吳紅濤，馬新偉

（河南泉舜流體控制科技有限公司，河南 鄭州 450001）

在純堿生產(chǎn)過程中，系統(tǒng)母液成分復雜，不但含氨和高氯根，而且含有一定數(shù)量的鈣、鎂固體物。在生產(chǎn)實際中，由于介質(zhì)的流速、濃度、溫度、壓力等條件的影響，管道、閥門腐蝕和結(jié)疤比較嚴重。目前該工況使用的閥門主要有球閥、蝶閥、閘閥、截止閥等，材質(zhì)主要是碳鋼、不銹鋼。它們共同的特點是使用周期短，容易內(nèi)、外漏，嚴重時由于設(shè)備腐蝕，大量鐵銹帶入產(chǎn)品出現(xiàn)“色堿”，甚至造成次品。

結(jié)合純堿生產(chǎn)工藝及特點，我廠提出堿化工放料閥的概念，該閥結(jié)合了耐腐蝕、高硬材料和硬密封放料閥的雙重優(yōu)點，很好地解決了純堿生產(chǎn)工藝中存在的高腐蝕，高固含量磨損兩大問題，我廠生產(chǎn)的堿化工放料閥采用閥體內(nèi)腔硬化處理，閥瓣、閥座整體噴焊耐磨、防蝕材料等多重方法，提高閥門的防沖、耐腐性能，進而大大提高了閥門的使用壽命。

1 設(shè)計特點及性能規(guī)范

堿化工放料閥是我廠在消化、吸收國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國純堿裝置生產(chǎn)實踐，并充分考慮純堿各工藝介質(zhì)特性，開發(fā)、研制的專用產(chǎn)品。經(jīng)過多年的不斷探索和經(jīng)驗積累，形成了我廠純堿專用閥門系列的設(shè)計、制造、質(zhì)保、服務(wù)的完整體系。

1.1 結(jié)構(gòu)特點（圖1）

1）該系列堿化工放料閥采用45°形式，流線型流道，使介質(zhì)流道近似直線，流阻小，使閥門具有較高的Cv值，金屬密封，密封面堆焊司太萊合金能極大提高密封面在惡劣工況下的使用壽命。適用于高黏度以及帶固體顆粒流體的切斷。

圖1 安裝及結(jié)構(gòu)簡圖

同時采用計算機三維立體造型和進行工況模擬，優(yōu)化流道設(shè)計，對進出口連接處作無沉淀設(shè)計，并設(shè)有沖洗口，使得內(nèi)腔在工況條件有沉積物料時能夠及時沖洗，內(nèi)腔不產(chǎn)生結(jié)疤，有效延長閥門的使用壽命。

殼體壁厚設(shè)計值高于標準要求，采用CF8、CF3不銹鋼整體鑄造而成，并對閥內(nèi)腔附著耐磨合金處理，使閥體耐結(jié)疤性，耐磨性及耐腐蝕性均超出行業(yè)要求。

2）閥座與閥體的分離式設(shè)計：使閥座在裝配中易保證與閥桿、閥瓣組件的對中要求，從而達到長期嚴密切斷性能。同時分離式閥座能夠在堆焊特殊合金材料后，保證堆焊層的均勻厚度和熱處理后的硬度值，易于進行密封面的無損檢測，而且拆卸閥體連接螺栓即可進行檢查和維修。

3）閥芯采用柔性聯(lián)接結(jié)構(gòu)，能大大提高其密封性能：閥瓣與閥瓣卡套采用螺栓連接，連接牢固、可靠，并易于裝拆，特別是在閥門經(jīng)過工況運行后，仍能保證現(xiàn)場維護裝拆方便。

4）閥桿采用304L、316L等不銹鋼，閥桿表面硬化處理，并設(shè)有防轉(zhuǎn)機構(gòu)，保證閥桿按預設(shè)軌跡準確無誤地做直線運動。

5）填料函采用最下端填料環(huán)，填料環(huán)下上邊編織石墨，中間柔性石墨最上邊一圈編織石墨，即保證了填料與閥桿的密封，又使用桿上附著的石墨粉在閥桿運動中得到有效的清除，閥桿采用精磨加工，表面粗糙、尺寸精度、直線度、圈度均高于通用閥門標準要求。填料尺寸精度、回彈率、灰份、氯離子含量等技術(shù)指標均達到核電專用填料要求，保證填料在長期工況下，對閥桿不產(chǎn)生電化學腐蝕，并達到其自身良好的密封性能。

1.2 性能規(guī)范

公稱通徑：DN50～600

公稱壓力：PN0.6～4.0MPa

適用溫度：－70～420℃

適用介質(zhì)：碳化塔AⅡ及中和水進液口、AⅡ泵及中和水泵進出口、氨鹽水隔離、碳化塔下聯(lián)絡(luò)管及取出管、二次鹽水、氨堿泵進出口、中和水、氨鹽水、鹽水、精鹽水、堿液、碳化尾氣、濾過母液，冷凝液系統(tǒng)管線等的各種槽底、槽壁、罐底位置的介質(zhì)切斷。

2 關(guān)鍵技術(shù)改進

1）閥桿采用了雙頭螺距梯形螺紋設(shè)計，使閥門啟閉時間縮短，減少了閥門在啟閉瞬間的介質(zhì)結(jié)疤，延長了閥門密封面的使用壽命。閥桿的強度設(shè)計制造滿足API591的要求，保證了閥門在使用過程中的可靠性、安全性。

2）密封特性：常見的面與面密封形式，要密封好就必須保證兩個錐面良好接觸（即閥瓣錐度β與閥座錐度α相等）。但事實上，它始終受到加工誤差的影響（如同心度、不圓度、傾斜度等），其密封效果不十分理想。我廠在消化、吸收國外專有技術(shù)基礎(chǔ)上，對密封面堆焊材料作了重大改進，密封面采用線接觸密封（即閥瓣錐度β與閥座錐度α存在一個角度差，關(guān)閉時閥瓣錐面與固定的閥座錐面呈相切狀態(tài)）如圖2，實際使用密封效果優(yōu)于面對面密封。而且密封面采用等離子堆焊鈷基硬質(zhì)合金材料，硬度值經(jīng)過熱處理能調(diào)整到最佳耐結(jié)疤和抗沖擊狀態(tài)。

圖2 密封副形式

3 效果分析

堿化工放料閥是河南泉舜流體控制科技有限公司針對化工苛刻工況自主研發(fā)的專用系列閥門，具有優(yōu)良的結(jié)構(gòu)特點和耐腐蝕、抗結(jié)疤、耐結(jié)疤性能，閥體設(shè)計和生產(chǎn)工藝多點創(chuàng)新，性能達到國內(nèi)同行業(yè)先進水平。

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

［2］ 楊源泉.閥門設(shè)計手冊［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1992

［3］ 徐灝.機械設(shè)計手冊［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1999

［4］ 大連化工研究設(shè)計院.純堿工學［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2003

［5］ 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