現代煤（méi）化工對閥門產（chǎn）品的要求越來越高，煤化工行業到底（dǐ）有何（hé）特殊？小（xiǎo）小閥門又該如何適應煤（méi）化行業的艱難環境......

先來聊煤化工的那些事
大家都知道：煤（méi）化工是將煤通過熱加（jiā）工和催化加工轉化為（wéi）各種燃料和（hé）化工產（chǎn）品的過程。
所以說呢？煤化（huà）工及煤製油項目首（shǒu）先要進行煤氣化，在高溫下（xià）將（jiāng）煤、焦炭等固體燃料與氣化劑（jì）反應，轉化為氣體產物和殘渣。（而煤氣（qì）化所用的氣化劑主要為蒸汽、高壓高純度氧氣及其混合氣體，氣化反應包括了一係列（liè）均相與（yǔ）非（fēi）均相化學反應。所得氣體產（chǎn）物因所用原料煤質、氣化劑的種類和氣化過程不同而具（jù）有不同的組成，可分為煤氣、半水煤（méi）氣及水煤氣（qì）等。）
在煤化工產業的煤製油、煤製烯（xī）烴及大型煤（méi）化成套係統中（zhōng），金屬密封耐磨（mó）球閥作為一種耐磨損的管路係統截斷及流量控製的部件（jiàn）得到了極為廣泛的應用。
煤化（huà）工有哪些性能要求呢?
1.工（gōng）況條件
首先，從工況條件說起，針對煤製油、油改煤及（jí）煤氣化等煤化工係統（tǒng）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能。閥門口徑大（一般為DN300～DN450）、啟閉頻繁且速度快（30min動作一次，5～10s/次），要求（qiú）閥門密封性能（néng）好，可靠性高。
目前，特級耐磨球閥已廣（guǎng）泛用（yòng）於（yú）德士古（gǔ）爐煤化工和煤製油行業（yè），其介質水煤漿中包含58%～67%的煤粉固體。黑水係統及灰漿係統中含有大量（liàng）渣（zhā）漿等特硬固（gù）體顆粒，在閥門腔體內沉積（jī）、堵塞或結（jié）垢，難（nán）於清除。
煤化工用閥（fá）門（mén）特殊要求
2.閥門材料
針對溫度的不同，閥門材（cái）料的選用也存在很大的區別：
Class600～1500的常溫（－29～200℃）耐（nài）磨球閥，閥體材（cái）料為ASTMA105碳鋼鍛（duàn）製（zhì）球閥，其（qí）球體選用ASTMA182F304。對於有強腐（fǔ）蝕工況時，閥體（tǐ）材料可采用奧氏體不鏽鋼、雙相不鏽鋼、Inconel625（HastelloyC－276）。
Class2500的高溫（300～510℃）耐（nài）磨球閥閥體材（cái）料為A182F22或A182F347不鏽鋼鍛鋼，球體選用Inconel718。閥杆采用沉澱硬化不（bú）鏽鋼（gāng）17－4PH或A638－660。
17－4PH沉澱硬化不鏽鋼和不鏽（xiù）鋼常溫力學性能比較
3.工藝技術
金（jīn）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噴塗（HVOF）JK117{（WC）/17Co}或（huò）閥座堆焊STL12#（D812）硬質合金，大規模生產時（shí），應（yīng）采用數控研磨中心對球體和（hé）閥座實行高精度的研磨。閥杆（gǎn）有防止固體（tǐ）顆粒進入填料函（hán）的金（jīn）屬和填料雙密封結構。閥座彈簧具有防止（zhǐ）灰渣堵（dǔ）塞結構。球閥在其一側為最大（dà）工作壓力，另一側為大氣壓的最大壓差（chà）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（dá）到ANSI/FCI70－2的ClassⅤ級。
必知|煤化工球閥如何（hé）選型（xíng）
