現代煤化工對閥門產品的要（yào）求越來越高，煤化工行業到（dào）底有何特殊？小小閥門又該（gāi）如何適應煤化行業的艱難環境......

先來聊（liáo）煤化（huà）工的那些事
大家都知道：煤化（huà）工（gōng）是將煤通（tōng）過熱加工和催化加工（gōng）轉化為各種（zhǒng）燃料和化工產品的過程。
所以說呢？煤（méi）化工及煤製油項目首先要進行煤氣化，在高溫下將煤、焦（jiāo）炭等固體燃料與氣化（huà）劑反應，轉化為氣（qì）體產物和（hé）殘渣。（而煤氣化所用（yòng）的氣化劑主要為蒸汽、高壓高純度氧氣（qì）及（jí）其混合氣體，氣化反應包括了一係列均相與非均相化（huà）學反應。所得氣體產物因所用（yòng）原料（liào）煤質（zhì）、氣化劑的種（zhǒng）類和氣化過程不同（tóng）而具有不同的組成，可分為（wéi）煤氣、半水煤氣（qì）及水（shuǐ）煤氣等。）
在煤化工產業的（de）煤製油、煤製烯烴及大型煤化成套係（xì）統中（zhōng），金屬密封耐磨球閥作為一種耐磨損的管路係統截斷及（jí）流量控製的部件得到（dào）了極（jí）為廣泛的應用。
煤化（huà）工有哪些性能要求呢?
1.工況條件
首先，從工況條件說起（qǐ），針對煤製油、油改煤及煤氣化等煤化工係統處於介質（煤渣）高硬（yìng）度、高壓力及高溫度的工況：
閥門怎麽選？
閥門應具有耐磨、耐（nài）衝（chōng）刷、防結垢（gòu）、防結疤及快速切斷等功能。閥門口徑大（一般為DN300～DN450）、啟閉頻（pín）繁且速度快（30min動作一次，5～10s/次），要求閥門密封（fēng）性能（néng）好（hǎo），可靠性高。
目前，特級耐磨球閥已廣泛用於德士古爐煤化（huà）工和煤製油行業，其介質水煤漿中包含58%～67%的煤粉固體。黑水係統及灰漿係統中含有大量渣漿（jiāng）等特硬固體顆粒，在閥門腔體內沉積、堵塞或結（jié）垢，難於清除。
煤（méi）化工用閥門特殊要求
2.閥（fá）門材（cái）料
針對溫度的（de）不同，閥門材料的選用也存在很大的區別：
Class600～1500的常溫（wēn）（－29～200℃）耐磨球閥（fá），閥體材料為ASTMA105碳鋼鍛製球閥，其球體選用ASTMA182F304。對於有強腐蝕工況（kuàng）時，閥體材料可采用奧氏體不鏽鋼（gāng）、雙相不鏽（xiù）鋼、Inconel625（HastelloyC－276）。
Class2500的高溫（wēn）（300～510℃）耐磨球閥閥體材料為A182F22或A182F347不鏽鋼鍛鋼，球體選用Inconel718。閥杆采用沉澱硬化不鏽鋼17－4PH或A638－660。
17－4PH沉澱硬化不（bú）鏽鋼和不鏽（xiù）鋼常溫力學性能比較
3.工藝技術
金屬密封耐磨球閥結構適（shì）用於輸送黑水、渣水及（jí）水煤漿等含固體顆粒的介質，閥門的（de）球（qiú）體和閥座用超音速噴塗（HVOF）JK117{（WC）/17Co}或閥座堆焊STL12#（D812）硬質（zhì）合金，大規模生產時，應采（cǎi）用數控研磨中心對球體和閥座實（shí）行高精度的研磨。閥杆有防止（zhǐ）固體（tǐ）顆粒進入填料（liào）函的金屬和填料雙密（mì）封結（jié）構（gòu）。閥座彈簧具有防止灰渣堵塞結構。球閥在其一側為最大工（gōng）作（zuò）壓力，另（lìng）一側為大氣壓的最大壓差工況下，完成啟閉並保證（zhèng）可（kě）靠密（mì）封，水壓（yā）試驗的泄漏等級應達到ANSI/FCI70－2的ClassⅤ級。
