Incoloy825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥及冶鍛工藝的制作方法
【專利摘要】一種Incoloy825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥，該平板閘閥具有上關(guān)下開結(jié)構(gòu)，即閘板上提時平板閘閥關(guān)閉，下降時平板閘閥開啟；具體結(jié)構(gòu)為：所述閘板上開有上導(dǎo)流孔，該閘板上端和閥桿下端通過T形槽連接后在該連接處安裝限位板，該限位板確定了平板閘閥的下限位置；而所述閥桿上端的上密封面和填料箱下部的密封面貼合達到平板閘閥的上限位置。本發(fā)明安全使用在CL2500LB的工況下。
【專利說明】I nco I oy825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥及冶鍛工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于閥門制造【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種用于高硫天然氣氣田集輸工程等復(fù)雜工況下的高壓硬密封平板閘閥，具體來說是一種鎳基合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥。

【背景技術(shù)】
[0002]氣田集輸工程中抗高硫高酸天然氣用高壓平板閘閥是工程系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。在此抗高硫平板閥領(lǐng)域，國內(nèi)外只有鑄造的碳鋼平板閘閥。但是由于天然氣的組分(含飽和水蒸氣；H2S含量的變化范圍:12.31%:?17.05% ；C02量的變化范圍:7.89%?10.53% ;地層水水中Cl含量的變化范圍:28200mg/l?64600mg/l;原料氣含有有機硫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,加之高壓狀態(tài)下使用時，碳鋼平板閘閥存在碳鋼材料會產(chǎn)生腐蝕開裂，不滿足介質(zhì)要求的問題而使其使用受到極大的限制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種InColoy825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥及冶鍛工藝，在高壓高硫的工況下運行安全可靠。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
一種Incoloy825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥,包括底蓋、閥體、閘板、閥桿、填料箱、密封圈、閥座，所述底蓋和閥體下部開口密封連接，閥座安裝在閥體的腔內(nèi)，該閥座和閘板配裝，閥桿一端和閘板連接，另一端通過填料箱密封后和驅(qū)動裝置連接，由Incoloy825合金制成的所述閥體組裝成的平板閘閥安全使用在CL2500LB的工況下。
[0005]所述平板閘閥具有上關(guān)下開結(jié)構(gòu)，即閘板上提時平板閘閥關(guān)閉，下降時平板閘閥開啟；具體結(jié)構(gòu)為:所述閘板上開有上導(dǎo)流孔，該閘板上端和閥桿下端通過T形槽連接后在該連接處安裝限位板，該限位板確定了平板閘閥的下限位置；而所述閥桿上端的上密封面和填料箱下部的密封面貼合達到平板閘閥的上限位置。
[0006]處于填料箱上方的所述閥桿上設(shè)有指示螺釘，指示螺釘裝在安裝于閥桿上的指示螺母上；該指示螺釘?shù)纳舷滦谐毯头雷o套的外表面上設(shè)有的開關(guān)指示牌相對應(yīng)。
[0007]所述平板閘閥的上閥蓋處設(shè)有鎖緊限位板，鏈子連接鎖緊限位板和驅(qū)動裝置的手輪后用鎖子鎖住以防止誤操作所述閘板和閥桿的連接處設(shè)有防靜電裝置；所述閥體的端法蘭上設(shè)有防靜電裝置。
[0008]所述底蓋和閥體下部開口處錐面密封，該密封面上堆焊STL21 #硬質(zhì)合金。
[0009]所述閥體底部還設(shè)有排污螺塞。
[0010]所述Incoloy825合金澆出錠子后進行鍛造時嚴格控制鍛造工藝溫度，先900°C預(yù)熱，每小時升溫20°c慢速加熱，1000°C?1100°C恒溫后，將鍛造的始鍛溫度控制在1050°C，終鍛溫度控制在950°C?1050°C，爐溫控制不能超過1150°C，鍛造后對Incoloy825合金鍛件進行固溶化處理，固溶化處理的溫度控制在930°C?980°C，最終檢驗要求達到了力學(xué)性能抗拉強度σ b彡586MPa,屈服強度σ 0 2彡241MPa，伸長率δ彡30%。
[0011]本發(fā)明適用于高硫天然氣氣田集輸工程等復(fù)雜工況下，使用壓力在CL2500LB時仍能安全可靠的運行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明閥體的俯視圖；
圖3為本發(fā)明閘板上導(dǎo)流孔結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明位置指示示意圖；
