Incoloy825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥及冶鍛工藝的制作方法
【專利摘要】一種Incoloy825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥，該平板閘閥具有上關(guān)下開(kāi)結(jié)構(gòu)，即閘板上提時(shí)平板閘閥關(guān)閉，下降時(shí)平板閘閥開(kāi)啟；具體結(jié)構(gòu)為：所述閘板上開(kāi)有上導(dǎo)流孔，該閘板上端和閥桿下端通過(guò)T形槽連接后在該連接處安裝限位板，該限位板確定了平板閘閥的下限位置；而所述閥桿上端的上密封面和填料箱下部的密封面貼合達(dá)到平板閘閥的上限位置。本發(fā)明安全使用在CL2500LB的工況下。
【專利說(shuō)明】I nco I oy825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥及冶鍛工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于閥門制造【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種用于高硫天然氣氣田集輸工程等復(fù)雜工況下的高壓硬密封平板閘閥，具體來(lái)說(shuō)是一種鎳基合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥。

【背景技術(shù)】
[0002]氣田集輸工程中抗高硫高酸天然氣用高壓平板閘閥是工程系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。在此抗高硫平板閥領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外只有鑄造的碳鋼平板閘閥。但是由于天然氣的組分(含飽和水蒸氣；H2S含量的變化范圍:12.31%:?17.05% ；C02量的變化范圍:7.89%?10.53% ;地層水水中Cl含量的變化范圍:28200mg/l?64600mg/l;原料氣含有有機(jī)硫340.6mg/m3，其中:硫氧碳316.2mg/m3、甲硫醇22.8mg/m3、乙硫醇1.6mg/m3 ；)中高硫高酸的特性,加之高壓狀態(tài)下使用時(shí)，碳鋼平板閘閥存在碳鋼材料會(huì)產(chǎn)生腐蝕開(kāi)裂，不滿足介質(zhì)要求的問(wèn)題而使其使用受到極大的限制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種InColoy825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥及冶鍛工藝，在高壓高硫的工況下運(yùn)行安全可靠。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
一種Incoloy825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥,包括底蓋、閥體、閘板、閥桿、填料箱、密封圈、閥座，所述底蓋和閥體下部開(kāi)口密封連接，閥座安裝在閥體的腔內(nèi)，該閥座和閘板配裝，閥桿一端和閘板連接，另一端通過(guò)填料箱密封后和驅(qū)動(dòng)裝置連接，由Incoloy825合金制成的所述閥體組裝成的平板閘閥安全使用在CL2500LB的工況下。
[0005]所述平板閘閥具有上關(guān)下開(kāi)結(jié)構(gòu)，即閘板上提時(shí)平板閘閥關(guān)閉，下降時(shí)平板閘閥開(kāi)啟；具體結(jié)構(gòu)為:所述閘板上開(kāi)有上導(dǎo)流孔，該閘板上端和閥桿下端通過(guò)T形槽連接后在該連接處安裝限位板，該限位板確定了平板閘閥的下限位置；而所述閥桿上端的上密封面和填料箱下部的密封面貼合達(dá)到平板閘閥的上限位置。
[0006]處于填料箱上方的所述閥桿上設(shè)有指示螺釘，指示螺釘裝在安裝于閥桿上的指示螺母上；該指示螺釘?shù)纳舷滦谐毯头雷o(hù)套的外表面上設(shè)有的開(kāi)關(guān)指示牌相對(duì)應(yīng)。
[0007]所述平板閘閥的上閥蓋處設(shè)有鎖緊限位板，鏈子連接鎖緊限位板和驅(qū)動(dòng)裝置的手輪后用鎖子鎖住以防止誤操作所述閘板和閥桿的連接處設(shè)有防靜電裝置；所述閥體的端法蘭上設(shè)有防靜電裝置。
