一种在纯碱工业中使用的耐腐蚀旋球阀

吴红涛，刘丽娟

(河南泉舜流体控制科技有限公司，河南郑州 450001)



一种在纯碱工业中使用的耐腐蚀旋球阀

吴红涛，刘丽娟

(河南泉舜流体控制科技有限公司，河南郑州 450001)

目前我国的纯碱企业使用的阀门特别是在纯碱和氯化铵生产过程中，都存在易挥发、易腐蚀、易结晶的介质，从而造成阀门的腐蚀、内腔结疤以及其执行器损坏、关不到位、卡死等现象，怎样防止或减缓该现象的发生，是需要现场检修人员和阀门设计厂家共同研究的课题。结合用户的反馈及建议，我公司研制的一种耐腐蚀旋球阀，能够帮助用户改善这一现象的发生。

旋球阀；结构；纯碱：耐腐蚀；结晶；结疤

1 纯碱企业中阀门的使用工况

目前我国的纯碱企业主要是采用氨碱法和联碱法进行生产的，这两种生产工艺，在纯碱和氯化铵生产过程中，都存在NH4OH、NaCl等溶质的混合溶液, 该类溶液具有易挥发、电化学腐蚀比较明显的特点，对设备本体以及外表面、内表面防电化学腐蚀的性能都有较高的要求。

在非腐蚀、非结疤工况下使用的阀门较多具有启闭迅速、结构紧凑的特点，阀门在截流、节流中起到了省力、易操作的作用。

但在易腐蚀、易结疤且现场介质易挥发情况下，虽然采用了不锈钢阀门，由于易挥发腐蚀性气体存在，使得阀门尤其是其执行器外观腐蚀情况比较普遍，甚至执行器内部润滑物质也会受到影响。一般阀门使用一段时间后，阀门阀座及阀瓣之间存在结晶物，使得启闭力矩增大，开关费力，同时执行器的润滑部分效率随之降低，间接造成执行器内腔机械部分传动力矩明显增加，最后形成执行器开关困难的现象，甚至出现打不开的情况。这种情况下如果强行开关阀门，就会造成执行器损坏，从而影响了阀门的启闭及管道系统的通断过程。

实际在易挥发、易腐蚀环境中，易结疤、易结晶工况阀门往往出现执行器开启困难、甚至壳体损坏的情况，这些状况均与以上所述的阀门密封副存在结晶物，阀门启闭力矩增大，执行器内润滑部分效率降低，机械部分传动受阻等因素有关。

2 耐腐蚀旋球阀的特点

结合以上用户在生产过程中遇到的问题以及结合广大用户给我们的建议，我公司针对易腐蚀、易挥发工况研制了一种耐腐蚀旋球阀，该阀门性能特点有以下几个方面：

1)针对易腐蚀、易挥发工况，阀门执行器机械传动部分采用耐蚀钢，解决了原来执行器内件生锈传动受阻、咬死等情况，同时优化了阀门执行器结构，对阀门执行器外伸连接处特别增设了多道防尘封圈，防止易挥发、腐蚀气体进入执行器内部，从而影响执行器润滑部分的效果，使得阀门在易腐蚀、易挥发工况条件下，保持原来的扭矩不增加，开关顺畅以及良好的润滑效果，有效地延长阀门的使用寿命。

2)阀门执行器蜗杆轴肩处增设耐磨损、自润滑性较好材料的滑动轴承，使得执行器机械转动部分摩擦系数有效降低，传动效率明显提高，从而大大减少了阀门执行器启闭困难、甚至损坏的几率。

3)阀门执行器内部润滑部分采用防腐蚀润滑脂，使阀门在易腐蚀、易挥发工况条件下润滑性能保持不变，润滑效果也依然良好。

4)由于一般该工况压力基本在中低压范围，可以将阀门原来分体式浮动阀座改为一体式阀座，防止从介质中析出的结晶物进入原分体式阀座间隙之中影响浮动效果，阀座与阀体处增设具有缓冲作用的弹性金属缓冲圈，当阀座及阀瓣之间存在结晶物，力矩增大时，由于阀座压紧缓冲圈时储存有一定量的弹性势能，阀门启闭时力首先通过阀瓣作用在阀座之上，这时弹性金属缓冲圈集聚的弹性势能有利于阀座动作，使阀座向后移动，防止因阀座及阀瓣之间存在结晶物，两者位置相对固定发生卡死现象，另外建议在使用时对阀门最好有一定保温措施，从而减少结晶物的析出。

3 结构与工作原理

主要结构见图1。

工作原理：缓冲圈集聚的弹力更利于一体式阀座后退，防止因阀座及阀瓣之间存在结晶物时，发生卡死现象。耐腐蚀执行器轴肩处增设耐磨损、自润滑性较好材料的滑动轴承，减少了减速器的操作力矩，采用防腐蚀润滑脂，使阀门在易腐蚀、易挥发工况条件下润滑性能保持不变，润滑效果也依然良好，机械传动部分转动轻快、灵活，防止执行器因腐蚀而咬死。

1.一体式阀座 2.耐腐蚀不锈钢阀体 3.执行器蜗杆轴肩耐磨损、自润滑性较好材料的滑动轴承 4.执行器组合式防尘圈 5.缓冲圈图1 耐腐蚀旋球阀的结构

4 小 结

经过纯碱行业用户多次的试用，目前该耐腐蚀旋球阀工作状态良好，而且启闭灵活、很少出现阀门卡死、执行器损坏现象，同时使用中也大大节省了更换频次，性能稳定、安全、可靠。该球阀是主要用于化工工艺系统的一种耐腐蚀性阀门，也可用于供热、供油、冶金、电力等有耐腐蚀性要求的工业领域。

[1] 沈阳阀门研究所. 阀门设计[M].沈阳： 沈阳阀门研究所，1976

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TQ114.15

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1005-8370(2016)06-20-02

2016-10-13

吴红涛(1983—)，男，工程师，主要从事压力容器、阀门等化工设备的研发与应用。