現代煤化工對閥門產品的要求越來越高，煤化工行業到底有何特（tè）殊？小（xiǎo）小閥門又該如何適應煤化行業（yè）的艱難環境......

先來聊煤化工的那些事（shì）
大家（jiā）都知道：煤化工是將煤通過熱加工和催化加工轉化為各種燃料和化工產（chǎn）品的過程（chéng）。
所以說呢？煤化工（gōng）及煤製油項目首先要進行煤氣（qì）化，在高溫下將煤、焦炭等固（gù）體燃料（liào）與氣化劑反（fǎn）應，轉化為氣體產物和（hé）殘渣。（而煤氣化所用的氣化劑主要為蒸汽（qì）、高（gāo）壓高純度（dù）氧氣及其混合氣體，氣（qì）化反應包括了一係（xì）列均相與（yǔ）非均相化學反應。所得氣體產物因所用原料煤質（zhì）、氣化劑的種類和氣化過程不同而具有不同的組成，可分為煤氣、半水煤氣及水煤氣等。）
在煤化（huà）工產業的煤製油（yóu）、煤製烯烴及（jí）大型煤化成套係統中，金屬密封耐磨球閥作為一（yī）種耐磨損的管路係統截斷及流（liú）量控製的部（bù）件得到了極為廣泛的應用（yòng）。
煤（méi）化工有哪些性能（néng）要求（qiú）呢?
1.工況條件（jiàn）
首先，從工況條件說起，針對煤（méi）製油、油改煤及煤氣化等煤化工係統處於介質（煤渣）高硬度、高壓力及高溫度的工況：
閥門怎麽選？
閥門應具有耐磨、耐衝刷、防結（jié）垢、防結疤及快速切斷等功（gōng）能。閥門口徑大（一（yī）般為DN300～DN450）、啟閉頻繁且速度快（kuài）（30min動作一次，5～10s/次），要求閥門密（mì）封性能好，可靠性高。
目前，特級耐磨球閥已廣泛用於（yú）德士古爐煤化工（gōng）和煤（méi）製油（yóu）行業，其介質水煤漿中包含58%～67%的煤粉固體。黑（hēi）水係（xì）統及（jí）灰漿係統中含有大量渣漿等特硬固體顆粒，在閥門腔體內沉積、堵塞或結垢，難於清除。
煤化工用（yòng）閥門特殊要求
2.閥門材料
針對（duì）溫度的不（bú）同，閥門材料的選用也存在很大（dà）的區（qū）別：
Class600～1500的常溫（－29～200℃）耐（nài）磨球閥，閥體材料（liào）為ASTMA105碳鋼鍛製球閥，其球體（tǐ）選用ASTMA182F304。對於有（yǒu）強腐蝕工況時，閥體材（cái）料可采用奧氏體不鏽鋼、雙相不鏽（xiù）鋼（gāng）、Inconel625（HastelloyC－276）。
Class2500的高溫（300～510℃）耐磨球閥閥體材料為A182F22或A182F347不鏽（xiù）鋼鍛鋼，球體選用Inconel718。閥杆采用沉澱（diàn）硬化不鏽鋼17－4PH或A638－660。
17－4PH沉澱（diàn）硬化不鏽鋼和不鏽鋼常溫力學性能比較
3.工藝技術
金屬密封耐磨球閥結構適用於輸送黑水、渣水及水煤漿等含固體顆粒的介質，閥門的球體和閥座用超音速（sù）噴塗（HVOF）JK117{（WC）/17Co}或閥座堆焊STL12#（D812）硬質（zhì）合金，大規模生產時，應采用數控研磨中心對球體和閥座實行高精度的研磨。閥杆有防止固體顆粒進（jìn）入填料函的金屬和填料雙密封結構。閥座彈簧具（jù）有防止灰渣堵塞結構。球閥在其一側為最大（dà）工作壓（yā）力，另一側為大氣壓（yā）的最大壓差工況下，完成啟閉並保（bǎo）證（zhèng）可靠密封，水壓（yā）試（shì）驗的泄漏等級應達到ANSI/FCI70－2的ClassⅤ級。
必知|煤化工球閥如何選型
浮動球閥（MOGAS產（chǎn）品）
