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全焊接球阀工艺发展改进迎来巨大机遇

作者: 来源: 发布于:2018-08-30 8:39:15
全焊接球阀是由旋塞阀演化而来。它具有一样的旋转90度提动作,不一样的是旋塞体是球体,有圆形通孔或通道经过其轴线。球面和通道口的份额应该是这样的,即当球旋转90度时,在进、出口处应悉数出现球面,从而截断活动。

全焊接球阀只需要用旋转90度的操作和很小的滚动力矩就能封闭紧密。彻底对等的阀体内腔为介质供给了阻力很小、直通的流道。通常以为全焊接球阀最适合直接做开闭运用,但迩来的开展已将全焊接球阀设计成使它具有节省和操控流量之用。全焊接球阀的首要特点是自身布局紧凑,易于操作和修理,适用于水、溶剂、酸和天然气等通常作业介质,并且还适用于作业条件恶劣的介质、

全焊接球阀工艺发展改进概述
全焊接球阀是一种典型的窄间隙埋弧焊焊接产品,涉及材料科学、焊接工艺学、焊接装备自动化研制,三维热弹塑性有限元计算以及管线球阀的设计等多方面的知识。随着西气东输、西部原油成品油、川气东送等大批国家重点管道工程的施工建设,极大地促进了全焊接球阀国产化技术、装备、制造及工艺的进步,井逐步趋向成熟和完善,开始向大口径、高压力方向发展。

通过对焊缝成形和焊缝金属力学性能的影响因素,以及对焊接试验结果的分析,合理地设计阀门阀体结构、焊缝坡口形式、阀座结构,严格控制阀体原材料的化学成分,选用合理的焊丝焊剂及工艺参数,采用窄间隙坡口多道、多层焊接,适时控制焊接过程中的层间温度,完全可满足全焊接球阀的焊接生产要求。

全焊接球阀的特点
1、可靠性高,阀体具有足够强度,外泄漏部位少,活动部件耐磨,在颊繁操作下能长期正常运行。
2、密封性好,在高压和在油、气长期浸泡下不泄漏。
3、开关灵敏性高。
4、油气通过时阻力小。
5、重量轻,安装简便。
6、能在全天候条件下工作。
7、具有防火、防静电等功能。

中国流量控制阀行业发展状况分析,我国流量控制阀工业起步较晚,自上世纪20世纪50年代末开始起步,经历了产品仿制、基型产品联合设计、补齐品种和规范系列等各个阶段,直
至上世纪80年代,已逐步跟上国际潮流。

行业中外市场成熟度对比
流量控制阀的发展始于20世纪初,与工业生产过程控制的发展同步进行,至今已有百年的历史。20世纪90年代开始,随着计算机控制装置的广泛应用,全球各国对流量控制阀智能化的要求也越来越高。从全球行业发展来看,目前,北美、欧洲、日本等发达经济体仍是全球最大的流量控制阀市场,行业成熟度较高。2013年北美、欧洲、日本的控制阀市场规模合计占全球流量控制阀市场超过30%。但是,随着新兴国家对流量控制阀需求的不断增长与全球产业转移的趋势,流量控制阀行业发展热点正从发达经济体逐渐向以中国为代表的发展中国家转移。

20世纪80年代开始,随着我国改革开往政策的贯彻和落实,国内一些流量控制阀厂商先后从日本、美国、德国等国家引进技术,开始消化吸收或合资进行生产,丰富了我国的流量控制阀产品品种、并使产品质量得到明显提高。经过近60年的发展,在引进、吸收德国、美国和日本等国家技术基础上,通过不断的艰苦奋斗和改革创新,我国的流量控制阀行业在企业数量、生产产值、技术水平等方面都形成了一定的规模。随着能源结构及能源区域重点的调整,我国石油、天然气管线取得了飞速的发展。在以西气东输一线、二线为代表的管线工程建设中,其开关调节阀门很多都是采用国际上成熟应用的全焊接球阀。由于国内近几年全焊接球阀的需求量很大,极大地推动了我国全焊接球阀技术的进步,同时由于我国的管路系统对压力、材料和环境的要求都比较高,因此也对全焊接球阀提出了更高的要求。目前长输管线对球阀的要求是:受力均匀、密封可靠、结构紧凑、重量轻、强度高等。

全焊接球阀的结构和应用:
本文介绍的全焊接球阀采用球形单一焊缝,施焊采用全自动焊接工艺。该球阀具有受力均匀、密封可靠、结构紧凑、重量轻、强度高等特点,是技术性和经济性兼备的管线球阀,广泛应用于国内外,并打破了国内管线阀门以筒形制造为主的格局。

