哈氏合金钢球阀设计参数

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1、之前介绍组合式91视频看看簧色在国华惠州热电应用，现在介绍哈氏合金钢球阀设计参数如下：
l 公称压力：900Lb；
l 公称通径： 2”全通径；
l 主体材料：hasloy C-276；
l 内件材料： hasloy C-276+钴基+碳化钨；（球阀用Hasloy G30）
l 连接形式：按照客户要求；
l 结构长度：按照客户要求；
l 泄漏等级：FCI 70.2 VI；
l 设计标准： ASME B16.34，API6D等
l 适用温度：常温。
2、哈氏合金钢球阀设计标准
设计规范：设计和制造按ASME B16.34；
阀门结构长度按ASME B16.10；
法兰尺寸按ASME B16.5。
参考标准：
API 6D-2008《石油和天然气工业管线输送系统管线阀门》；
API 598-2009《阀门的检查我和试验》 ；
ASTM A182- 2002a《高温用锻制或轧制合金钢法兰、锻制管件、阀门和部件》；
ASTM A193/A-2001b《高温用合金钢和不锈钢栓接材料》；
API Q1-2007《质量纲要规范》；
NACE-MR-0175-2003 《油田设备用抗硫化物应力腐蚀断裂和应力腐蚀裂纹的金属材料》；
API 607  《阀门火烧试验》等。
（填上哈氏合金标准号）


哈氏合金钢球阀设计参数常用哈氏合金
1：Hasloy B-2 alloy(哈氏B-2合金)
一、耐蚀性能 
哈氏B-2合金是一种有极低含碳量和含硅量的Ni-Mo合金，它减少了在焊缝及热影响区碳化物和其他相的析出，从而确保即使在焊接状态下也有良好的耐蚀性能。 
*，哈氏B-2合金在各种还原性介质中具有优良的耐腐蚀性能，能耐常压下任何温度，任何浓度盐酸的腐蚀。在不充气的中等浓度的非氧化性硫酸、各种浓度磷酸、高温醋酸、甲酸等有机酸、溴酸以及氯化氢91视频黄色网中均有优良的耐蚀性能，同时，它也耐卤族催化剂的腐蚀。因此，哈氏B-2合金通常应用于多种苛刻的石油、化工过程，如盐酸的蒸馏，浓缩；乙苯的烷基化和低压羰基合成醋酸等生产工艺过程中。
上海91视频色下载APP阀门有限公司主营阀门有：91视频看看簧色(组合式91视频看看簧色,可调式91视频看看簧色,自力式91视频看看簧色但在哈氏B-2合金多年的工业应用中发现：（1）哈氏B-2合金存在对抗晶间腐蚀性能有相当大影响的两个敏化区：1200~1300℃的高温区和550~900℃的中温区；（2）哈氏B-2合金的焊缝金属及热影响区由于枝晶偏析，金属间相和碳化物沿晶界析出，使其对晶间腐蚀敏感性较大；（3）哈氏B-2合金的中温热稳定性较差。当哈氏B-2合金中的铁元素含量降至2%以下时，该合金对β相（即Ni4Mo相，一种有序的金属间化合物）的转变敏感。当合金在650~750℃温度范围内停留时间稍长，β相瞬间生成。β相的存在降低了哈氏B-2合金的韧性，使其对应力腐蚀变得敏感，甚至会造成哈氏B-2合金在原材料生产(如热轧过程中)、设备制造过程中（如哈氏B-2合金设备焊后整体热处理）及哈氏B-2合金设备在服役环境中开裂。现今，我国和世界各国的有关哈氏B-2合金抗晶间腐蚀性能的标准试验方法均为常压沸腾盐酸法，评定方法为失重法。由于哈氏B-2合金是抗盐酸腐蚀的合金，因此，常压沸腾盐酸法检验哈氏B-2合金的晶间腐蚀倾向相当不敏感。国内科研机构用高温盐酸法对哈氏B-2合金进行研究发现：哈氏B-2合金的耐蚀性能不仅取决于其化学成分，还取决于其热加工的控制过程。当热加工工艺控制不当时，哈氏B-2合金不仅晶粒长大，而且晶间会析出现高Mo的σ相，此时，哈氏B-2合金的抗晶间腐蚀的性能明显下降，在高温盐酸试验中，粗晶粒板与正常板的晶界浸蚀深度相差约一倍左右。
二、物理性能
密度：9.2g/cm3, 熔点：1330~1380℃，磁导率：(℃，RT)≤1.001
三、化学成分
化学成分
元素    Ni    Cr    Fe    C    Mn    Si    Cu    Mo    Co    P    S
小    余量    0.4    1.6                    26.0            
大        1.0    2.0    0.01    1.0    0.08    0.5    30.0    1.0    0.02    0.010



