的施工。对于DN為250的高温油浆专用阀,阀体中裆不加宽,其闸板、阀体的2端通道及阀体内 腔均作衬里。
由于高温油浆对阀门极易产生冲刷的现象,在阀门带衬里的承压件中,主要是在阀体内腔及闸板 中间凹窝增加衬里。增加衬里的部位堆焊高温耐热 钢材质,其高度达30 mm。楔式闸板下端2
侧面在
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阀门启闭过程中受催化剂颗粒介质的冲刷最为严 重,设计为闸板增加衬里。4.2阀门密封面
(a )(b )
(a )常规产品(b )高温油浆专用阀
图2密封面结构
在阀体2侧的阀座整面和闸板的密封面上(图 2),均堆焊钴基硬质合金,且闸板密封面堆焊的钴 基硬质合金保证其最大宽度,硬质合金密封面的堆
焊厚度多2 mm  〇 5
阀门衬里的使用与保养
高温油浆专用阀的阀体内腔、闸板上的衬里材 质对保证阀门寿命至关重要。经采用特殊衬里结构 及衬里方式,有效克服了一般衬里阀牢固性差、密封 不可靠的缺陷及衬里脱落损坏油浆泵体造成事故的 弊端(图3)。
图3
石化重催装置高温油浆专用阀门(涂桔红)
因此,对于衬里的使用应按照要求合理的施工 和阀门内衬的养生。
5. 1施工
(1) 检查衬里材料T A -218的保质期,确保在
保质期内使用。
(2) 将TA  -218和粘合剂搅拌均匀成“油灰
状”为宜,和好的料应尽快用完,已经初凝的材料不
能2次加水搅拌使用。
(3)
将和好的料分2次填补人骨架内,填入后
应立即用木槌或橡胶锤捣实、抹平。
5.2养生
(1)
衬里后的阀门应集中放置在闲置的地方,
不宜搬动或碰撞。
(2) 在干燥、流通的空气中自然养生24 h ,养生 期间不能与水接触。(3) 检查与修补。
(4)
自然养生期后,用小锤每隔100 mm 轻轻敲
打检查,声音应低沉。
(5) 若发现有空洞或松散,应及时铲除松散部 位进行修补。
(6) 修补过的阀门再自然养生24
(7)
养生好的阀门应放在电阻炉内进行陶瓷固
化,升温烘烤(表2)。
表2
衬里材料升温陶瓷固化
温度区间/T 升温速度/(T /h )
所用时间/h
常温〜315
^30
10-12315恒温
2315 〜540^30
7〜8540
恒温2常温~ 540
空冷
-
6
试验方法
高温油浆专用阀的壳体强度试验按GB/T
26480的规定,必须在阀门衬里前进行。阀门在衬 里后只做低压气密封试验。试验的介质应为干燥、 洁净的空气、氮气或其他惰性气体。
7结语
高温油浆专用阀系列产品主要用于介质为高温 油浆及相近介质的石油炼化装置,防止介质对壳体 的冲刷,延长使用寿命。高温油浆专用阀的阀体内 腔、闸板采用了特殊衬里结构和方法,克服了一般衬
里阀牢固性差、密封不可靠的缺陷及衬里脱落损坏
油浆泵体造成事故的弊端。高温油浆专用阀在国内 多家大型石化重催装置上的使用寿命比普通闸阀提 高了 1〇倍以上,特别是消除了炼油厂的火灾安全隐
患,改善了工作环境,创造了经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 乐精华.工业阀门用高温耐热钢[J ].阀门用户,2018(5) ,58- 64.[2]
GB/T 26480,阔门的检验和试验[S ].
[3]
陆培文.实用阀门设计手册(第三版)[M ].北京:机械工业出
版社,2012.
(收稿日期:2020 -08 -06
)

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