硬密封高溫耐磨球閥關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、有機(jī)硅材料具有優(yōu)異的綜合性能，在生產(chǎn)生活諸多領(lǐng)域得到應(yīng)用，有機(jī)硅工業(yè)是國(guó)家大力發(fā)展的一個(gè)領(lǐng)域。生產(chǎn)有機(jī)硅單體裝置回料系統(tǒng)的介質(zhì)是固相為硅粉的高溫氣固兩相流介質(zhì)，氣固兩相流介質(zhì)對(duì)輸送管道上的球閥有很強(qiáng)的磨蝕作用，氣固兩相流介質(zhì)的高溫磨蝕特性要求球閥即要耐磨又能適應(yīng)高溫環(huán)境，目前的球閥無(wú)法滿足要求，需要對(duì)高溫耐磨球閥關(guān)鍵技術(shù)開展研究，開發(fā)出滿足有機(jī)硅單體裝置回料系統(tǒng)用高溫耐磨球閥，以滿足國(guó)家有機(jī)硅工業(yè)發(fā)展對(duì)高溫耐磨球閥的需求。本文在浙江省科

2、學(xué)技術(shù)廳科技攻關(guān)計(jì)劃項(xiàng)目“陶瓷耐磨球閥的研制”(計(jì)劃編號(hào)2004C31006)的資助下，針對(duì)有機(jī)硅裝置回料系統(tǒng)介質(zhì)的特點(diǎn)，對(duì)硬密封高溫耐磨球閥的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了較為深入的研究，主要包括如下內(nèi)容： (1)雙層輝光離子滲鎢滲碳球體密封面特性。對(duì)經(jīng)雙層輝光離子滲鎢滲碳工藝硬化處理的2Crl3材料的滲層深度、滲層的相組成、滲層的硬度分布，以及經(jīng)此工藝硬化處理的2Crl3球閥啟閉件球體的變形量和球體密封面的靜壓壽命進(jìn)行了詳細(xì)的試驗(yàn)研究。試驗(yàn)

3、結(jié)果表明經(jīng)雙層輝光離子滲鎢滲碳工藝硬化處理的2Crl3球體密封面加工量小、硬化層厚且硬度高、靜壓壽命長(zhǎng)，證實(shí)了雙層輝光離子滲鎢滲碳工藝是一種能使硬密封球閥2Crl3球體密封面具有優(yōu)異綜合性能的硬化工藝。 (2)硬密封球閥球體密封面精加工技術(shù)。提出了兩種雙軸轉(zhuǎn)動(dòng)球體密封面研磨設(shè)備結(jié)構(gòu)，對(duì)基于這兩種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)球體密封面研磨成型的原理進(jìn)行了理論分析；為提高球體密封面研磨質(zhì)量，對(duì)雙軸轉(zhuǎn)動(dòng)球體密封面研磨設(shè)備雙軸轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系進(jìn)行了分析并確定

4、了二者之間的關(guān)系；推導(dǎo)出了球體研磨速度的計(jì)算公式；提出了雙軸轉(zhuǎn)動(dòng)球體密封面研磨設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)形式和部件結(jié)構(gòu)形式；分析了工藝參數(shù)值對(duì)球體密封面研磨效果的影響，在此基礎(chǔ)上提出了球體密封面研磨工藝參數(shù)值。對(duì)雙軸轉(zhuǎn)動(dòng)球體密封面研磨設(shè)備樣機(jī)的研磨效果進(jìn)行了試驗(yàn)檢驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明雙軸轉(zhuǎn)動(dòng)球體密封面研磨設(shè)備可研磨出密封性能達(dá)到零泄漏的硬密封球閥球體密封面，驗(yàn)證了雙軸轉(zhuǎn)動(dòng)球體密封面研磨設(shè)備結(jié)構(gòu)的可行性，以及提出的研磨工藝參數(shù)值的合理性。 (3)

5、高溫防卡阻硬密封球閥結(jié)構(gòu)。提出了一種新型高溫防卡阻硬密封高溫球閥結(jié)構(gòu)——球體預(yù)置偏心高溫浮動(dòng)對(duì)中硬密封高溫球閥結(jié)構(gòu)，分析了該結(jié)構(gòu)球閥的工作原理。 (4)硬密封高溫耐磨球閥密封結(jié)構(gòu)。提出了一種硬密封高溫耐磨球閥閥前閥座和閥后閥座都能密封的雙面密封結(jié)構(gòu)；在分析雙面密封硬密封高溫耐磨球閥閥座受力狀況的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出了閥座密封面密封比壓的計(jì)算公式；針對(duì)雙面密封結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，提出了確定閥座密封面寬度的準(zhǔn)則，以此準(zhǔn)則為基礎(chǔ)給出了確定閥座密封面

6、寬度的方法；提出了一種閥桿錐形柔性石墨環(huán)組合填料密封結(jié)構(gòu)，分析了該閥桿密封結(jié)構(gòu)的工作原理和特點(diǎn)。 (5)硬密封高溫耐磨球閥閥體內(nèi)腔耐磨襯里技術(shù)。在分析閥體內(nèi)腔磨損形式的基礎(chǔ)上，給出了閥體內(nèi)腔耐磨涂層的熱噴涂工藝形式并確定了涂層材料。 (6)硬密封高溫耐磨球閥試驗(yàn)研究。對(duì)硬密封高溫耐磨球閥樣機(jī)進(jìn)行了壓力試驗(yàn)和高溫磨蝕條件下的工況試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明硬密封高溫耐磨球閥密封性能優(yōu)異，高溫磨蝕條件下操作靈活、工作壽命長(zhǎng)，驗(yàn)證了球體