圖5為本發(fā)明底蓋與閥體錐面密封示意圖；
圖6為本發(fā)明閥桿部位的限位板和防靜電結(jié)構(gòu)；
圖7為本發(fā)明閥桿開啟到達上限位置示意圖；
圖8為本發(fā)明中口密封圈結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0014]如圖1所示,一種Incoloy825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥,主要包括底蓋1、閥體2、閘板3、限位板4、閥桿5、填料箱6、密封圈7、指示螺母8、指示螺釘9、防護套10、觀察窗11、驅(qū)動裝置12、鏈子13、鎖子14、鎖緊限位板15、防靜電彈簧16、防靜電鋼球17、防靜電螺塞18、防靜電螺塞墊19、閥座20、排污螺塞21。所述底蓋I和閥體下部開口密封連接，閥座20安裝在閥體2的腔內(nèi)，該閥座20和閘板3配裝，閥桿5 —端和閘板3連接，另一端通過填料箱密封后和驅(qū)動裝置12連接，
由 Incoloy825 (UNS N08825)(其化學(xué)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 )合金制成的所述閥體2組裝成的平板閘閥安全使用在CL2500LB的工況下。該閥體2采用整體鍛造結(jié)構(gòu)；冶鍛時嚴格執(zhí)行NACE 0175《油田設(shè)備用抗硫化應(yīng)力裂紋的金屬材料》的相關(guān)規(guī)定。
[0015]閥體2中部上下開孔，閥座口端面及閘板導(dǎo)向面直接由線切割操作完成，確保閘板3運動準確。
[0016]所述平板閘閥具有上關(guān)下開結(jié)構(gòu)，即閘板3上提時平板閘閥關(guān)閉，下降時平板閘閥開啟；具體結(jié)構(gòu)為:所述閘板3上開有上導(dǎo)流孔(圖3中已指出)，該閘板3上端和閥桿5下端通過T形槽連接后在該連接處安裝限位板4，該限位板4確定了平板閘閥的下限位置；而所述閥桿5上端的上密封面5-1和填料箱6下部的密封面6-1貼合達到平板閘閥的上限位置(見圖7)。閥桿5上行兩面貼合后，閥桿5到達最高開啟位置，從而達到平板閘閥的上限位置。
[0017]上述結(jié)構(gòu)中閘板3和閥座20組成密封內(nèi)件，閘板3上下活動時始終未脫離閥座20，保證了介質(zhì)中的雜質(zhì)、臟物在閥門開關(guān)過程中不會進入到密封面，具有“自清潔”功能，密封面不被雜質(zhì)劃傷，閘板3兩側(cè)始終在閥體I的導(dǎo)向面(見圖2)內(nèi)“滑動”，保證了運動的可靠性，適合水平、垂直安裝，不受安裝方向的限制，并且閘板3采用上導(dǎo)流孔結(jié)構(gòu)(見圖3):閘板3上提時閥門I關(guān)閉，下降時閥門I開啟。可以使介質(zhì)中附著在閘板3上的臟物在閘板3關(guān)閉時，臟物被介質(zhì)流帶走，而不會大量掉入閥腔里。
[0018]中口密封圈7結(jié)構(gòu)上設(shè)計有變形空間和變形槽(見圖8)，使其在閥門中腔壓力作用下產(chǎn)生變形后與填料箱及閥體之間均產(chǎn)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涂層防止電化學(xué)腐蝕。
[0019]在閥門開啟過程中，上限位由閥桿5的上密封面和填料箱6下部的密封面貼合達至IJ，使其在閥門中腔壓力作用下產(chǎn)生變形后與填料箱及閥體之間均產(chǎn)生良好的密封，此時從觀察窗中可以看到指示螺母8帶著指示螺釘9到達指示牌“關(guān)”的位置，鏈子13用鎖子14鎖住從而防止了誤操作。在閥門關(guān)閉過程中，下限位由穿過閥桿5和閘板3 T型槽的限位板4碰到閥座孔上平面達到，這種限位方式比之以往靠閘板3底部碰到底蓋I的限位方式更加準確、可靠。閘板3下降到全開位置時限位，閘板3下端與底蓋I之間留有間隙，底蓋不受力。原有的限位方式由于受到底蓋I密封墊的影響會有誤差，并且閘板3底部直接碰到底蓋I會影響到底蓋I的密封，帶來安全隱患，此時從觀察窗中可以看到指示螺母8帶著指示螺釘9到達指示牌“開”的位置(見圖4)，鏈子13用鎖子14鎖住從而防止了誤操作。
[0020]由于天然氣介質(zhì)會因靜電產(chǎn)生的火花爆炸，造成事故，本發(fā)明設(shè)計了防靜電裝置，閥桿5下端部位設(shè)有防靜電彈簧16、防靜電鋼球17 (見圖6);閥體法蘭上設(shè)有防靜電螺塞18、防靜電螺塞墊19。閘板3、閥座部位的靜電最終通過閥桿5及小件導(dǎo)向閥體，閥體在防靜電螺塞18、防靜電螺塞墊間弓I導(dǎo)線導(dǎo)入大地。
[0021]底蓋I與閥體2底部采用錐面密封(見附圖5)，密封面堆焊51121#硬質(zhì)合金，該密封結(jié)構(gòu)安全可靠使用壽命長，不用更換密封墊，一旦密封泄露可在線研磨，方便好操作，不需要再使用磨床加工即可達到。而且STL21#硬質(zhì)合金的硬度越用越高，密封的性能更加可
O
[0022]閥體底部還設(shè)有排污螺塞21，閥門在一個檢修周期時可拆開排污螺塞21將閥腔底部的污物排出，保證閥腔內(nèi)部清潔。