[0008]所述底蓋和閥體下部開(kāi)口處錐面密封，該密封面上堆焊STL21 #硬質(zhì)合金。
[0009]所述閥體底部還設(shè)有排污螺塞。
[0010]所述Incoloy825合金澆出錠子后進(jìn)行鍛造時(shí)嚴(yán)格控制鍛造工藝溫度，先900°C預(yù)熱，每小時(shí)升溫20°c慢速加熱，1000°C?1100°C恒溫后，將鍛造的始鍛溫度控制在1050°C，終鍛溫度控制在950°C?1050°C，爐溫控制不能超過(guò)1150°C，鍛造后對(duì)Incoloy825合金鍛件進(jìn)行固溶化處理，固溶化處理的溫度控制在930°C?980°C，最終檢驗(yàn)要求達(dá)到了力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度σ b彡586MPa,屈服強(qiáng)度σ 0 2彡241MPa，伸長(zhǎng)率δ彡30%。
[0011]本發(fā)明適用于高硫天然氣氣田集輸工程等復(fù)雜工況下，使用壓力在CL2500LB時(shí)仍能安全可靠的運(yùn)行。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明閥體的俯視圖；
圖3為本發(fā)明閘板上導(dǎo)流孔結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明位置指示示意圖；
圖5為本發(fā)明底蓋與閥體錐面密封示意圖；
圖6為本發(fā)明閥桿部位的限位板和防靜電結(jié)構(gòu)；
圖7為本發(fā)明閥桿開(kāi)啟到達(dá)上限位置示意圖；
圖8為本發(fā)明中口密封圈結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0014]如圖1所示,一種Incoloy825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥,主要包括底蓋1、閥體2、閘板3、限位板4、閥桿5、填料箱6、密封圈7、指示螺母8、指示螺釘9、防護(hù)套10、觀察窗11、驅(qū)動(dòng)裝置12、鏈子13、鎖子14、鎖緊限位板15、防靜電彈簧16、防靜電鋼球17、防靜電螺塞18、防靜電螺塞墊19、閥座20、排污螺塞21。所述底蓋I和閥體下部開(kāi)口密封連接，閥座20安裝在閥體2的腔內(nèi)，該閥座20和閘板3配裝，閥桿5 —端和閘板3連接，另一端通過(guò)填料箱密封后和驅(qū)動(dòng)裝置12連接，
由 Incoloy825 (UNS N08825)(其化學(xué)成分:C 彡 0.05 Mn ^ 1.00 Si ^ 0.50Cr ( 19.50 ?23.50 Ni ( 38.00 ?46.00 Cu 彡 1.50 ?3.00 Ti 彡 0.60 ?1.20Mo彡2.50?3.50 S彡0.030 Al ^ 0.20 Fe彡22 )合金制成的所述閥體2組裝成的平板閘閥安全使用在CL2500LB的工況下。該閥體2采用整體鍛造結(jié)構(gòu)；冶鍛時(shí)嚴(yán)格執(zhí)行NACE 0175《油田設(shè)備用抗硫化應(yīng)力裂紋的金屬材料》的相關(guān)規(guī)定。
[0015]閥體2中部上下開(kāi)孔，閥座口端面及閘板導(dǎo)向面直接由線切割操作完成，確保閘板3運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確。
[0016]所述平板閘閥具有上關(guān)下開(kāi)結(jié)構(gòu)，即閘板3上提時(shí)平板閘閥關(guān)閉，下降時(shí)平板閘閥開(kāi)啟；具體結(jié)構(gòu)為:所述閘板3上開(kāi)有上導(dǎo)流孔(圖3中已指出)，該閘板3上端和閥桿5下端通過(guò)T形槽連接后在該連接處安裝限位板4，該限位板4確定了平板閘閥的下限位置；而所述閥桿5上端的上密封面5-1和填料箱6下部的密封面6-1貼合達(dá)到平板閘閥的上限位置(見(jiàn)圖7)。閥桿5上行兩面貼合后，閥桿5到達(dá)最高開(kāi)啟位置，從而達(dá)到平板閘閥的上限位置。
