現代煤（méi）化工對閥門（mén）產品的要求越來越高，煤（méi）化工行業到底（dǐ）有何特殊？小小閥門又該如何適應煤化行業的艱難環境......

先來聊煤化工的那些事
大家都知道：煤化（huà）工是將煤通過（guò）熱加工和催化加工轉化（huà）為各種燃料和化工產品的過程。
所（suǒ）以說呢？煤化（huà）工及煤製油項目首先要進行煤氣化（huà），在高溫下將煤、焦炭等固體燃料與氣化劑反應，轉（zhuǎn）化為氣體產物和殘渣。（而煤（méi）氣化所用的氣化劑主要（yào）為蒸汽、高壓高純度氧氣及其混合氣體，氣化反應包括了一係（xì）列均（jun1）相與非均相化學（xué）反應。所得氣體產物因所用原料煤質、氣化劑的種類和氣化過程不同而具有不同的組成，可分（fèn）為煤氣、半水煤氣及水煤氣等。）
在煤化（huà）工產業的（de）煤製油、煤製（zhì）烯烴（tīng）及大型煤（méi）化成套係統中，金屬密封耐磨球閥作為一種（zhǒng）耐（nài）磨損的管路係統截（jié）斷及流量控製的（de）部件得到了極為廣（guǎng）泛（fàn）的應用。
煤化工有哪些性能要（yào）求呢?
1.工況條（tiáo）件
首先，從工況條件說起，針對煤製油、油改煤及煤氣（qì）化等煤化工係統處於介質（煤渣）高硬度、高壓力及高溫度的工況：
閥門怎麽選？
閥門應具（jù）有耐磨、耐衝（chōng）刷、防結垢、防結疤及快速切（qiē）斷等功能。閥門口徑大（一般為（wéi）DN300～DN450）、啟（qǐ）閉頻繁且速度快（30min動作一次，5～10s/次），要求閥門密封性能（néng）好，可靠性高。
目前，特級耐磨（mó）球閥（fá）已廣泛用於（yú）德士古爐煤化工和煤（méi）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（jí）灰漿係（xì）統中（zhōng）含有大量渣漿等特硬固體顆粒，在閥門腔（qiāng）體內沉積、堵塞或結（jié）垢，難於清除。
煤化（huà）工用閥門（mén）特殊（shū）要求（qiú）
2.閥門材料
針對溫度的不同，閥（fá）門材料的選用（yòng）也存在很大的區別：
Class600～1500的（de）常溫（－29～200℃）耐磨球閥，閥（fá）體材料為ASTMA105碳鋼鍛製球閥，其球體選用ASTMA182F304。對於有強腐蝕工況時，閥體材料可采用奧氏體不鏽鋼、雙相不鏽鋼（gāng）、Inconel625（HastelloyC－276）。
Class2500的（de）高溫（300～510℃）耐磨球閥閥體材料為A182F22或A182F347不鏽鋼鍛（duàn）鋼，球體選用Inconel718。閥杆采用沉澱硬化不鏽鋼17－4PH或A638－660。
17－4PH沉澱硬化不鏽鋼和不鏽（xiù）鋼常溫力學性能比較
3.工（gōng）藝技術
金屬密封耐磨球閥（fá）結構（gòu）適用於輸送黑水、渣（zhā）水（shuǐ）及水煤漿等（děng）含固體顆粒的介（jiè）質，閥（fá）門（mén）的球體和閥座用超音速噴塗（HVOF）JK117{（WC）/17Co}或閥座堆（duī）焊STL12#（D812）硬質合金，大規模生產時，應采用數控（kòng）研（yán）磨中心對球體（tǐ）和閥座實行高精度的研磨。閥杆有防止固體（tǐ）顆粒進入填料函的金屬和填料（liào）雙密封（fēng）結構（gòu）。閥座彈簧具有防止灰渣（zhā）堵塞結構。球閥在（zài）其一側為最大工作壓力，另一側為（wéi）大氣壓的最大壓差（chà）工況下，完成啟閉並保證可靠（kào）密封，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（rú）何選型
浮動球閥（MOGAS產品）