[0023]Incoloy825合金材料目前在國內(nèi)、外還沒有用在CL2500LB的工況下。若要滿足此工況下的安全運行，Incoloy825合金需要在真空爐中冶煉出化學(xué)成分合格的合金，澆出錠子后進行鍛造。鍛造要嚴格控制鍛造時工藝溫度，鍛造溫度的控制是防止Incoloy825合金鍛件不產(chǎn)生裂紋的關(guān)鍵，經(jīng)過實踐摸索總結(jié)出一套行之有效的操作工藝。我們先900°C預(yù)熱，每小時升溫20°C慢速加熱，1000°C?1100°C恒溫后，將鍛造的始鍛溫度控制在1050°C，終鍛溫度控制在950°C?1050°C，爐溫控制不能超過1150°C，鍛造后對Incoloy825合金鍛件進行固溶化處理，固溶化處理的溫度控制在930°C?980°C，最終檢驗要求達到了力學(xué)性能抗拉強度σ b彡586MPa,屈服強度σ 0 2彡241MPa，伸長率δ彡30%。
【權(quán)利要求】
1.一種11100107825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥，包括底蓋、閥體、閘板、閥桿、填料箱、密封圈、閥座，所述底蓋和閥體下部開口密封連接，閥座安裝在閥體的腔內(nèi)，該閥座和閘板配裝，閥桿一端和閘板連接，另一端通過填料箱密封后和驅(qū)動裝置連接，其特征在于:由11100107825合金制成的所述閥體(2)組裝成的平板閘閥安全使用在0^250018的工況下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種11100107825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥，其特征在于:所述平板閘閥具有上關(guān)下開結(jié)構(gòu)，即閘板(3)上提時平板閘閥關(guān)閉，下降時平板閘閥開啟；具體結(jié)構(gòu)為:所述閘板(3)上開有上導(dǎo)流孔(31),該閘板(3)上端和閥桿(5)下端通過I形槽連接后在該連接處安裝限位板(4),該限位板(4)確定了平板閘閥的下限位置；而所述閥桿(5)上端的上密封面(5-1)和填料箱6下部的密封面(6-1)貼合達到平板閘閥的上限位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種111(30107825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥，其特征在于:處于填料箱上方的所述閥桿(5)上設(shè)有指示螺釘(9),指示螺釘裝在安裝于閥桿上的指示螺母(8)上；該指示螺釘(9)的上下行程和防護套(10)的外表面上設(shè)有的開關(guān)指示牌相對應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種11100107825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥，其特征在于:所述平板閘閥的上閥蓋處設(shè)有鎖緊限位板(15),鏈子(13)連接鎖緊限位板(15)和驅(qū)動裝置(12)的手輪后用鎖子(14)鎖住以防止誤操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種111(30107825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥，其特征在于:所述閘板(3)和閥桿(5)的連接處設(shè)有防靜電裝置；所述閥體(2)的端法蘭上設(shè)有防靜電裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種11100107825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥，其特征在于:所述底蓋(1)和閥體(2 )下部開口處錐面密封，該密封面上堆焊31121 #硬質(zhì)合金。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種111(30107825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥，其特征在于:所述閥體(2)底部還設(shè)有排污螺塞〔20。
8.—種11100107825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥的冶鍛工藝，其特征在于:所述I?。、?07825合金澆出錠子后進行鍛造時嚴格控制鍛造工藝溫度，先9001預(yù)熱，每小時升溫201慢速加熱，10001?11001恒溫后，將鍛造的始鍛溫度控制在10501，終鍛溫度控制在9501?10501，爐溫控制不能超過11501，鍛造后對111(30107825合金鍛件進行固溶化處理，固溶化處理的溫度控制在9301?9801，最終檢驗要求達到了力學(xué)性能抗拉強度。6彡5861？3?屈服強度0。2彡241腿^，伸長率8彡30%。
【文檔編號】F16K35/06GK104405912SQ201410744968
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月9日
【發(fā)明者】陳清流, 董霞, 陳文鑫, 樂精華 申請人:蘭州高壓閥門有限公司