乙烯装置高温高压Y型截止阀国产化开发

《乙烯装置高温高压Y型截止阀国产化开发》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、动设备石P油化工设备技术，2011，32(2)·59·etrochemicalEquipmentTechnology乙烯装置高温高压Y型截止阀国产化开发张宝江(中国石化工程建设公司，北京100101)摘要：介绍了高温高压Y型截止阀的国产化开发，阐述了该类阀门的结构特点、计算方法和试验验证。针对乙烯装置工况特点，在阀门设计、工艺、加工制造和试验等方面进行了大量的改进和创新工作，通过创新结构的运用，国产化阀门在高温高压使用工况下，其动作的可靠性、密封可靠性和流通能力都达到国际先进水平。关键词：高温高压Y型截止阀结构分析试验随着国内乙烯装置的大

2、型化，与之配套的大2国产化开发尺寸高温高压阀门需求迫切。就每年百万吨乙烯2．1创新的结构设计装置高温高压Y型截止阀而言，长期以来，这些针对乙烯装置工况特点，本项目在设计、工具有高技术含量、高附加值的阀门一直引进。为艺、加工制造和试验等方面进行了大量的的改进打破外商垄断，确保建设工期，降低投资成本，中和创新工作，通过创新结构的运用，国产化阀门在国石化集团物资装备部实施了乙烯装置高温高压高温高压工况下，其动作的可靠性、密封可靠性和阀门的国产化开发项目，组织中国石化工程建设流通能力都达到国际先进水平，本项目主要创新公司、中核苏阀及用户单位成立开

3、发小组，确定了点有如下几点。高标准的攻关课题，项目采用创新的结构设计和2．1．1阀瓣导向设计阀瓣导向采用整体设计(见图1)，阀瓣采用模拟工况的性能试验，从设计、制造和试验各环节全程导向，导向面堆焊耐磨合金，保证阀瓣运动的保证了项目的先进性和可靠性。各项数据表明，灵活性。阀瓣由整块材料加工而成，与分体阀瓣国产化阀门的整机性能已经达到国外厂家的先进相比(见图2)，该结构在高温高压极端恶劣的工水平。况下具有十分明显的优点：1介绍(1)设计参数介质为超高压蒸汽；公称压力为2500lb；公称通径为1／2～2Oin；阀体材质为WC9／F22；设计温度

4、为538C；设计压力为13．31MPa。(2)设计标准和规范1阀瓣导向整体结构27900MP-SP05—0001阀门规格书；(1)阀瓣的两个导向面分别在阀瓣圆柱体的ASMEB16．34法兰端、螺纹端和焊接端阀收稿日期：2O1O一1122。门；作者简介：张宝江，男，1984年毕业于抚顺石油学院化工与ASMEB16．25对接焊端；机械专业，获工学学士学位，现在中国石化工程建设公司从ASMEB16．10阀门结构长度；事管道材料设计工作，高级工程师。API598阀门检验和试验。Email：zhangbj．sei@sinopec．corn石油化工设

5、备技术上下外表面(见图2)，在加工时实现一次装夹，加封性和导向的可靠性。工精度及同轴度高。2．1．4密封面设计(2)在高温、高压差和高速介质的冲击下，阀阀瓣采用球形密封面，密封面对中性好，密封瓣导向更加可靠和稳固。可靠。宽阀座密封面设计，可有效地延长密封面的使用寿命。密封面堆焊STL合金，耐冲蚀和耐磨性好。阀座堆焊STL21，阀瓣堆焊STI6，STI21具有极其良好的高温特性和耐冲蚀性，具有冲击自硬化特性，STI21阀座与STI6阀瓣材料配对，密封面有明显的硬度差，便于密封。2．1．5流道设计直线型全新流道设计，通过有限元流场分析图2阀瓣

6、导向分体结构辅助设计，直线形的流道设计更有利于介质通过，2．1．2密封副二次节流设计获得理想的流阻系数，实现低流阻系数，具有理想阀瓣在接近或接触密封面的时候，因节流作的流通能力。用，介质流速最快，介质对密封面的冲刷也最为严2．1．6阀杆密封设计重。采用二次节流结构，保证阀门在开启和关闭设计阀杆填料密封并增加蝶簧组动态密封，的短时间内，让介质流经密封面的流量减小，流速实现多层次动态补偿。减慢，可以有效消除高速流动介质对密封面的冲2．2有限元辅助设计，验证创新结构的可靠性刷，密封面寿命可大幅延长。其结构如图3所示。使用三维有限元分析软件，对阀

7、门重要零件进行三维有限元分析，优化产品，验证创新结构的可靠性。现以阀体为例，分析步骤如下。2．2．1常温静态有限元分析(1)建立阀体三维模型；(2)根据阀体边界条件建立约束；(3)添加载荷，见图4；(4)网格划分，见图5；(5)分析阀体应力分布和位移分布，见图6；(b)最终天闭(6)剔除由于模型因素而引起的局部应力集J到3瓣与腰雨封结构中结果，找出阀体高应力区域和大变形范围，通过2．1．3防止高温卡死的阀瓣和阀杆导向设计建立多组修正模型，比较分析各组阀体应力分布(1)阀体采用同种材料，热膨胀影响小；阀瓣和位移分布的结果，确定阀体最佳的设计

8、结构。全程导向，导向面堆焊STL6，耐磨性好，阀体、阀瓣精加工后，严格控制阀瓣与阀体的导向间隙，导向灵活、性能优良，并且形成了硬度差。(2)大口径阀体中腔出口通道口设置导向筋，导向筋导向表面精