現代煤化工對閥門產品（pǐn）的要求越來越（yuè）高，煤化工行業到底有何特殊？小小閥門又該如何適應煤化行業的艱難（nán）環境......

先來（lái）聊煤化工的那些事
大家都知道：煤（méi）化（huà）工是將煤通過熱加工和催化加工轉化為各種燃料和化（huà）工產品的過（guò）程。
所以說呢？煤化工（gōng）及煤製油項目首先要進行（háng）煤氣化，在高溫下將煤、焦炭等固體燃（rán）料與氣化劑反應，轉化為氣體（tǐ）產物和（hé）殘渣。（而煤氣化所用的（de）氣化劑主要為蒸汽、高壓高純度（dù）氧氣及其混合氣體，氣（qì）化反（fǎn）應包（bāo）括了一係列均相與非均相化學反應。所得（dé）氣（qì）體產物因所用原料煤質、氣化劑的種類和氣化過程（chéng）不同（tóng）而具有（yǒu）不同的組成，可分（fèn）為煤氣（qì）、半水煤氣及水煤氣等。）
在煤化工產業的煤（méi）製油、煤（méi）製烯烴及大（dà）型煤化成（chéng）套係統中，金屬密封耐磨球閥（fá）作（zuò）為一種耐磨損的管路係統截斷及流（liú）量控製的部件得到了極為（wéi）廣泛（fàn）的應（yīng）用。
煤（méi）化工有哪些性能要求呢?
1.工況條件
首先，從工況條件說起，針對煤製油（yóu）、油改煤及煤氣化等（děng）煤（méi）化工係統處（chù）於（yú）介質（煤渣）高硬度、高壓力及高溫度的工況：
閥（fá）門怎（zěn）麽選？
閥門應具有耐磨、耐衝（chōng）刷、防結垢（gòu）、防結疤及快速切斷等功能。閥門口徑大（一般為DN300～DN450）、啟閉（bì）頻繁且速度快（30min動（dòng）作一次，5～10s/次），要求（qiú）閥門（mén）密（mì）封性（xìng）能好，可靠（kào）性（xìng）高。
目前，特級耐磨球閥已廣泛用於德士古爐煤化工和煤製油行業，其介質水煤漿中包含58%～67%的煤粉固體。黑水係（xì）統及灰漿係統中含有大量渣漿等特（tè）硬固（gù）體顆粒，在閥門腔體內沉積（jī）、堵塞或結垢，難於清除（chú）。
煤化工用閥門特殊要求
2.閥門材料
針對（duì）溫度的不同（tóng），閥門材料的選用也存在很大的區別：
Class600～1500的常溫（－29～200℃）耐磨球閥（fá），閥體材料為ASTMA105碳鋼鍛製球閥，其球體選用ASTMA182F304。對於有強腐蝕工況時，閥體材料可采用奧氏體（tǐ）不鏽鋼、雙相不鏽鋼、Inconel625（HastelloyC－276）。
Class2500的高溫（300～510℃）耐磨球閥閥體材料（liào）為A182F22或A182F347不鏽鋼鍛鋼，球體選用Inconel718。閥杆采用沉（chén）澱硬化不鏽鋼17－4PH或A638－660。
17－4PH沉澱硬化（huà）不鏽鋼（gāng）和不鏽鋼常溫力學性能比較
3.工藝（yì）技術
金（jīn）屬密封耐磨球閥（fá）結構（gòu）適用於輸送黑水、渣水及水煤漿等含固體顆粒的介質，閥門（mén）的球體和閥座用超音速噴塗（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（mó）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入填料函的金屬和填料（liào）雙（shuāng）密封結構。閥座彈簧具有防止灰渣堵（dǔ）塞結構。球閥在其一側為最大工作壓力，另一側為（wéi）大氣壓的最大壓差工況下，完成啟閉並保證可靠（kào）密封，水壓試驗的泄漏等級（jí）應達到（dào）ANSI/FCI70－2的ClassⅤ級。
必知|煤化工球閥如何選型
浮動（dòng）球閥（MOGAS產品）