[0017]上述結(jié)構(gòu)中閘板3和閥座20組成密封內(nèi)件，閘板3上下活動(dòng)時(shí)始終未脫離閥座20，保證了介質(zhì)中的雜質(zhì)、臟物在閥門開(kāi)關(guān)過(guò)程中不會(huì)進(jìn)入到密封面，具有“自清潔”功能，密封面不被雜質(zhì)劃傷，閘板3兩側(cè)始終在閥體I的導(dǎo)向面(見(jiàn)圖2)內(nèi)“滑動(dòng)”，保證了運(yùn)動(dòng)的可靠性，適合水平、垂直安裝，不受安裝方向的限制，并且閘板3采用上導(dǎo)流孔結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖3):閘板3上提時(shí)閥門I關(guān)閉，下降時(shí)閥門I開(kāi)啟?？梢允菇橘|(zhì)中附著在閘板3上的臟物在閘板3關(guān)閉時(shí)，臟物被介質(zhì)流帶走，而不會(huì)大量掉入閥腔里。
[0018]中口密封圈7結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)有變形空間和變形槽(見(jiàn)圖8)，使其在閥門中腔壓力作用下產(chǎn)生變形后與填料箱及閥體之間均產(chǎn)生良好的密封。A193 B7M/A194 2HM材料制成的螺柱、螺母所有表面增加X(jué)ylan 1424涂層防止電化學(xué)腐蝕。
[0019]在閥門開(kāi)啟過(guò)程中，上限位由閥桿5的上密封面和填料箱6下部的密封面貼合達(dá)至IJ，使其在閥門中腔壓力作用下產(chǎn)生變形后與填料箱及閥體之間均產(chǎn)生良好的密封，此時(shí)從觀察窗中可以看到指示螺母8帶著指示螺釘9到達(dá)指示牌“關(guān)”的位置，鏈子13用鎖子14鎖住從而防止了誤操作。在閥門關(guān)閉過(guò)程中，下限位由穿過(guò)閥桿5和閘板3 T型槽的限位板4碰到閥座孔上平面達(dá)到，這種限位方式比之以往靠閘板3底部碰到底蓋I的限位方式更加準(zhǔn)確、可靠。閘板3下降到全開(kāi)位置時(shí)限位，閘板3下端與底蓋I之間留有間隙，底蓋不受力。原有的限位方式由于受到底蓋I密封墊的影響會(huì)有誤差，并且閘板3底部直接碰到底蓋I會(huì)影響到底蓋I的密封，帶來(lái)安全隱患，此時(shí)從觀察窗中可以看到指示螺母8帶著指示螺釘9到達(dá)指示牌“開(kāi)”的位置(見(jiàn)圖4)，鏈子13用鎖子14鎖住從而防止了誤操作。
[0020]由于天然氣介質(zhì)會(huì)因靜電產(chǎn)生的火花爆炸，造成事故，本發(fā)明設(shè)計(jì)了防靜電裝置，閥桿5下端部位設(shè)有防靜電彈簧16、防靜電鋼球17 (見(jiàn)圖6);閥體法蘭上設(shè)有防靜電螺塞18、防靜電螺塞墊19。閘板3、閥座部位的靜電最終通過(guò)閥桿5及小件導(dǎo)向閥體，閥體在防靜電螺塞18、防靜電螺塞墊間弓I導(dǎo)線導(dǎo)入大地。
[0021]底蓋I與閥體2底部采用錐面密封(見(jiàn)附圖5)，密封面堆焊51121#硬質(zhì)合金，該密封結(jié)構(gòu)安全可靠使用壽命長(zhǎng)，不用更換密封墊，一旦密封泄露可在線研磨，方便好操作，不需要再使用磨床加工即可達(dá)到。而且STL21#硬質(zhì)合金的硬度越用越高，密封的性能更加可
O
[0022]閥體底部還設(shè)有排污螺塞21，閥門在一個(gè)檢修周期時(shí)可拆開(kāi)排污螺塞21將閥腔底部的污物排出，保證閥腔內(nèi)部清潔。
[0023]Incoloy825合金材料目前在國(guó)內(nèi)、外還沒(méi)有用在CL2500LB的工況下。若要滿足此工況下的安全運(yùn)行，Incoloy825合金需要在真空爐中冶煉出化學(xué)成分合格的合金，澆出錠子后進(jìn)行鍛造。鍛造要嚴(yán)格控制鍛造時(shí)工藝溫度，鍛造溫度的控制是防止Incoloy825合金鍛件不產(chǎn)生裂紋的關(guān)鍵，經(jīng)過(guò)實(shí)踐摸索總結(jié)出一套行之有效的操作工藝。我們先900°C預(yù)熱，每小時(shí)升溫20°C慢速加熱，1000°C?1100°C恒溫后，將鍛造的始鍛溫度控制在1050°C，終鍛溫度控制在950°C?1050°C，爐溫控制不能超過(guò)1150°C，鍛造后對(duì)Incoloy825合金鍛件進(jìn)行固溶化處理，固溶化處理的溫度控制在930°C?980°C，最終檢驗(yàn)要求達(dá)到了力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度σ b彡586MPa,屈服強(qiáng)度σ 0 2彡241MPa，伸長(zhǎng)率δ彡30%。
【權(quán)利要求】