美國MOGAS雙金屬閥座浮動球球閥（fá），為介質出口端金屬密封，閥杆帶軸肩防飛（fēi）出（chū）結構（gòu），閥座設計為刮刀式。閥門具有（yǒu）自泄（xiè）壓功能，符（fú）合（hé）抗靜電及防火（huǒ）要求，依據NACEMR－0103進行防腐處理，並按（àn）需要配置閥門齒輪箱。
1通徑
采用ANSIB16.34標準規定。
2壓（yā）力等級
閥門的壓力等級符合訂貨規格及工藝管路等級要求，閥體壓力等級不低於法蘭等級。
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（jù）ANSIB16.5，采用（yòng）RF法蘭（lán）連接。對焊連接端部標準依據（jù）ANSIB16.25。
4結構長度
采用ANSIB16.10標（biāo）準確定閥（fá）的結構（gòu）長（zhǎng）度。
5閥體、閥（fá）蓋
均選用鍛件ASTMA105、ASTMA182F22、A182F347，對於需要（yào）防硫化氫的閥門按照NACE要（yào）求進（jìn）行熱處理（lǐ）。
6球體、閥座
球體（tǐ）為不鏽鋼410SS，表麵高速氧火焰噴塗碳化（huà）鉻合金（塗層（céng）耐溫（wēn）815℃），硬度（dù）64HRC以上，厚度不小於0.3mm。閥座為Inconel718合金，同樣采用噴塗碳化鉻（gè）合金硬化處理。表麵高（gāo）速氧火焰噴塗碳化鉻（gè）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。球體與閥座手工配對研磨，密封（fēng）檢驗完全（quán）滿足API598標準要求。閥座（zuò）鋒利的邊緣可（kě）對球體自刮擦自清（qīng）潔，防止介質進入球（qiú）體與閥座的密封麵而造成內漏和卡塞現象。
7碟簧
選用（yòng）碟形結（jié）構彈（dàn）簧，材料為In-conel718。碟簧的主要作用是為閥座和球體施加一個（gè）預緊（jǐn）力，保證球體與閥座（zuò）緊密結合。當球體、閥座受到熱脹發生（shēng）位移（yí）時可有效（xiào）回縮，防止球體與閥座發生卡塞現象。碟簧（huáng）後閥座腔（qiāng）倒角處理（角度經流體動力（lì）學計算），使固體顆粒不易堆積（jī）在閥座後麵（miàn）而影響（xiǎng）閥座的有效退（tuì）讓。
8閥杆
閥杆材料選用17－4PH或A638－660。閥杆設計（jì）為雙密封並有軸肩防飛出結構，帶彈簧預緊的填料壓蓋結構。閥杆設置有（yǒu）金屬密封軸（zhóu）承和填料雙重（chóng）密封。
9填料
由3個模壓成型組合純石（shí）墨環（Chesterton5300）和2個有Inconel合金絲編（biān）織成的石墨抗擠壓環（Chesterton1601）組成，能承受970℃的高溫。填料壓蓋帶有預載碟簧，填料壓蓋可持續壓緊填料不致發生外（wài）漏現（xiàn）象。
10泄漏等級（jí）
切斷閥的閥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（gōng）配對研磨，為壓力密（mì）封設計，壓力越大，密封越緊，可防止固體（tǐ）顆粒進入填料函。泄漏等級符合API598標準要求。
固定球閥（HARTMANN產（chǎn）品）
德國HARTMANN高壓固定球球球（qiú）閥為金屬（shǔ）雙向密封（fēng），全通徑（jìng），雙流向，3片分體式結構（gòu）。密封（fēng）等級為雙向ANSIClassⅥ級，閥體及承壓部（bù）件都采用鍛件。閥門依據標準API6D，防火標（biāo）準API607，同時符（fú）合TA－LUFT及USAEPA等標準。閥（fá）門為（wéi）防吹出閥杆設計，防靜電設計。閥（fá）體材質為DIN1.4470（相當於2205係列雙相不鏽鋼ASTMA8904A），球體材料（liào）為DIN1.4462（相當於（yú）2205係列雙相不鏽鋼ASTMA182F51）。球體與閥座表麵均噴（pēn）塗有碳化鎢或碳化鉻，其硬度值達到62～68HRC。對焊（hàn）端連接的閥門其對焊端坡口符合ASMEB16.25的規定。
