Incoloy825合金抗高硫天然气高压硬密封平板闸阀及冶锻工艺的制作方法
【专利摘要】一种Incoloy825合金抗高硫天然气高压硬密封平板闸阀，该平板闸阀具有上关下开结构，即闸板上提时平板闸阀关闭，下降时平板闸阀开启；具体结构为：所述闸板上开有上导流孔，该闸板上端和阀杆下端通过T形槽连接后在该连接处安装限位板，该限位板确定了平板闸阀的下限位置；而所述阀杆上端的上密封面和填料箱下部的密封面贴合达到平板闸阀的上限位置。本发明安全使用在CL2500LB的工况下。
【专利说明】I nco I oy825合金抗高硫天然气高压硬密封平板闸阀及冶锻工艺
【技术领域】
[0001]本发明属于阀门制造【技术领域】，涉及一种用于高硫天然气气田集输工程等复杂工况下的高压硬密封平板闸阀，具体来说是一种镍基合金抗高硫天然气高压硬密封平板闸阀。
【背景技术】
[0002]气田集输工程中抗高硫高酸天然气用高压平板闸阀是工程系统的关键设备。在此抗高硫平板阀领域，国内外只有铸造的碳钢平板闸阀。但是由于天然气的组分(含饱和水蒸气；H2S含量的变化范围:12.31%:?17.05% ；C02量的变化范围:7.89%?10.53% ;地层水水中Cl含量的变化范围:28200mg/l?64600mg/l;原料气含有有机硫340.6mg/m3，其中:硫氧碳316.2mg/m3、甲硫醇22.8mg/m3、乙硫醇1.6mg/m3 ；)中高硫高酸的特性,加之高压状态下使用时，碳钢平板闸阀存在碳钢材料会产生腐蚀开裂，不满足介质要求的问题而使其使用受到极大的限制。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种InColoy825合金抗高硫天然气高压硬密封平板闸阀及冶锻工艺，在高压高硫的工况下运行安全可靠。
[0004]为实现上述目的，本发明采取的技术方案是:
一种Incoloy825合金抗高硫天然气高压硬密封平板闸阀,包括底盖、阀体、闸板、阀杆、填料箱、密封圈、阀座，所述底盖和阀体下部开口密封连接，阀座安装在阀体的腔内，该阀座和闸板配装，阀杆一端和闸板连接，另一端通过填料箱密封后和驱动装置连接，由Incoloy825合金制成的所述阀体组装成的平板闸阀安全使用在CL2500LB的工况下。
[0005]所述平板闸阀具有上关下开结构，即闸板上提时平板闸阀关闭，下降时平板闸阀开启；具体结构为:所述闸板上开有上导流孔，该闸板上端和阀杆下端通过T形槽连接后在该连接处安装限位板，该限位板确定了平板闸阀的下限位置；而所述阀杆上端的上密封面和填料箱下部的密封面贴合达到平板闸阀的上限位置。
[0006]处于填料箱上方的所述阀杆上设有指示螺钉，指示螺钉装在安装于阀杆上的指示螺母上；该指示螺钉的上下行程和防护套的外表面上设有的开关指示牌相对应。
[0007]所述平板闸阀的上阀盖处设有锁紧限位板，链子连接锁紧限位板和驱动装置的手轮后用锁子锁住以防止误操作所述闸板和阀杆的连接处设有防静电装置；所述阀体的端法兰上设有防静电装置。
[0008]所述底盖和阀体下部开口处锥面密封，该密封面上堆焊STL21 #硬质合金。
[0009]所述阀体底部还设有排污螺塞。
[0010]所述Incoloy825合金浇出锭子后进行锻造时严格控制锻造工艺温度，先900°C预热，每小时升温20°c慢速加热，1000°C?1100°C恒温后，将锻造的始锻温度控制在1050°C，终锻温度控制在950°C?1050°C，炉温控制不能超过1150°C，锻造后对Incoloy825合金锻件进行固溶化处理，固溶化处理的温度控制在930°C?980°C，最终检验要求达到了力学性能抗拉强度σ b彡586MPa,屈服强度σ 0 2彡241MPa，伸长率δ彡30%。
[0011]本发明适用于高硫天然气气田集输工程等复杂工况下，使用压力在CL2500LB时仍能安全可靠的运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明阀体的俯视图；
图3为本发明闸板上导流孔结构示意图；
图4为本发明位置指示示意图；
图5为本发明底盖与阀体锥面密封示意图；
图6为本发明阀杆部位的限位板和防静电结构；
图7为本发明阀杆开启到达上限位置示意图；