浮動球閥（MOGAS產品）
美（měi）國MOGAS雙金屬閥座浮動球球閥，為（wéi）介質出口（kǒu）端金屬密封，閥杆帶軸肩防飛出（chū）結構，閥座設計為刮刀式。閥門具有自泄壓功能，符合抗靜電及防火要求，依據NACEMR－0103進（jìn）行防（fáng）腐處理，並按需要（yào）配置閥門齒輪箱。
1通徑
采用ANSIB16.34標準規定。
2壓（yā）力等（děng）級
閥門（mén）的壓力等級符合訂貨規格及工藝管路等（děng）級要求（qiú），閥（fá）體（tǐ）壓力等級不低於法蘭等級。
3連接形式
球（qiú）閥過程（chéng）連接為法蘭（lán）連接或對焊連接，法蘭標準依據ANSIB16.5，采用RF法蘭連接。對焊連接（jiē）端部標（biāo）準依據ANSIB16.25。
4結構（gòu）長度（dù）
采用ANSIB16.10標準確定閥的結構長度。
5閥體、閥（fá）蓋
均選用鍛件ASTMA105、ASTMA182F22、A182F347，對於需要防硫化氫的閥門按照NACE要求進行（háng）熱處理。
6球體、閥（fá）座
球體（tǐ）為不鏽鋼410SS，表麵高速氧火焰噴塗碳化鉻合金（塗層耐溫（wēn）815℃），硬度64HRC以上，厚（hòu）度不小於0.3mm。閥座為（wéi）Inconel718合金（jīn），同樣采用噴塗碳化鉻合金硬化（huà）處（chù）理。表麵高速氧火焰噴塗碳化鉻合金（jīn）再熔融處理（耐溫815℃），塗（tú）層耐磨不易脫落。球麵硬度64HRC以上，厚度不小於0.3mm。球體與閥座手工配對研磨，密封檢驗完全滿足API598標（biāo）準（zhǔn）要求。閥座鋒利的邊緣可對（duì）球體自（zì）刮擦自清（qīng）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（xuǎn）用碟形結構彈簧，材料（liào）為In-conel718。碟簧（huáng）的主要作用是為閥座（zuò）和球體施加一個預緊力，保證球體與閥座緊密結合。當球體、閥座受到熱脹發生（shēng）位（wèi）移時可有效回縮，防止球體與閥座發生卡塞現象。碟簧後閥（fá）座腔倒角處理（角（jiǎo）度經流體動力學計算），使固體顆粒不易（yì）堆積在閥（fá）座（zuò）後麵而（ér）影響閥座的有（yǒu）效退讓。
8閥杆
閥（fá）杆材料選（xuǎn）用17－4PH或A638－660。閥杆設（shè）計為雙密封並有軸肩防飛出結構，帶彈（dàn）簧預緊的填料壓蓋結構。閥杆設置有金屬密封軸承和填料雙重密（mì）封（fēng）。
9填料
由3個模壓（yā）成型組合純石墨環（Chesterton5300）和2個有Inconel合金絲編織成的石墨抗擠壓環（Chesterton1601）組（zǔ）成，能承受970℃的高溫（wēn）。填（tián）料壓蓋帶有預載碟簧，填料（liào）壓蓋可（kě）持續壓緊填料不致發生外漏現象。
10泄（xiè）漏等級
切斷閥的閥瓣和閥座采用金屬（shǔ）密封的雙向密封形式。金屬密（mì）封軸承表麵硬化處理後手工配對研磨（mó），為壓力密封（fēng）設計，壓（yā）力越大，密封越（yuè）緊，可防止固（gù）體顆粒進入填料（liào）函。泄漏等級符合（hé）API598標準要求。
固定球閥（HARTMANN產品）
