Перечень клапанов, используемых при производстве нефти из угля

Thread Content

Последнее изменение в этом посте было сделано yinkuilin6868 23.11.2015 в 08:36. Оборудование для производства нефти из угля в основном состоит из реакторов, колонн, резервуаров и трубопроводов. Клапаны являются важным элементом оборудования для управления процессом. Общего назначения клапаны, такие как штоковые клапаны, затворные клапаны, обратные клапаны, шаровые клапаны и бабочковые клапаны, должны выдерживать высокие температуры (480°C), высокое давление (30 МПа), воздействие водорода, кислорода, а также условия, связанные с легковоспламеняемостью, взрывоопасностью, коррозией и износом. В качестве основных компонентов чаще всего используются шаровые клапаны с металлическим уплотнением, способные выдерживать высокие температуры и давления. Это также соответствует направлению развития высокотехнологичных продуктов в индустрии клапанов. Шаровые клапаны с металлической герметизацией, производимые из угля, в зависимости от места установки и условий эксплуатации, имеют различные конструктивные формы: двухчастные с металлической герметизацией, раздвижные, эксцентриковые полусферические, а также клапаны на рельсах. 1. Шаровой клапан с металлической герметизацией, двухчастный 　Шаровой клапан с металлической герметизацией, двухчастный, представляет собой конструкцию с фиксированным шаром и жесткой герметизацией. Устойчив к высоким температурам, имеет двустороннюю герметизацию, прочная конструкция, надежные характеристики герметичности; широко используется в трубопроводах гидрогенизационных установок, работающих при высоких температурах и в условиях высокой опасности взрыва. 2. Шаровой клапан с металлическим уплотнением и раздельными частями корпуса
Шаровой клапан с металлическим уплотнением и раздельными частями корпуса представляет собой клапан с жестким уплотнением шара, при котором ось штока клапана является осью, разделяющей корпус клапана на две части. Шар и верхняя/нижняя часть штока имеют высокую коаксиальность и соединены вместе. Клапаны обладают такими характеристиками, как устойчивость к высоким температурам, двусторонняя герметизация, высокая прочность конструкции и надежная герметичность. Из-за ограничений, связанных с конструкцией уплотнения на стыке частей двух корпусов клапана, его часто используют в трубопроводах среднего давления, а также в емкостях с небольшим крутящим моментом и в устройствах для сброса золы в реакторах. Его применяют в качестве клапанов для блокировки золы, пепла или других отходов. 3. Эксцентрический полусферический клапан с металлической герметизацией. В таком клапане шаровая часть имеет форму отлитой полусферы с радиальным эксцентриситетом; может присутствовать V-образная выемка. Место герметизации представляет собой кольцевую поверхность. Шток клапана и верхняя часть шара соединены с помощью зубчатых соединений в форме острых или прямоугольных зубцов, что обеспечивает равномерное распределение нагрузки и хорошую центрировку. Нижняя часть сферы центрируется и фиксируется с помощью валового упора дна. Благодаря способности этого клапана выдерживать высокие температуры, отличным свойствам герметизации с одной стороны, удобству в открытии и закрытии, а также возможности разъединения узлов герметизации, что предотвращает износ поверхностей соприкосновения, срок его службы увеличивается. Часто используется в трубопроводах с порошкообразными, волокнистыми или пастообразными средами, где требуется регулирование и закрытие. 4. Шаровой кран с металлическим уплотнением на рельсах. У шарового крана с металлическим уплотнением на рельсах шар имеет форму полусферы, отлитой в виде полой конструкции; участок, обеспечивающий герметичность, представляет собой кольцевую поверхность шара. Два поперечных штифта в верхней части сферы взаимодействуют с клиновыми поверхностями в нижней части стержня клапана под углом 7°–10°; нижняя часть сферы соединяется с дном корпуса клапана с помощью шарового соединения. На штоке клапана имеются как трапециевидные резьбы для подъема и опускания штока, так и спиральные канавки, которые при действии штифтов крепления позволяют штоку одновременно поворачиваться на 90°. В процессе вращения для открытия или закрытия шар колеблется, что приводит к отсоединению или смыканию уплотнительной поверхности с сиденьем клапана, тем самым обеспечивая его открытие и закрытие. Это предотвращает бесполезное трение между уплотнительными поверхностями и снижает износ этих поверхностей. Поскольку на клиновидную поверхность нижней части стержня клапана и поперечину шарика при достижении крайних положений в процессе открытия и закрытия оказывается сильная нагрузка, такие клапаны чаще всего используются в трубопроводах с средним и низким давлением, а также с малым