1.一種11100107825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥，包括底蓋、閥體、閘板、閥桿、填料箱、密封圈、閥座，所述底蓋和閥體下部開(kāi)口密封連接，閥座安裝在閥體的腔內(nèi)，該閥座和閘板配裝，閥桿一端和閘板連接，另一端通過(guò)填料箱密封后和驅(qū)動(dòng)裝置連接，其特征在于:由11100107825合金制成的所述閥體(2)組裝成的平板閘閥安全使用在0^250018的工況下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種11100107825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥，其特征在于:所述平板閘閥具有上關(guān)下開(kāi)結(jié)構(gòu)，即閘板(3)上提時(shí)平板閘閥關(guān)閉，下降時(shí)平板閘閥開(kāi)啟；具體結(jié)構(gòu)為:所述閘板(3)上開(kāi)有上導(dǎo)流孔(31),該閘板(3)上端和閥桿(5)下端通過(guò)I形槽連接后在該連接處安裝限位板(4),該限位板(4)確定了平板閘閥的下限位置；而所述閥桿(5)上端的上密封面(5-1)和填料箱6下部的密封面(6-1)貼合達(dá)到平板閘閥的上限位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種111(30107825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥，其特征在于:處于填料箱上方的所述閥桿(5)上設(shè)有指示螺釘(9),指示螺釘裝在安裝于閥桿上的指示螺母(8)上；該指示螺釘(9)的上下行程和防護(hù)套(10)的外表面上設(shè)有的開(kāi)關(guān)指示牌相對(duì)應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種11100107825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥，其特征在于:所述平板閘閥的上閥蓋處設(shè)有鎖緊限位板(15),鏈子(13)連接鎖緊限位板(15)和驅(qū)動(dòng)裝置(12)的手輪后用鎖子(14)鎖住以防止誤操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種111(30107825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥，其特征在于:所述閘板(3)和閥桿(5)的連接處設(shè)有防靜電裝置；所述閥體(2)的端法蘭上設(shè)有防靜電裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種11100107825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥，其特征在于:所述底蓋(1)和閥體(2 )下部開(kāi)口處錐面密封，該密封面上堆焊31121 #硬質(zhì)合金。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種111(30107825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥，其特征在于:所述閥體(2)底部還設(shè)有排污螺塞〔20。
8.—種11100107825合金抗高硫天然氣高壓硬密封平板閘閥的冶鍛工藝，其特征在于:所述I?。、?07825合金澆出錠子后進(jìn)行鍛造時(shí)嚴(yán)格控制鍛造工藝溫度，先9001預(yù)熱，每小時(shí)升溫201慢速加熱，10001?11001恒溫后，將鍛造的始鍛溫度控制在10501，終鍛溫度控制在9501?10501，爐溫控制不能超過(guò)11501，鍛造后對(duì)111(30107825合金鍛件進(jìn)行固溶化處理，固溶化處理的溫度控制在9301?9801，最終檢驗(yàn)要求達(dá)到了力學(xué)性能抗拉強(qiáng)度。6彡5861？3?屈服強(qiáng)度0。2彡241腿^，伸長(zhǎng)率8彡30%。
【文檔編號(hào)】F16K35/06GK104405912SQ201410744968
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月9日
【發(fā)明者】陳清流, 董霞, 陳文鑫, 樂(lè)精華 申請(qǐng)人:蘭州高壓閥門有限公司