美國MOGAS雙（shuāng）金屬閥座（zuò）浮動球球閥，為（wéi）介質出口端金屬密封，閥杆帶軸肩防飛出（chū）結構，閥座設計（jì）為刮刀式（shì）。閥門具（jù）有自泄壓功能，符合抗靜電（diàn）及（jí）防火要求（qiú），依據NACEMR－0103進行防腐處理，並按（àn）需要配置閥門（mén）齒輪箱。
1通徑
采用ANSIB16.34標準（zhǔn）規定。
2壓力等級
閥門的壓力等級符合訂貨規格及（jí）工藝管路等級要求，閥體壓力等級（jí）不低於法蘭等級。
3連接形式
球閥過程連接為（wéi）法蘭連接（jiē）或對焊（hàn）連接，法蘭標準依據ANSIB16.5，采用RF法蘭連接。對焊連接（jiē）端部標準依據ANSIB16.25。
4結構長度
采用ANSIB16.10標準確定閥的結構長度。
5閥體、閥蓋
均選用鍛件ASTMA105、ASTMA182F22、A182F347，對於需要防硫（liú）化氫的（de）閥門按照NACE要求進行熱處理。
6球體、閥（fá）座
球體為不鏽（xiù）鋼410SS，表麵高速氧火焰噴塗碳（tàn）化鉻合金（jīn）（塗層（céng）耐溫815℃），硬度64HRC以上，厚度不小於0.3mm。閥座為（wéi）Inconel718合金，同樣采用噴（pēn）塗碳化鉻合金硬化處理（lǐ）。表麵高速（sù）氧火焰噴塗碳化鉻合金再熔融處理（耐溫（wēn）815℃），塗層耐磨不易脫落。球麵硬度64HRC以上，厚度不小於0.3mm。球（qiú）體與（yǔ）閥（fá）座手工配對研磨，密封檢驗完全滿足API598標準要求。閥座鋒利的邊緣可對球體自刮擦自清潔，防止介質進入球體與閥座的密封麵而造成內漏和卡塞現象。
7碟簧
選用碟形結構彈（dàn）簧，材料為In-conel718。碟簧的主要（yào）作用是（shì）為閥座和球體（tǐ）施加一個預緊力，保證球體與閥座（zuò）緊密結合。當球體、閥座受到熱脹發生位移時可有效（xiào）回縮，防止（zhǐ）球體與閥座發生卡塞現象。碟簧後（hòu）閥座（zuò）腔倒角（jiǎo）處理（角度經流體動力學計算），使固體（tǐ）顆（kē）粒不易堆積在（zài）閥座後麵而影響閥座的有效退讓。
8閥杆
閥杆材料選用17－4PH或A638－660。閥杆設計為雙密封並有（yǒu）軸肩防（fáng）飛出結構，帶彈簧預緊的（de）填料壓蓋結構（gòu）。閥杆設置有金屬密封軸承和（hé）填料（liào）雙重密（mì）封。
9填料
由3個模壓成型組合純石墨環（Chesterton5300）和2個有Inconel合金絲編（biān）織成的（de）石墨抗（kàng）擠壓環（Chesterton1601）組成，能承受970℃的高溫。填料壓蓋帶有預載碟簧，填料壓蓋可持續壓緊填料不致發生外（wài）漏現象。
10泄漏等（děng）級
切斷閥的閥瓣和閥座采用金屬密封的雙向密封形（xíng）式。金屬密封軸承表麵硬化處理後手工配對研磨，為壓力密封設計，壓力越（yuè）大，密封越緊（jǐn），可（kě）防止固體顆粒進入填料（liào）函。泄漏等級符合API598標準要（yào）求。
固定球閥（HARTMANN產品）
德國HARTMANN高壓固定球（qiú）球球閥為金（jīn）屬雙向密封，全通徑，雙流向，3片分體式結構。密封等級為雙向ANSIClassⅥ級，閥體及承壓部件都采用鍛件。閥門依（yī）據（jù）標準（zhǔn）API6D，防火標（biāo）準API607，同時（shí）符合TA－LUFT及USAEPA等標準。閥門為防吹出閥杆設計，防靜電（diàn）設計。閥體（tǐ）材質為DIN1.4470（相當於2205係列雙相不鏽鋼ASTMA8904A），球體材料為DIN1.4462（相當於2205係列雙相不鏽鋼ASTMA182F51）。球體與閥座表（biǎo）麵（miàn）均噴塗有碳化鎢或碳化（huà）鉻，其（qí）硬度值達到62～68HRC。對焊端連接的（de）閥門其對焊端坡口符（fú）合ASMEB16.25的規定。