美國MOGAS雙金屬閥座（zuò）浮動球（qiú）球閥，為介質出口端金屬密封，閥杆（gǎn）帶（dài）軸肩防飛出結構，閥座設（shè）計為刮刀式。閥門具有自泄壓功能，符合抗靜（jìng）電及防火要求，依（yī）據NACEMR－0103進行防腐處理，並按需要配置閥門齒輪箱。
1通徑
采用（yòng）ANSIB16.34標準規定。
2壓力等級
閥門的壓力等級符合訂貨規格及工（gōng）藝管路等級要求，閥體壓（yā）力（lì）等級不低於法蘭等級。
3連接形式
球閥過程連接為法（fǎ）蘭連（lián）接或對焊連接，法蘭（lán）標準依據ANSIB16.5，采用RF法蘭連接。對焊連接端部標準依據ANSIB16.25。
4結構長度
采用ANSIB16.10標準確定閥的結構長度。
5閥（fá）體、閥蓋
均選用鍛件ASTMA105、ASTMA182F22、A182F347，對於需（xū）要防硫化（huà）氫的閥門按照NACE要求進行熱處理。
6球體、閥座
球（qiú）體為不鏽鋼410SS，表麵高速氧火焰噴塗碳化鉻（gè）合金（塗層耐溫815℃），硬度64HRC以上，厚度不小於0.3mm。閥座為Inconel718合金，同樣采用噴塗碳化鉻合金硬化處理。表麵（miàn）高速氧火焰噴塗碳化鉻合金再熔融處（chù）理（耐溫815℃），塗層耐磨不易脫落。球麵硬度64HRC以上，厚（hòu）度不小於0.3mm。球體與閥座手工（gōng）配（pèi）對研磨，密封檢驗完全滿足API598標準要求。閥座鋒利的邊緣（yuán）可對球體自刮擦自清潔（jié），防止介質進入球體與閥座的密（mì）封麵而造成內漏和卡塞現象。
7碟簧
選用碟形結構彈簧，材料為In-conel718。碟簧的主要作用（yòng）是為閥座和球（qiú）體施加一個預緊力（lì），保證球（qiú）體與閥座緊密結合。當球體、閥座受到熱脹（zhàng）發生位移時可有（yǒu）效回縮，防止球體與閥座發生卡塞現象。碟簧後閥座腔倒角處理（角度經流體動力學計算），使固體顆（kē）粒不易堆積在閥座（zuò）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（shè）計為雙密封並有軸肩防飛出結（jié）構，帶彈簧預緊的填料壓（yā）蓋結構。閥杆設置有金（jīn）屬密封軸承（chéng）和填料（liào）雙重密封（fēng）。
9填料
由（yóu）3個模壓（yā）成型組合純石墨環（Chesterton5300）和2個有Inconel合（hé）金絲編織（zhī）成的石墨抗擠壓環（Chesterton1601）組成，能承受970℃的高溫。填料壓蓋帶有預載碟（dié）簧，填料壓（yā）蓋可持續壓緊（jǐn）填料不致發生外漏現（xiàn）象。
10泄漏等級
切斷閥的閥瓣和閥座采用金屬（shǔ）密封的雙向（xiàng）密封形式。金屬（shǔ）密封軸承表麵（miàn）硬化處理後手工配對研磨，為（wéi）壓力密封（fēng）設計，壓力（lì）越大，密封（fēng）越緊，可防止固體顆粒進入填料（liào）函。泄（xiè）漏等（děng）級符合API598標準要求。
固定（dìng）球閥（HARTMANN產品）
德國（guó）HARTMANN高壓固定球球球閥為金屬雙向密封，全通徑，雙流（liú）向，3片分體（tǐ）式結構。密封等級（jí）為雙向ANSIClassⅥ級（jí），閥體及承壓部件都采（cǎi）用鍛（duàn）件。閥門依據標（biāo）準API6D，防火標準API607，同時符合TA－LUFT及USAEPA等標（biāo）準。閥門為防吹出閥杆設計，防靜電設計。閥體材質為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（liè）雙相不鏽鋼ASTMA182F51）。球體與閥座表麵均噴塗有碳化鎢或碳化（huà）鉻，其硬度值達到62～68HRC。對焊端連接的閥門其對焊端坡口符（fú）合ASMEB16.25的規定。