и средним диаметром, для управления потоком золы и пастообразных сред. 5. Шаровой клапан с раскрывающейся конструкцией. Шаровой клапан с раскрывающейся конструкцией (шаровой заслонный клапан) также относится к клапанам с металлическим уплотнением. Он широко используется в системах коксования и рафинирования в нефтеперерабатывающей промышленности. Однако из-за сложной конструкции, большого количества деталей и крупных размеров, а также из-за высокой массы клапана, его применение ограничивается. Распространенные диаметры устойчивых к износу металлических клапанов с уплотнением для производства нефти из угля составляют от 50 до 400 мм; максимальный диаметр может достигать 600 мм. Диапазон давления составляет от 2,0 до 26,0 МПа, при этом максимальное значение может достигать 42 МПа. В зависимости от условий эксплуатации клапана в качестве материала корпуса используется углеродистая сталь (WCB), жаростойкая сталь (WC9), аустенитная нержавеющая сталь (CF8M) или двусторонняя нержавеющая сталь для внутренней облицовки каналов (F51). Материал сферы — аустенитная нержавеющая сталь (316), поверхность покрыта высокопрочным сплавом. У стержня клапана и шарика может быть конструкция с соединительным стержнем. Стержни клапанов обычно изготавливаются из нержавеющей стали с термообработкой и способностью к затвердеванию под действием напряжений (17-4PH); после антицоррозийной обработки их твёрдость составляет 35–40 HRC. Основная уплотнительная поверхность на передней части седла клапана покрыта материалом из высокопрочного карбида. На задней части седла клапана, в зоне вспомогательного уплотнения, имеется эластичный уплотнитель, обеспечивающий огнестойкость и защиту от осадков; кроме того, он выполняет функцию очистки поверхности путем счищения загрязнений. Крутящий момент, необходимый для открытия и закрытия таких клапанов, в несколько раз превышает крутящий момент аналогичных по характеристикам шаровых клапанов с мягкой уплотнительной поверхностью. Выбор значения крутящего момента, выдаваемого приводным устройством, должен определяться уровнем технологии производства и качеством обработки (степенью шероховатости поверхности и её концентричностью). Сферический уплотнительный элемент клапана является ключевой частью металлического уплотненного износостойкого шарового клапана; эти технические аспекты необходимо решить с точки зрения проектирования конструкции, использования износостойких материалов, технологии покрытия и обработки сферической поверхности. Для сферических поверхностей обычно используется метод сверхзвукового напыления никелево-вольфрамовых карбидов на основе материалов 304 и 316; это позволяет повысить прочность соединения герметичных поверхностей до уровня 75 МПа, а также снизить долю пор до значения 3–5%. Твердость поверхности достигает > 832 HV (> 65 HRC). Для распыления порошка можно использовать импортные продукты немецкой компании Staco, американской компании Plexus или японской компании Fuki Mi. Основная уплотнительная поверхность седла клапана получается путем термоусадочного нанесения никелевых сплавов (Ni55, Ni60) на основу из материалов 304 и 316; твердость поверхности составляет 55–60 HRC. Круглость сферы должна составлять от 0,01 до 0,02 мм, а значение шероховатости поверхности сферы Ra — не более 0,4 мкм. Герметизирующая поверхность сферы должна сначала быть шлифована грубо, затем — тонко с помощью алмазной шлифовальной круга в форме чаши или шлифовального диска с алмазными напайками. В заключение производится индивидуальная настройка герметизирующей поверхности седла клапана и сферической поверхности, что позволяет обеспечить точное соответствие между элементами клапана и таким образом достичь полной герметичности без каких-либо утечек. 　　Из-за высокой стоимости материалов, используемых в производстве металлических шаровых клапанов с износостойким уплотнением, высокого уровня технологичности, сложности производственных процедур и значительных рисков, связанных с качеством продукции, предъявляются строгие требования к выбору основных материалов и уплотнительных материалов, а также к круглости шара, гладкости его поверхности, совместимости уплотнительных поверхностей и совпадению осях шара. Поэтому цена таких клапанов также очень высока — в 6–10 раз выше, чем у импортных аналогов. Для одинаковых шаровых клапанов с металлическим твердым уплотнением импортные клапаны стоят в 3–5 раз дороже, чем отечественные. У узлов герметизации импортируемых износостойких клапанов используются различные современные технологии покрытия; в некоторых случаях применяется технология покрытия титановой карбидной оболочкой. Например, у клапанов компаний Moges или Everlasting из США такое покрытие обеспечивает лучшую герметичность и значительно увеличивает срок службы клапанов.