德國HARTMANN高壓固定球球球閥為金屬雙（shuāng）向密封，全通徑，雙流向，3片分（fèn）體式結（jié）構。密封等級為雙向ANSIClassⅥ級，閥體及承壓部件都采用（yòng）鍛件。閥門依據標準API6D，防火標準API607，同時符合TA－LUFT及USAEPA等標準。閥門為（wéi）防吹出閥杆設計，防靜電設計。閥體（tǐ）材（cái）質為（wéi）DIN1.4470（相當於（yú）2205係列雙相（xiàng）不鏽鋼ASTMA8904A），球（qiú）體材料為DIN1.4462（相當於2205係列雙（shuāng）相不鏽鋼ASTMA182F51）。球體與閥座表麵均噴塗有碳化鎢或碳化鉻，其硬（yìng）度值達到62～68HRC。對焊端連接的閥門其（qí）對焊端坡口符合ASMEB16.25的規定。
鍍層采用火焰噴塗與熱處理技術（shù），在噴（pēn）塗結束後，再對球體與閥座進行二次處（chù）理，即高溫加熱處理，使得金屬材質與鍍層材質之間融合，減少（shǎo）不同材質之間的隔閡，然後（hòu）采用手工研磨的技術，使（shǐ）得球體與閥座的光潔度均（jun1）衡，保（bǎo）證球體與閥座的表麵緊密吻合。鍍層有效厚度為0.2～0.5mm。
閥座後麵設有彈簧組件，彈簧材質為In-conelX750，且閥座前後墊片（piàn）的（de）密（mì）封使得彈簧內腔（qiāng）為封（fēng）閉式設（shè）計，介質中的（de）顆粒無法（fǎ）進入到彈簧內（nèi）腔中。另外彈簧式的閥座設計，使閥（fá）座與（yǔ）球（qiú）體之間緊密接觸，無縫隙，因此避免了顆粒介質進入閥座與球體之間，從而避免了閥座與球體表（biǎo）麵的刮傷。閥座的獨特設計使得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，對閥座（zuò）與球體的接觸部分可以進行刀刮的處（chù）理。
閥門（mén）為全通徑（jìng），上、下遊閥座對稱式設計，即閥門為雙向對稱（chēng）式密封結構，閥門無指定流向（xiàng）。因此在現場安裝（zhuāng）時，不存在流向問題。
閥門的（de）密封等級滿足ANSIClassⅥ的標準，完全符合（hé）技術要求。
所有球閥都有上遊、下遊兩個閥座，閥座與閥體采用分（fèn）離形式，便於閥座的更換（huàn）維修。閥（fá）座密封麵與球體密封（fēng）麵100%接觸。
閥杆處采用雙密封的形式，絕對無外漏。在最大壓差（chà）下，閥杆的最小橫截麵（miàn）能承受操作扭矩。設計還考慮（lǜ）了足夠的（de）安全裕量和執行機構的最大（dà）輸（shū）出扭矩。閥杆的（de）最薄弱部分位於閥（fá）體之外。
閥內腔可自動卸放（fàng）壓力。防火設計，防靜電設計與防吹出閥杆設計。
閥門額（é）定的壓力－溫度等級滿足ASMEB16.34的規定（dìng）。
閥體和（hé）球體等所有接液部（bù）件滿足NACEMR－0103和NACEMR－0175的要求。閥體腐蝕裕量不小於6mm。
閥門與執（zhí）行機構之間的堅固支架是閥門（mén）長期動作性能可靠的保證。
比較與選型
球閥浮動球與固定球選型原則
煤製油工藝過程中對閥門提出高溫、高壓、耐磨、耐腐蝕、耐衝刷、抗熱循壞和零泄漏等要求。作為全通徑、大流量、低流阻、開關方便（biàn）等優點（diǎn）的金屬密封耐磨球閥將獲得快速發展，將逐步從低壓、常溫到高壓、高溫，促進了球（qiú）閥應用範圍的（de）擴大和發展。
浮動球與固定球（qiú）耐磨球（qiú）閥各有特點，各種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固體顆粒介質工況。高溫高壓（yā）金屬（shǔ）密封耐磨（mó）球閥在煤（méi）化工產業的（de）煤製油、煤製烯烴及大型煤化成套（tào）係（xì）統中的推廣應用，可替代進口的同類產品，提升我國高溫（wēn）高壓耐（nài）磨球閥的技術水平，有效降低企業的設備采購成本。