1、概述

有機硅單體合成硅粉用閥的銹蝕是有機硅生產(chǎn)企業(yè)的一大瓶頸，尤其是在旋風下料、回料及放空位置，進口耐熱閥門壽命通常超過6個月，國產(chǎn)耐熱閥門壽命超過1個十天，影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和企業(yè)的經(jīng)濟效益。本文介紹一種新型特殊耐熱閥——盤閥。盤閥在同樣載荷的使用壽命可以達到2~3a，是有機硅單體合成和硅焦化耐熱閥的首選。

2、分析

2.1、工況條件

應適于旋風下料和回料載荷的閥門(圖1)，壓力0.7MPa，氣溫280°C，輸送介質硅粉、甲基氯乙腈和其他高沸物球閥，繼電器速率4次/h，顆粒規(guī)格200目，介質粘度62HRC。此載荷存在交變壓差，要求管件單向密封，通常選用硬密封閥門實現(xiàn)迅速繼電器。為了抵御硅粉的銹蝕，立方體和噴嘴選擇WC或Cr3C2進行表面處理，處理后的表面強度通?！?7HRC。

圖1閥門

2.2、損傷

一臺應適于合成硅粉旋風下料位置5個月的閥門拆裝后檢測，其立方體(立方體材料為410SS，硬質合金為WC)的硬質合金層遭到磨蝕并脫落(圖2)。剖析其成因，硅粉和羥基氯乙腈不具備對硬質合金的磨蝕性，即使羰基氯乙腈碰到水，會分解出氟化氫，形成氯離子，對立方體和噴嘴的晶粒形成磨蝕。有機硅單體合成是間歇性生產(chǎn)，為了保證生產(chǎn)的長周期和高效性，每天泊車對系統(tǒng)和管線進行吹掃和擦洗。另外，泊車其間，空氣中的水會踏入系統(tǒng)，系統(tǒng)中殘留的氯乙腈與水接觸形成氯離子。因為氯離子對WC合金和410SS及奧氏體鍍鋅304和316等具備很強的磨蝕性，因此很難有高功耗和價錢適中的材料可以選擇。

圖2立方體的硬質合金層脫落

Cr3C2可以抵御氯離子的磨蝕，因此有的進口閥門采用Cr3C2處理立方體和縱梁。雖然球閥，Cr3C2在烘干系統(tǒng)的抗黏結能力很弱。對于有機硅單體合成載荷，球閥要求經(jīng)常繼電器，立方體和噴嘴難以承受經(jīng)常繼電器造成硬質合金之間的微沖壓現(xiàn)象，導致球閥繼電器卡塞，并骨折硬質合金層(圖3)。

圖3立方體和噴嘴骨折

立方體和噴嘴表面的WC和Cr3C2硬質合金層均選用超音速涂裝技術處理。因為硬質合金與立方體和噴嘴碳化物材料之間的黏結力較低及浸蝕和經(jīng)常繼電器造成的交變蠕變等誘因，導致了硬質合金層的龜裂。

合成硅粉旋風下料和回料時，球閥開啟壓差0.3~0.4MPa。合成硅粉放空時，球閥開啟壓差為0.6~0.7MPa。硅粉在高速氣流的推動下，快速釋放，并沖蝕立方體和閥門，因為圓球的硬質合金層早已脫落，其晶粒強度只有21HRC，從發(fā)覺泄露到出現(xiàn)大的缺陷常常只需1~2d時間。

2.3、其他病因

造成閥門破損的其他成因還存在低溫、閥體磨蝕及流通通道穿孔等。另外球閥在繼電器的過程中，介質必定會踏入閥的中腔，隨著中腔物料的積累，球閥的繼電器轉速變大，尤其是超細硅粉的堆積，最終造成球閥的毀壞。