图8为本发明中口密封圈结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0014]如图1所示,一种Incoloy825合金抗高硫天然气高压硬密封平板闸阀,主要包括底盖1、阀体2、闸板3、限位板4、阀杆5、填料箱6、密封圈7、指示螺母8、指示螺钉9、防护套10、观察窗11、驱动装置12、链子13、锁子14、锁紧限位板15、防静电弹簧16、防静电钢球17、防静电螺塞18、防静电螺塞垫19、阀座20、排污螺塞21。所述底盖I和阀体下部开口密封连接，阀座20安装在阀体2的腔内，该阀座20和闸板3配装，阀杆5 —端和闸板3连接，另一端通过填料箱密封后和驱动装置12连接，
由 Incoloy825 (UNS N08825)(其化学成分:C 彡 0.05 Mn ^ 1.00 Si ^ 0.50Cr ( 19.50 ?23.50 Ni ( 38.00 ?46.00 Cu 彡 1.50 ?3.00 Ti 彡 0.60 ?1.20Mo彡2.50?3.50 S彡0.030 Al ^ 0.20 Fe彡22 )合金制成的所述阀体2组装成的平板闸阀安全使用在CL2500LB的工况下。该阀体2采用整体锻造结构；冶锻时严格执行NACE 0175《油田设备用抗硫化应力裂纹的金属材料》的相关规定。
[0015]阀体2中部上下开孔，阀座口端面及闸板导向面直接由线切割操作完成，确保闸板3运动准确。
[0016]所述平板闸阀具有上关下开结构，即闸板3上提时平板闸阀关闭，下降时平板闸阀开启；具体结构为:所述闸板3上开有上导流孔(图3中已指出)，该闸板3上端和阀杆5下端通过T形槽连接后在该连接处安装限位板4，该限位板4确定了平板闸阀的下限位置；而所述阀杆5上端的上密封面5-1和填料箱6下部的密封面6-1贴合达到平板闸阀的上限位置(见图7)。阀杆5上行两面贴合后，阀杆5到达最高开启位置，从而达到平板闸阀的上限位置。
[0017]上述结构中闸板3和阀座20组成密封内件，闸板3上下活动时始终未脱离阀座20，保证了介质中的杂质、脏物在阀门开关过程中不会进入到密封面，具有“自清洁”功能，密封面不被杂质划伤，闸板3两侧始终在阀体I的导向面(见图2)内“滑动”，保证了运动的可靠性，适合水平、垂直安装，不受安装方向的限制，并且闸板3采用上导流孔结构(见图3):闸板3上提时阀门I关闭，下降时阀门I开启。可以使介质中附着在闸板3上的脏物在闸板3关闭时，脏物被介质流带走，而不会大量掉入阀腔里。
[0018]中口密封圈7结构上设计有变形空间和变形槽(见图8)，使其在阀门中腔压力作用下产生变形后与填料箱及阀体之间均产生良好的密封。A193 B7M/A194 2HM材料制成的螺柱、螺母所有表面增加Xylan 1424涂层防止电化学腐蚀。
[0019]在阀门开启过程中，上限位由阀杆5的上密封面和填料箱6下部的密封面贴合达至IJ，使其在阀门中腔压力作用下产生变形后与填料箱及阀体之间均产生良好的密封，此时从观察窗中可以看到指示螺母8带着指示螺钉9到达指示牌“关”的位置，链子13用锁子14锁住从而防止了误操作。在阀门关闭过程中，下限位由穿过阀杆5和闸板3 T型槽的限位板4碰到阀座孔上平面达到，这种限位方式比之以往靠闸板3底部碰到底盖I的限位方式更加准确、可靠。闸板3下降到全开位置时限位，闸板3下端与底盖I之间留有间隙，底盖不受力。原有的限位方式由于受到底盖I密封垫的影响会有误差，并且闸板3底部直接碰到底盖I会影响到底盖I的密封，带来安全隐患，此时从观察窗中可以看到指示螺母8带着指示螺钉9到达指示牌“开”的位置(见图4)，链子13用锁子14锁住从而防止了误操作。
[0020]由于天然气介质会因静电产生的火花爆炸，造成事故，本发明设计了防静电装置，阀杆5下端部位设有防静电弹簧16、防静电钢球17 (见图6);阀体法兰上设有防静电螺塞18、防静电螺塞垫19。闸板3、阀座部位的静电最终通过阀杆5及小件导向阀体，阀体在防静电螺塞18、防静电螺塞垫间弓I导线导入大地。
[0021]底盖I与阀体2底部采用锥面密封(见附图5)，密封面堆焊51121#硬质合金，该密封结构安全可靠使用寿命长，不用更换密封垫，一旦密封泄露可在线研磨，方便好操作，不需要再使用磨床加工即可达到。而且STL21#硬质合金的硬度越用越高，密封的性能更加可
