水煤浆工况用硬密封球阀问题解决方法分析

水煤浆工况用硬密封球阀在设计和制造过程中存在不少技术难点，主要有密封比压高、球体表面硬度高、喷焊层结合强度高、自洁功能、加工难等。根据上述技术难点,要设计和制造出相应水煤浆工况用硬密封球阀,就必须有切合实际的可行性解决方法。

1、阀座碟形弹簧补偿结构

由于采用金属材料作为密封面,所需密封比压比软密封要高得多,从结构设计上保证提供适当密封比压显得尤为重要。所以采用“弹簧+阀座”的组合阀座结构,通过高负载碟形弹簧提供初始预紧密封比压。考虑到高温时金属材料的线性膨胀影响,采用碟形弹簧串联的组合设计方式,这样即满足了碟形弹簧所提供的初始预紧力,同时又解决了由于热膨胀所造成过大摩擦力矩的情形。这样既能满足硬密封球阀在低压情况下的密封性能,又能提供一个较高的密封剪切力,使阀座与球体始终紧贴在一起,在球阀开启、关闭的过程中阀座对球体表面起到“清洁”的作用。另外,在阀座的前、后都增加了“刮削刀刃”的设计,使阀门在开启或关闭的过程中,阀座刀刃都对球体表面吸附物起到刮削作用,从而不至于把介质带入密封副之间破坏密封面,影响整体球阀的密封性能。

2、特殊的加工工艺

零件的加工精度对密封的可靠性提高也起到关键性作用,尤其对球体和阀座的加工要求显得更为重要。球体喷涂WC前后都须用专用球面磨床磨削。阀座堆焊后,采用数控机床加工。当球体和阀座达到一定精度要求时,两者进行配对研磨。

3、密封副配对材料

密封副材料配对的选择直接关系到球阀的性能、使用寿命和操作扭矩。根据热处理条件,以及机械加工手段。选择球体表面喷焊镍基WC与阀座密封面堆焊STL合金的形式较为理想。这种配对使球体表面喷焊层硬度和厚度有保证,能满足高温、高压以及频繁开启的应用场合。该配对由于采用了不同的配对材料,及镍基合金本身具有高的耐磨性和较好的高温性能,以及阀座密封面堆焊STL合金层较厚,抗咬性好。适用于输送腐蚀性强、温度高及带颗粒的浆料、粉末等恶劣工况的介质。同时还解决了由于频繁开启而造成密封面之间的磨损。