五、制造与热处理
1：加热
对于哈氏B-2合金来说，在加热前和加热过程中表面保持清洁并远离污染物是十分重要的。如果哈氏B-2合金在含有硫、磷、铅或其他低熔点金属污染物的环境下加热，则会变脆，这些污染物的来源主要包括标记笔痕迹、温度指示漆、油脂和液体、烟气。此烟气必须含硫低；例如：天然气和液化石油气含硫量不超过0.1%，城市空气含硫量不超过0.25g/m3,燃料油的含硫量不超过0.5%即为合格。
对加热炉的91视频黄色网环境要求是中性环境或轻还原性环境，并且不可以在氧化性和还原性之间波动。炉中的火焰不可以直接冲击哈氏B-2合金。同时要以快的加热速度把材料加热到要求达到的温度，即要求首先要把加热炉的温度上升到要求温度，再把材料放入炉中加热。
2：热加工
哈氏B-2合金可以在900~1160℃范围内进行热加工，加工过后应该以水淬火。为了确保有的耐蚀性能，热加工过后应该退火。
3：冷加工
冷加工的哈氏B-2合金必须经过固溶处理，由于其具有比奥氏体不锈钢高得多的加工硬化率，所以成形设备要细心考虑。如果执行了冷成形工艺，那么有必要进行级间退火。冷加工变形量超过15%时，使用前要固溶处理。
4：热处理
固溶热处理温度要控制在1060~1080℃之间，之后进行水冷淬火或材料厚度在1.5mm以上时可以快速空冷以获得的耐蚀性能。在任何加热操作过程中，材料的表面清洁均要有预先的防范。哈氏合金材料或设备部件在进行热处理时要注意以下一些问题：为了防止设备部件热处理变形，应采用不锈钢加强环；对装炉温度、加热和冷却时间应严格控制；装炉前，对热处理件进行预处理，防止产生热裂纹；热处理后，对热处理件99%PT；在热处理过程中如产生热裂纹，经过打磨消除后需补焊者，要采用专门的补焊工艺。
5：除垢
哈氏B-2合金表面的氧化物和焊缝附近的污点都要以精细的砂轮等打磨干净。
由于哈氏B-2合金对氧化性介质比较敏感，因此酸洗过程中会产生较多的含氮元素的91视频黄色网。
6：机加工
7：焊接
哈氏B-2合金焊缝金属及热影响区由于易析出β相而导致贫Mo，从而易于产生晶间腐蚀，因此，哈氏B-2合金的焊接工艺应谨慎制定，严格控制。一般焊接工艺如下：焊材选用ERNi-Mo7；焊接方法GTAW；控制层间温度不大于120℃；焊丝直径φ2.4、φ3.2；焊接电流90~150A。同时，施焊前，焊丝、被焊接件坡口及相邻部位应进行去污脱脂处理。
哈氏B-2合金热传导系数比钢小得多，如选用单V型坡口，则坡口角度要在70°左右，采用较低的热输入量。通过焊后热处理可以消除残余应力并改善抗应力腐蚀断裂性能。


3、哈氏合金钢球阀材料的选择
根据氢气特性，阀门主要部件材料选择如下：
阀体、侧盖、：Hasloy C-276；
球体：Hasloy C-276+钴基+碳化钨；
阀座：Hasloy C-276+钴基+碳化钨；（球阀用Hasloy G30）
阀杆：XM-19；
弹簧：Inconel X-750；
紧固件：B7+喷氟；
中法兰密封材料：石墨+O型圈（氟橡胶）。
哈氏合金球阀材料的选择
根据氢气特性，阀门主要部件材料选择如下：
阀体、侧盖、：Hasloy C-276；
球体：Hasloy C-276+钴基+碳化钨；
阀座：Hasloy C-276+钴基+碳化钨；（球阀用Hasloy G30）
阀杆：XM-19；
弹簧：Inconel X-750；（这二项与介质接触，抗腐蚀能力是否可行？）
紧固件：B7+喷氟；
 


球阀球体和阀座
在喷涂后工件整体进行重熔热处理，减少硬质合金表面的孔隙率，提高涂层致密度，增加喷涂的硬质合金与本体的结合力，与底材更牢固地粘结,使其成为一体。可有效地抑制裂纹的产生和扩展，从而提高涂层的硬度和韧性，并获得适当的硬度/韧性比和降低残余应力提高密封面的硬度和耐磨性。从而具有较高的承载能力。从而大大的提高了阀门的使用受命。
（喷涂表面含球流道和阀座流道，冲刷和腐蚀共同做用下，从没有硬化的表面开始）
弹簧材料的选择
为了能够满足工况的需求，抗氢腐蚀，同时又要有良好的机械性能，能够提供密封所需要预紧力，因此采用了inconel X-750合金材料。
阀杆材料的选择
阀杆的设计与球体分离，便于维修，以及更换密封材料。阀杆与球体连接传递大扭矩。阀杆可以选用高强度的XM-19（耐腐蚀上可能不行），表面镀ENP，提高硬度。