鍍層采用火（huǒ）焰噴塗與熱（rè）處理（lǐ）技術，在噴塗結束後，再對球體（tǐ）與（yǔ）閥座進（jìn）行二次處理，即高溫加熱處理，使得金屬材（cái）質（zhì）與鍍層材質之間（jiān）融合，減少不同材質之間的隔閡，然（rán）後采（cǎi）用手工研磨的（de）技（jì）術，使得球體與閥座（zuò）的（de）光潔度均衡，保證球體與閥座的表麵緊（jǐn）密吻合。鍍層有效（xiào）厚（hòu）度為0.2～0.5mm。
閥座後麵設有彈簧組件，彈簧材（cái）質（zhì）為In-conelX750，且閥座（zuò）前後墊片的密封使得彈簧內腔為封閉式設計，介質中的顆粒無法（fǎ）進入（rù）到彈簧（huáng）內腔中。另外彈簧式的（de）閥座設（shè）計，使閥座與球體之間緊密接觸，無縫隙，因（yīn）此避免了顆粒介質進（jìn）入（rù）閥座與球體之間，從而避免了閥座（zuò）與球體表麵的刮傷。閥座的獨特設計使得閥（fá）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（zuò）與球體的接觸部分可以進行刀刮的處理。
閥門為全通（tōng）徑，上、下遊閥座對稱式（shì）設計，即（jí）閥門為雙（shuāng）向對稱式密封結構，閥門無指定流向（xiàng）。因此（cǐ）在現場安裝時，不存在流向（xiàng）問題。
閥門的（de）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（yóu）、下遊兩個閥座，閥座與閥體采（cǎi）用分（fèn）離形式，便於閥座的更換維修。閥座密封麵（miàn）與球體密封麵100%接觸。
閥（fá）杆處采用雙（shuāng）密封（fēng）的形式，絕（jué）對無外漏。在最大壓差下，閥杆的最小橫截麵能承（chéng）受（shòu）操作扭矩。設計還考慮了足夠的安（ān）全裕量和執行機構的最（zuì）大輸出（chū）扭矩。閥杆的最薄弱部分位於閥體之外。
閥內腔可自動卸放壓力。防火設（shè）計，防靜電設計與防吹出閥（fá）杆設計。
閥門（mén）額（é）定的壓力（lì）－溫度等（děng）級滿足ASMEB16.34的規定。
閥體和球體等所（suǒ）有接液部件滿足NACEMR－0103和（hé）NACEMR－0175的要求。閥體腐蝕裕量不小於6mm。
閥門與執行機構之間的堅固支架是閥（fá）門長期動作（zuò）性能可靠的保證（zhèng）。
比較與選型
球閥（fá）浮動球與固定球選型原則
煤製油工藝過程中對閥門提出高溫、高壓、耐磨、耐腐蝕（shí）、耐衝刷、抗熱循壞和零泄漏等要求。作（zuò）為（wéi）全通徑、大流量、低流阻、開關方（fāng）便等優點的金屬密封耐磨球閥將獲得快速（sù）發展（zhǎn），將逐步從低壓、常溫到高壓、高（gāo）溫，促進了球閥應用範圍的擴大和發展（zhǎn）。
浮動球與（yǔ）固（gù）定球耐磨球閥各有特點（diǎn），各種選型原則（zé）隻是（shì）在一般情況下的應用原則。
隨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（fá）也可以用於含固體顆粒介質工況。高溫高壓金屬（shǔ）密（mì）封耐磨球閥在煤化工產業的煤製油、煤製烯烴及（jí）大型煤化成（chéng）套係統中的推廣應用，可替代進口的同類產品，提升我國高溫高壓耐磨（mó）球閥的技術水平，有效（xiào）降低企業的設備采購（gòu）成本（běn）。