必知|煤化工球閥如何選型
浮動（dòng）球閥（fá）（MOGAS產品）
美國MOGAS雙（shuāng）金屬閥座浮動球（qiú）球閥，為介質出口端金屬密封，閥杆（gǎn）帶（dài）軸肩防飛出結構，閥座設計為刮刀（dāo）式。閥門（mén）具有自泄壓功能，符（fú）合抗靜電及防火（huǒ）要求，依據NACEMR－0103進行防（fáng）腐處理（lǐ），並按需要配置閥門齒輪箱。
1通徑
采用ANSIB16.34標準規定。
2壓力（lì）等級
閥門的（de）壓（yā）力等級（jí）符合（hé）訂貨（huò）規格及工（gōng）藝管路等級要求，閥體壓力等級不低於法蘭等級（jí）。
3連接形式
球閥過程連接為法蘭連接或對焊連接，法蘭標準依據ANSIB16.5，采用RF法蘭連接。對（duì）焊連接（jiē）端部標準依據ANSIB16.25。
4結構（gòu）長（zhǎng）度
采（cǎi）用ANSIB16.10標準確定閥的結構（gòu）長度。
5閥體、閥蓋
均選用（yòng）鍛件ASTMA105、ASTMA182F22、A182F347，對於需要防硫化氫的閥門按照NACE要求進行熱處理。
6球體、閥座
球體為不鏽鋼410SS，表麵高速氧火焰噴塗碳（tàn）化鉻合金（塗層耐溫815℃），硬度（dù）64HRC以上（shàng），厚度不（bú）小於0.3mm。閥座為Inconel718合金（jīn），同樣采用噴塗碳化鉻合金硬化處理。表麵高速氧火焰噴（pēn）塗碳化鉻合金再熔融處理（耐溫815℃），塗層耐磨不易脫落。球麵硬度64HRC以上，厚度不小於0.3mm。球體（tǐ）與閥座手（shǒu）工（gōng）配對研磨，密封檢驗完（wán）全滿足API598標準要求。閥座鋒利的邊緣可對球體自刮擦自清潔，防止（zhǐ）介（jiè）質進入球體與閥座的密封（fēng）麵而造（zào）成內漏和卡塞現象。
7碟簧
選用碟形（xíng）結構彈（dàn）簧，材料為In-conel718。碟簧的主要（yào）作用是為閥座和球體施加一個預緊（jǐn）力，保證球（qiú）體與（yǔ）閥座緊密結合（hé）。當球體、閥座受到熱脹發生位移時可有效回（huí）縮（suō），防止球體與閥座（zuò）發生卡塞（sāi）現象。碟簧後閥座腔倒角處理（角度經流體動力學計算），使固體顆粒不易堆積在閥座後麵而影響（xiǎng）閥座的有效退讓。
8閥杆
閥杆材料選用17－4PH或A638－660。閥杆設計為雙密封並有軸（zhóu）肩（jiān）防飛出結構，帶彈簧預緊（jǐn）的填料壓蓋（gài）結構。閥杆設置有金屬密封軸承和填料雙重密封。
9填料
由3個模壓成型（xíng）組合純石墨環（Chesterton5300）和2個有（yǒu）Inconel合金絲編織（zhī）成的石墨抗擠壓環（Chesterton1601）組成，能承受970℃的高溫。填料壓蓋帶有預載碟簧，填料壓蓋可持（chí）續壓緊填料不致發生外漏現象。
10泄漏等級
切斷閥的閥（fá）瓣和閥座采用金屬密封的雙向密封形式。金屬密封軸承表麵硬化處理後手工配對研磨，為（wéi）壓（yā）力密封設計，壓力越大，密封越緊，可防（fáng）止固體（tǐ）顆粒進入（rù）填料函。泄漏等（děng）級符合API598標準要求。
固定球閥（HARTMANN產品）