球阀的结构设计:
这种球阀跟传统的三段式球阀最大的区别就是封闭球体的方式采用焊接方式。因此在焊接过程中内外衬都很重要。此外,球阀在管线上的安装也是采用焊接连接的方式。
阀座密封构造一般为二重密封,即上游和下游二重密封。阀座嵌入圈具有优良的耐腐性、耐磨性和良好的弹性,具有高度的密封性能。阀座的构造如图2所示。

阀座二重密封构造的原理如下所述:
1)上游侧阀座的密封原理:因上游圧力,阀座受球挤压形成密封,如图3所示。阀座所受压力F上为:
式中p——管内压力;
Fs——弹簧力。

2)下游侧阀座的密封原理:阀座因阀体内的压力受球挤压形成密封,如图4所示。所受压力F下为:
式中p——管内压力;
Fs——弹簧力。
阀杆的密封采用抗旋转性强的G-T(氟化橡胶和聚四氟乙烯)密封圈,进行上下二重密封。二重密封圈之间可以注入紧急密封脂, 用以紧急修复。

球阀的使用和维护:

1、热处理技术处理
厚壁多层焊接过程是金属材料多次反复加热和冷却的过程,导致焊接接头组织的不均匀性和劣质化,产生较高的残留应力,甚至产生焊接缺陷。焊接又是该产品组装后的最后一道工序,阀腔内有非金属密封材料橡胶和聚四氟乙烯塑料,不能进行焊后热处理。

2、接头处处理
在焊接球阀阀体焊接接头设计中,为对准和定位,在焊缝根部存在一条环形的装配隙缝,这一隙缝在内部压力和外部荷载作用下,将产生几倍干正常工作应力的应力集中,同样使工程师们难于处理。阀体焊接接头的根部缝隙的应力集中,残留应力,组织劣质化成为阀体结构中的薄弱环节,为国内外阀门界关注,但又未见有任何解决这一问题的相关报道,成为这个产品结构边界完整性的一个隐患

全焊接球阀前要做的测试:
1、压力测试、安全性、阀门的密封性;
2、焊接球阀的密封性测试:是以氮气为介质进行密封试验,首先关闭球阀将介质氮气从袖管上经过试压阀门注入到焊接球阀内,使压力升到焊接球阀规定的公称压力的1、1倍,然后通过软管接入到装有水的容器内检测,深度约为1cm左右,5min左右。
3、焊接球阀的强度测试:是以水作介质进行强度试验,需要在焊接球阀两端接口处焊接高压咄帽,使球阀的球体处于45度的打开位置,利用两侧袖管上的试压阀门向焊接球阀内注入水,使压力升高到至焊接球阀规定公称压力的1、5倍,保压15min,如果没有发生介质泄漏则说明无泄漏为正常。

全焊接球阀的日常维护是一件很麻烦的事情,因为它利用凸轮的原理使得阀球在旋转中与阀座密封面脱离,旋转到位后再将阀球推向阀座实现密封。当阀门处于全开位置时,瞬时针转动手轮,在阀杆螺母与止推轴承配合下,阀杆开始下降并带动球体开始旋转。连接转动手轮,阀杆上的精密螺旋曲线槽轨道,与嵌于其内的导向销相互作用,带动球体随阀杆不停地按顺时针方向转动。当阀门将要关闭时,阀杆带动球体在与阀座密封面完全无摩擦的情况下旋转了90°。

目前,全焊接球阀低温试验所执行的标准主要是:JB/T7794、BS6364等。在低温试验前,全焊接球阀应进行去油脂和干燥处理,因为油脂和水分在低温环境下会变成坚硬的固态物质,造成阀内结构损伤。将阀门和试验装置连接好以后,在常温和最大工作压力下,使用氦气做初始检测试验,确保各部位连接的紧密性。

在全焊接球阀降温的过程中要保持阀内始终有氦气流通,以带走降温过程中可能形成的湿气。整个试验过程要在低温试验槽内完成,全焊接球阀整体浸入液氮或液氮与酒精的混合液中,液面高度应达到阀盖颈部位置。当各部位温度达到规定的要求时,即可开始试验。

低温试验的内容主要是按有关标准要求,检测全焊接球阀在低温状态下的密封和操作性能,其间还要做若干次的开关操作,一定要注意人员的安全防护,要注意工作环境的通风和低温区域的警示、隔离。要重视对试验结束后工作场所的善后防护。

 



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