阀体与侧体的密封材料选择
阀体与侧体之间选择夹不锈钢石墨缠绕垫，可以起到密封和防火功能。在阀体与侧体之间增设了O型圈（诺是金属的可以，橡胶类O形圈可能温度上不可以），作为一级密封。缠绕垫作为次级密封。如下图所示：
 哈氏合金是超低碳型，Ni、Mo、Cr系列镍基、耐蚀、耐高温材料哈氏合金(Hasloy),因它具有*的耐高温性能，抗氧化性，焊缝影响区耐腐蚀性，具有很好的热稳定性及可加工性，在农业化工、核设施、生物制药等苛刻工业环境中被应用。它在湿氧、亚硫酸、醋酸、甲酸和强氧化盐的介质中，也具有优异的耐蚀性、耐均匀腐蚀性及耐晶间腐蚀性，因此在化学工业也被广泛应用，合哈氏金的导电率和导热系数要比低碳钢低得多，而电阻率和膨胀率都比低碳钢高得多，熔池流动性差，润湿性差，穿透力小，熔深浅O型圈
螺栓和螺母的选择
螺栓和螺母选用ASTM A193-B8M和ASTM A194-8M，适用温度范围：-29~180℃。材料符合NACE 标准要求。
4、哈氏合金球阀设计方案结构示意图



5、哈氏合金球阀结构特点
本球阀通过球体90°旋转打开或关闭，实现管路的联通与切断功能。
阀门通过阀杆上键与执行机构（电动、气动、蜗轮传动、液动或气液联动等）连接。执行机构输出力矩，传递于阀杆，阀杆带动球体旋转90°，实现阀门启闭动作。
阀体：采用哈氏合金锻钢材料。化学成分和机械性能符合ASME 标准要求。
阀杆是传递阀门扭矩的关键件，阀杆表面加工的光洁度影响整个阀门的扭矩。提高阀杆表面的硬度，可以减小阀杆的磨损。为此，阀杆采用了精加工、滚压、抛光等工艺。阀杆表面光洁度可达Ra 0.2~Ra0.4，阀杆通过镀镍磷工艺提高了表面硬度。
阀杆上设计了防静电结构，保证了球体与阀杆，以及阀杆与阀体之间的金属连接。符合相关设计标准要求。
 
球体与阀座的加工是整个阀门密封性能的关键。球体和阀座采用锻件材料加工而成，球面和阀座密封面先堆焊钴基合金，然后超音速喷焊混合硬质合金。球体在加工中严格控制了球面的圆度，达到0.005mm。球体和阀座密封面喷涂层加厚。密封表面采用High velocity oxy-fuel (HVOF)超音速喷焊之后，利用Spray and fuse (S&F)重熔技术，增强了硬质合金与基体之间的结合力。
球体与阀座使用设备进行配对研磨。装配之前，再经过技师们的手工研磨和测试，使密封面的光洁度可达0.2以上，以保证球体密封面和阀座密封面99% 接触。从而使泄漏等级达到FCI 70-2 VI级（ASME B16.104）。
这种球面与阀座密封面材料匹配以及特殊的密封面加厚层工艺，保证了阀门长寿命特点。
浙江摩根阀门有限公司球阀球体 
固定球阀的阀座次密封以及阀杆密封的设计，引进了的唇形密封座（Lipseal）。并结合了自身多年的特种阀门设计研发经验，以及各类金属密封圈的研制经验（如：金属C型圈，空心金属O型圈，金属U型圈等），将其改进，达到了更优密封效果。我公司称其密封圈为：U型弹簧蓄能增压密封圈，并向国家局申报了实用型。
浙江摩根阀门有限公司自主研发的U型弹簧蓄能增压密封圈，采用了金属U型圈外面包覆PTFE或PCTFE作为密封材料。取代了使用螺旋弹簧做骨架的唇形密封座（Lipseal），避免了重叠或焊接连接而导致的受力不均现象。U型弹簧蓄能增压密封圈在不同的温度与压力下，经过反复验证，表明受力均匀，密封良好。如下图：



U型弹簧蓄能增压密封圈作为阀座后次级密封，可以实现阀座DBB（或DIB）的功能，符合API 6D设计要求。阀门在温度剧烈变化中，U型弹簧蓄能增压密封圈可以根据压力与温度的变化自身调节，同时还降低了阀门的扭矩。介质的压力结合金属圈的弹性蓄能为密封比压提供了小预紧力。巧妙地结构设计，大大的延长了阀门的使用寿命。阀门阀杆与填料处设计多重密封组合，既设计了柔性石墨防火填料密封，又增加了U型弹簧蓄能增压密封圈，并O型圈辅助密封。保证了阀门填料泄漏等级满足MESC SPE 77/312微泄露试验。密封结构详见小样图。
6、执行机构的选择
分体式固定硬密封球阀的结构设计，可以满足客户对不同执行机构的要求。与本产品相关论文：200X先导隔膜式水用91视频看看簧色安装要求