德國HARTMANN高壓（yā）固定（dìng）球球球閥為金屬雙向密封，全通徑，雙流向，3片分體式（shì）結構。密封等級為雙（shuāng）向ANSIClassⅥ級，閥體及承壓部件都采用鍛件。閥門依據標準（zhǔn）API6D，防火（huǒ）標準API607，同時符合（hé）TA－LUFT及USAEPA等標準。閥（fá）門為防（fáng）吹出閥杆設計，防靜電設計。閥體材（cái）質為DIN1.4470（相當於2205係列（liè）雙相不鏽鋼ASTMA8904A），球（qiú）體材料為DIN1.4462（相當於2205係列雙相不鏽（xiù）鋼ASTMA182F51）。球體與閥座表麵均噴塗有（yǒu）碳化鎢或碳化鉻，其硬度值達（dá）到（dào）62～68HRC。對焊（hàn）端連（lián）接的閥門其對焊端坡口符合ASMEB16.25的規定。
鍍層采用火焰噴塗與熱處理技術，在噴塗結束後，再對球體與閥座進行二次處（chù）理，即高溫加熱處理，使得金屬材質與鍍層材質之間融合，減少不同材質之間的隔閡，然後采用手工研磨的技術，使得球體（tǐ）與閥座（zuò）的光潔度均衡，保證（zhèng）球體與閥座的表麵緊密吻合。鍍層有效厚度為0.2～0.5mm。
閥座後麵設有彈（dàn）簧組件，彈（dàn）簧材（cái）質為In-conelX750，且閥（fá）座前後墊片的密（mì）封使得彈簧內腔為封閉式設計，介質中的顆粒無法進入（rù）到彈（dàn）簧內腔中。另外彈簧式的閥座設計，使閥座（zuò）與球體之（zhī）間緊密接觸，無縫隙，因此（cǐ）避免了顆粒介質進入閥座與球體之間（jiān），從而避免了閥座與球體表麵的刮傷。閥（fá）座的獨（dú）特設計使得閥座與球體接觸部分實際上如刮削的作用，因此在實際操作中，對閥座與球體的接觸部分可以進行刀刮的處理。
閥門為全通徑，上、下遊閥座對稱式設計，即閥門為雙向對稱式密封結構，閥門（mén）無指定流向。因（yīn）此在現場安裝時，不存在流向問題（tí）。
閥（fá）門的密封等級滿足ANSIClassⅥ的標準，完全符合技術要求。
所有球閥都有上（shàng）遊、下遊兩個閥座，閥座與閥體（tǐ）采用分離形式，便於閥座的更換維修。閥座密封（fēng）麵與球體密封麵100%接觸。
閥杆處采用雙密封的形式，絕對無外漏。在最大壓差下，閥杆（gǎn）的最小橫截麵能承受操（cāo）作扭矩。設計還考慮了（le）足夠的安全裕量和執（zhí）行機構的最大輸出扭矩。閥杆的最薄（báo）弱部分位於閥體之外（wài）。
閥內腔可自動卸放壓力。防火設計，防（fáng）靜（jìng）電設計與防吹（chuī）出閥杆設計。
閥（fá）門額定的壓力－溫度等級滿足ASMEB16.34的規定。
閥體和球體等所有接（jiē）液部件（jiàn）滿足NACEMR－0103和NACEMR－0175的要求。閥體（tǐ）腐蝕裕量不小於6mm。
閥（fá）門與執（zhí）行機（jī）構之間的堅固支架是閥門長期動作性能可靠的保證。
比較與選型
球（qiú）閥浮動球與固定（dìng）球選型原則
煤製油工藝過程中對閥門提出（chū）高溫、高壓、耐磨、耐腐蝕、耐衝刷、抗熱循壞和零泄漏等要求。作為全（quán）通徑、大流量、低流阻、開關方便等優（yōu）點（diǎn）的金屬密（mì）封耐磨球閥將獲得快速發展，將逐步從低壓、常溫到高壓（yā）、高溫，促進了（le）球閥應用範圍（wéi）的擴大和發展。
浮動球與（yǔ）固（gù）定球耐磨球閥（fá）各（gè）有（yǒu）特點，各種選型原則隻是（shì）在一（yī）般情況下的應用原則。
隨（suí）著閥門生產技術的發展，浮動球球閥將可用於高壓力工況，固定球球閥也可以用於含固體顆粒介（jiè）質工況。高溫高壓金屬密封耐磨球閥在煤（méi）化工產業的煤製油、煤製烯（xī）烴及大型煤化成套（tào）係統中的推廣應用，可替代進口的同類產品，提升我國高溫高壓耐磨球閥（fá）的技術水平，有效降低企業（yè）的（de）設備采購成本。