鍍層采（cǎi）用火焰噴塗（tú）與熱處（chù）理技術，在噴塗結束後，再對球（qiú）體與閥座進行二次（cì）處理，即高溫加熱處理，使得金（jīn）屬材質與鍍（dù）層材質（zhì）之間融合，減（jiǎn）少不同材質之間的隔閡，然後采用手工研磨的技（jì）術，使得球體（tǐ）與閥座的光潔（jié）度均衡，保證球體與閥（fá）座的（de）表麵緊密吻合。鍍層有效厚度（dù）為0.2～0.5mm。
閥座後麵設有彈簧組件，彈簧材質為In-conelX750，且閥（fá）座（zuò）前後墊（diàn）片的密封使得彈簧內腔為封閉式設計，介質中的顆粒（lì）無法進入到彈簧內腔中。另外（wài）彈簧式的閥（fá）座設計，使閥座與球體之間緊密接觸，無縫隙，因此避免了顆粒（lì）介質進入閥座與球體（tǐ）之間，從（cóng）而避免了閥座與球體表麵的刮傷（shāng）。閥座的獨特（tè）設計使得閥座與球體接觸部分實際上如刮削的（de）作用，因此在（zài）實際操作（zuò）中，對閥（fá）座與球體的接觸部分可以進行刀刮的處理。
閥門為全通徑（jìng），上、下遊閥座對稱式（shì）設（shè）計，即閥（fá）門為雙向對稱式密封結構，閥門（mén）無指定流向。因此（cǐ）在現場安裝時，不（bú）存（cún）在流向問（wèn）題。
閥門的密封（fēng）等級滿（mǎn）足（zú）ANSIClassⅥ的標準，完（wán）全符（fú）合（hé）技術要求。
所有球閥都有上遊、下遊兩（liǎng）個閥座，閥座與閥體采用分（fèn）離形式，便於閥座的更換維修。閥座密封麵與球體密封麵100%接觸。
閥杆處采用雙（shuāng）密（mì）封的形式，絕對無外漏。在最大壓差下，閥杆的（de）最小橫截麵（miàn）能承（chéng）受操作扭矩。設計（jì）還考慮（lǜ）了足（zú）夠的安全裕量（liàng）和執行（háng）機（jī）構的最大輸出扭矩（jǔ）。閥杆（gǎn）的最薄弱部分位於閥體之外（wài）。
閥內腔可自動卸放壓力。防火設計，防靜電設計（jì）與防吹出閥杆（gǎn）設計。
閥門額定的壓（yā）力－溫度等級滿足ASMEB16.34的規定。
閥（fá）體和（hé）球體（tǐ）等所有接液部（bù）件滿足NACEMR－0103和NACEMR－0175的要求。閥體腐蝕裕（yù）量不小於6mm。
閥門與執行機構之間的堅固（gù）支架是閥門長（zhǎng）期動作性能可靠的保證。
比較與選型
球閥浮動球與固定（dìng）球選型原則
煤製（zhì）油工藝過程中對閥門提出高溫、高壓、耐（nài）磨、耐腐蝕（shí）、耐衝刷、抗熱循壞和零泄漏等要求。作為（wéi）全通徑、大流量、低流阻、開（kāi）關方便（biàn）等優點的金屬密封耐磨球閥將獲得（dé）快速發（fā）展，將逐步從低壓、常溫到高壓、高溫，促（cù）進了（le）球閥應用範圍的擴大（dà）和發展。
浮動球與固定（dìng）球耐磨球閥各有特點，各種選型（xíng）原則隻是在一般（bān）情況下的應用原則。
隨著閥門生產技（jì）術的發展，浮動球球閥將（jiāng）可用（yòng）於高（gāo）壓力工（gōng）況，固定球球閥也可以用於含固體顆粒介質工況。高溫高壓金屬密封耐磨球閥（fá）在煤（méi）化（huà）工產業的煤製（zhì）油、煤（méi）製烯烴及大型煤化成套係統中的推廣應用，可替代進口的同類產品（pǐn），提升我國高溫高壓耐磨球閥的技術水平，有效（xiào）降低企業的設備采（cǎi）購成本。