高压平行闸阀在加氢装置中的应用(2)

来源:真空技术网(www.chvacuum.com) 无锡市亚迪流体控制技术有限公司 作者:苗同立

3.3、平行闸阀(楔形转平行)

  平行闸阀(楔形转平行)的结构如图3所示。

  执行机构推动右侧阀板通过楔形面,从而使平行阀板与阀座产生密封比压,达到密封效果。可做成上密封结构和自密封阀盖结构,以承受更高压力。但是阀门在关闭时不能承受高温,也不能长期在高温下关闭,这一点与楔形闸阀相同。

高压平行闸阀在加氢装置中的应用

图3 平行闸阀(楔形转平行)

3.4、平行闸阀(绝对平行闸阀)

  平行闸阀(绝对平行闸阀)的结构如图4所示。

  依靠介质压力推动前阀板,压缩后阀板,后阀板与阀座产生密封比压,达到严密关断效果。阀前压力越大,密封效果越好,特别适用于高温高压场合。因为该阀关闭时阀前与型腔贯通,所以可长期高温关闭。此外,该阀没有冲击密封力,可用于危险介质开关,动作平稳。因为阀板可上下自由膨胀,所以可配置电动执行机构,不会出现卡死现象;该结构已经获得发明专利。

高压平行闸阀在加氢装置中的应用

图4 绝对平行闸阀

4、阀体及阀内件材料的选择及制造

  因为介质基本上为氢气或含氢介质,同时也伴随硫化氢气体,所以所有材料的选择应特别慎重,必须符合NACE MR0175抗硫化物腐蚀材料标准中的规定,特别是与介质接触的零部件。

  对于加氢装置中介质的特点,笔者认为采用锻造的阀体结构最合理。铸造结构的阀体,一方面其铸造壁厚余量不大,另一方面容易出现铸造缺陷,如金属夹杂、气孔、裂纹等缺陷,导致氢气的积聚,诱发裂纹,同时也容易出现氢脆现象;在高温情况下还容易出现脱碳现象,从而加速氢腐蚀的进程。另外,大壁厚的铸造在国内还不成熟,很难避免出现以上问题。因此,笔者采用锻造方式。

  除了采用锻造结构外,应该对有害的金属元素S,P进行控制,将其质量分数控制在0.02%以内,最大质量分数只能放宽到0.03%;非金属夹杂物要求不高于2.5级;晶粒度:碳钢与合金钢不低于5级,不锈钢不低于8级,厚度大于100mm时不低于6级。

  除了对承压件的材料控制外,对生产过程中的氯离子也应该严格控制,尤其是填料和产品试压时,氯离子质量分数应小于5×10-5,应采用氮氢混合气进行试压。即使采用水压进行试验,也一定要控制水中的氯离子,使其质量分数合格后方可进行。

  所有的材料及焊接部位,都要严格进行UT探伤,探伤合格级别为I级。

  阀门选择的主要材料有A105碳钢,304,316,321,347不锈钢等。其中阀板、阀座、自密封部分选用硬质司太立合金材料,堆焊材料牌号分别为STL12,STL6,STL21,从而确保了不同零件的硬度使用要求,而且所有的堆焊层厚度不得小于2mm。经过以上的材料控制和生产控制,完全能够满足加氢装置的要求。

5、结束语

  加氢装置使用的紧急切断和紧急放空闸阀,应根据不同的工况进行选择,不可盲目地选择闸阀结构。如在高温高压的情况下,不可选择楔形闸阀,只能选择平行闸阀结构。同时,在高温高压下选择执行机构时,也需要注意高温膨胀性,最好选择气动执行机构来进行高温膨胀补偿。若一定要选择电动执行机构,则必须选择平行闸阀结构。

  该公司研发的平行闸阀广泛应用在加氢装置、电厂蒸汽系统、高压乙烯、合成氨等紧急切断和紧急放空的安全保护系统中,使用效果非常好;阀门经第三方机构进行了动作寿命试验,满足10万次后仍达到零泄漏的目标。同时该阀门的使用,改善了平行高温高压闸阀长期以来依赖进口的局面。

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