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[0022]阀体底部还设有排污螺塞21，阀门在一个检修周期时可拆开排污螺塞21将阀腔底部的污物排出，保证阀腔内部清洁。
[0023]Incoloy825合金材料目前在国内、外还没有用在CL2500LB的工况下。若要满足此工况下的安全运行，Incoloy825合金需要在真空炉中冶炼出化学成分合格的合金，浇出锭子后进行锻造。锻造要严格控制锻造时工艺温度，锻造温度的控制是防止Incoloy825合金锻件不产生裂纹的关键，经过实践摸索总结出一套行之有效的操作工艺。我们先900°C预热，每小时升温20°C慢速加热，1000°C?1100°C恒温后，将锻造的始锻温度控制在1050°C，终锻温度控制在950°C?1050°C，炉温控制不能超过1150°C，锻造后对Incoloy825合金锻件进行固溶化处理，固溶化处理的温度控制在930°C?980°C，最终检验要求达到了力学性能抗拉强度σ b彡586MPa,屈服强度σ 0 2彡241MPa，伸长率δ彡30%。
【权利要求】
1.一种11100107825合金抗高硫天然气高压硬密封平板闸阀，包括底盖、阀体、闸板、阀杆、填料箱、密封圈、阀座，所述底盖和阀体下部开口密封连接，阀座安装在阀体的腔内，该阀座和闸板配装，阀杆一端和闸板连接，另一端通过填料箱密封后和驱动装置连接，其特征在于:由11100107825合金制成的所述阀体(2)组装成的平板闸阀安全使用在0^250018的工况下。
2.根据权利要求1所述的一种11100107825合金抗高硫天然气高压硬密封平板闸阀，其特征在于:所述平板闸阀具有上关下开结构，即闸板(3)上提时平板闸阀关闭，下降时平板闸阀开启；具体结构为:所述闸板(3)上开有上导流孔(31),该闸板(3)上端和阀杆(5)下端通过I形槽连接后在该连接处安装限位板(4),该限位板(4)确定了平板闸阀的下限位置；而所述阀杆(5)上端的上密封面(5-1)和填料箱6下部的密封面(6-1)贴合达到平板闸阀的上限位置。
3.根据权利要求1或2所述的一种111(30107825合金抗高硫天然气高压硬密封平板闸阀，其特征在于:处于填料箱上方的所述阀杆(5)上设有指示螺钉(9),指示螺钉装在安装于阀杆上的指示螺母(8)上；该指示螺钉(9)的上下行程和防护套(10)的外表面上设有的开关指示牌相对应。
4.根据权利要求3所述的一种11100107825合金抗高硫天然气高压硬密封平板闸阀，其特征在于:所述平板闸阀的上阀盖处设有锁紧限位板(15),链子(13)连接锁紧限位板(15)和驱动装置(12)的手轮后用锁子(14)锁住以防止误操作。
5.根据权利要求1或2所述的一种111(30107825合金抗高硫天然气高压硬密封平板闸阀，其特征在于:所述闸板(3)和阀杆(5)的连接处设有防静电装置；所述阀体(2)的端法兰上设有防静电装置。
6.根据权利要求1或2所述的一种11100107825合金抗高硫天然气高压硬密封平板闸阀，其特征在于:所述底盖(1)和阀体(2 )下部开口处锥面密封，该密封面上堆焊31121 #硬质合金。
7.根据权利要求1或2所述的一种111(30107825合金抗高硫天然气高压硬密封平板闸阀，其特征在于:所述阀体(2)底部还设有排污螺塞〔20。
8.—种11100107825合金抗高硫天然气高压硬密封平板闸阀的冶锻工艺，其特征在于:所述I！！⑶107825合金浇出锭子后进行锻造时严格控制锻造工艺温度，先9001预热，每小时升温201慢速加热，10001?11001恒温后，将锻造的始锻温度控制在10501，终锻温度控制在9501?10501，炉温控制不能超过11501，锻造后对111(30107825合金锻件进行固溶化处理，固溶化处理的温度控制在9301?9801，最终检验要求达到了力学性能抗拉强度。6彡5861？3?屈服强度0。2彡241腿^，伸长率8彡30%。
【文档编号】F16K35/06GK104405912SQ201410744968
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年12月9日 优先权日:2014年12月9日
【发明者】陈清流, 董霞, 陈文鑫, 乐精华 申请人:兰州高压阀门有限公司