鍍層采用（yòng）火焰噴塗與（yǔ）熱處理技（jì）術（shù），在噴塗結束後，再對球體與閥座進行二次處理，即（jí）高溫加熱處理，使（shǐ）得金屬材質與鍍層材質之間融合，減少不（bú）同（tóng）材質之間的隔閡，然後采（cǎi）用手工研磨的技（jì）術，使得球體與閥座的光潔度均衡，保證（zhèng）球體與閥座的表麵緊密吻合。鍍層有效厚度為（wéi）0.2～0.5mm。
閥座後麵設有彈簧組件，彈簧材質為In-conelX750，且閥座前（qián）後墊片（piàn）的密封使得彈簧內腔為封閉式設計，介質中的顆（kē）粒無法進入到彈簧內腔中。另外彈簧（huáng）式的閥（fá）座設計，使（shǐ）閥座與球體之間緊密接觸，無縫隙，因此（cǐ）避免了（le）顆（kē）粒介質進入閥座與（yǔ）球（qiú）體之間，從而（ér）避免了閥座與球體表麵的刮傷（shāng）。閥座的獨特設計使得（dé）閥座與球體接觸部分實際上如刮削的作用，因此在實際操作中（zhōng），對閥座與（yǔ）球體的接觸部分可以進行刀刮的處理。
閥門為全通（tōng）徑，上、下遊（yóu）閥座對稱式設計，即閥門為雙向對稱式密封結構，閥（fá）門無指定流向。因此在現場（chǎng）安裝時，不存在（zài）流向問題。
閥門的密封等級滿足ANSIClassⅥ的標準，完全符合（hé）技術要（yào）求。
所有球閥都有上遊、下遊兩個閥（fá）座，閥座與閥體采用分離形式，便於閥（fá）座的更換維修。閥座密封麵與球體密封麵100%接觸。
閥杆處采用雙密封的形式，絕對（duì）無外漏。在最大壓差下，閥杆的最小橫截（jié）麵能（néng）承受操作扭矩。設計還考（kǎo）慮了足夠的安全裕量和執行機構的最大輸出扭矩（jǔ）。閥杆的最薄弱部分位於閥體之外。
閥內腔可自動卸（xiè）放壓力。防火設計，防靜電設計（jì）與防吹出閥杆（gǎn）設（shè）計。
閥門額定的壓力－溫度等級滿足ASMEB16.34的規定。
閥體和（hé）球體等所有接液部件滿足NACEMR－0103和NACEMR－0175的要（yào）求。閥體腐蝕裕量不小於（yú）6mm。
閥門與執行機構之間的堅固支架是閥門長期動作性能可靠的保證（zhèng）。
比較與選型
球閥浮動球與固定球選型原則
煤製油工藝（yì）過程中對（duì）閥門提出（chū）高溫、高壓、耐磨、耐腐蝕、耐衝（chōng）刷、抗（kàng）熱循壞和零（líng）泄漏等要求。作（zuò）為全通徑、大流量（liàng）、低流（liú）阻（zǔ）、開關方便等優點的金屬密（mì）封耐磨球閥將獲得快速發展，將逐步從低（dī）壓、常溫到高壓、高溫，促進了球（qiú）閥應用範圍的擴大和發展。
浮動球（qiú）與固定球耐磨（mó）球閥各有特點，各種（zhǒng）選型原則隻是在一般情況下的應用原則。
隨著閥門生產技術（shù）的發展，浮動球球閥將可用於高壓力工況，固定球球閥也可以用於含（hán）固體（tǐ）顆粒介質工況。高溫（wēn）高壓金屬（shǔ）密封耐磨球（qiú）閥在煤化工產業的煤製油、煤製（zhì）烯烴及大型煤化成套係統（tǒng）中的（de）推廣應用，可替代進口的同（tóng）類產品（pǐn），提升我國高溫高壓（yā）耐磨（mó）球閥的技術水平，有效降低企業的設備采購成（chéng）本。