3、盤閥

經(jīng)過剖析，對于有機硅單體合成的旋風下料、回料及放空的截斷閥選擇閥門是很難解決其壽命的問題。盤閥(圖4)在硅粉輸送管道的使用上具備顯著的特點。

圖4盤閥

(1)驅動裝置通過銷子與搖臂使閥盤(閥瓣)搖動一定的視角實現(xiàn)管件的繼電器。閥盤密封面利用彈簧與噴嘴密切貼合，彈簧壓力仍然使閥盤密切貼合在噴嘴上，又容許閥盤在密封面的平行方向上有位移。這有助于補償球閥零件由熱脹冷縮而導致的變型和多次繼電器后形成的微量磨蝕，擺脫任何背壓變化對密封的影響并能避免顆粒介質進入密封面之間。在盤閥啟閉過程中，殼體密封面對閥盤在切線方向上的磨擦力之差，使閥盤在一個啟閉循環(huán)過程中形成自轉并可以不斷剪切與清掃在工藝過程中有或許堆積在閥腔內的介質。

(2)整體焙燒式閥盤、閥座強度高，有良好的耐磨蝕性和耐磨蝕性。具備自旋轉結構的閥盤不但可達到與噴嘴的自拋光作用，加強密封面的自清潔功耗，使得在繼電器過程中可剪切物料，保留了較為靠譜的刮削設計?？稍谑褂弥谐掷m(xù)達到.104Ⅵ級密封要求。

(3)閥盤密封面為碟簧正壓力補充，保證球閥在設計容許的壓力內提供足夠的密封預緊力，避免物料踏入密封面導致表面外傷，影響密封功耗。

(4)襯套選用防噴設計，保證了蝶閥在高壓場合使用的靠譜性。襯套與軸套用柔性石墨潤滑，解決了高壓管件繼電器時存在的啟閉轉速過大的問題，球閥在操作使用過程中的安全性也得到了保障。

(5)濾料處的彈簧補償設計能保證在室溫及壓力波動的狀況下，給與濾料應當?shù)难a償力保證密封。再者，也能滿足常年對外漏的密封功耗要求。

(6)球閥內件按照工藝要求的不同，可設計為表面特殊處理。比如采用強度高，耐沖蝕功耗好的材料或選用內件表面硬化處理的方法減少耐熱性。

(7)球閥選擇較大輸出力的執(zhí)行機構，保證在閥體內部出現(xiàn)少量堆積時不影響球閥正常動作到位。

經(jīng)多個工位及項目使用證明，國產(chǎn)盤閥可達到現(xiàn)階段硅粉下料裝置的工藝要求，滿足使用載荷。但國產(chǎn)盤閥也存在一定的劣勢。①由于執(zhí)行機構較大，球閥的操作器件及相應的傳動部件寬度降低。因而，整機的自重和造型規(guī)格略小于同工位使用的進口球閥。②為保證球閥在使用過程中還能達到密封面刮削和剪切物料的作用，閥盤選用回復力較大的碟簧。因而，繼電器時所需扭力小于進口球閥。

4、結語

進口閥門與盤閥售價貴，制造周期長，零配件供應與售后服務不及時，修理不便于，發(fā)生任何微小故障就會導致設備泊車，給生產(chǎn)單位導致很大耗費。國產(chǎn)盤閥是針對硅粉下料工位特殊設計，尤其針對使用中出現(xiàn)的問題采用了新的結構和材料，所以在使用周期上也優(yōu)于進口球閥。隨著硅化工工業(yè)的發(fā)展，盤閥將被越來越多的用戶使用。

參考文獻

[1]楊源泉.球閥設計指南1M2.上海：機械工業(yè)出版社，1992.

[2]陸培文.實用球閥設計指南1M2.上海：機械工業(yè)出版社，2002.

[3]-1986，石油工業(yè)用鋼制閥門1S2.

[4]機械設計師指南撰寫組.機械設計師指南1M2.上海：機械工業(yè)出版社，1989.

[5]何獎愛.材料銹蝕與耐熱材料1M2.北京：西南學院出版社，2001.

[6](美)J.L.萊昂斯.管件技術指南1M2.上海：機械工業(yè)出版社，1991.

閥門廠家專業(yè)針對各類減壓閥、球閥、防腐閥門

當前文章標簽：高溫球閥,不銹鋼高壓球閥,高溫閥門,閥門球體,不銹鋼球體