超高温蝶阀的技术探讨

由于介质对阀门冲刷强烈，为防止阀体壁厚因冲刷减薄而失效，阀体内大面积堆焊硬质合金，阀体极易产生变形和开裂，堆焊难度较大。因为系统温度较高，金属材料在高温中机械性能急剧下降，阀门应选用耐高温材料。为防止阀门泄漏超标，引起系统烟机不能正常停车，从而造成重大事故，对阀门密封结构及其零件的加工精度要求较高。

大口径超高温蝶阀阀体由钢板和锻件法兰焊接而成。阀杆为整体锻件结构，由外部轴承座支撑，并通过二端销连接带动阀瓣转动。2个半圆阀座前后错开，与阀瓣呈对称式分布，结合对称式流线形结构的阀瓣，使阀门具有良好的流通性能。3组填料密封，外加密封剂和吹扫二道辅助密封组成了高可靠性阀杆填料密封系统。

超高温蝶阀为了满足高温的要求，必需要满足以下几方面的要求：

1、阀体材料阀门设计执行标准为ASMEB16134。按该标准中的压力-温度表计算得到的阀门常温下的压力等级数，就是设计基准，并以此来计算最小壁厚。在设计过程中，阀体材料也选ASME B16134标准规定的材料，并且材料的适用温度高于阀门工况最高温度。经过查阅了大量国内外类似工况的阀门设备材料使用情况，结合对高温材料的使用经验，选择了性价比较高的304H 作为阀体材料。此材料可减小蠕变对材料的影响。

2、阀杆材料根据高温强度估算，奥氏体钢在704℃的高温工况下，强度降低6415%以上，如果采用加大阀杆直径提高其强度的方法，则超出阀门结构要求，因此奥氏体钢不适宜做阀杆材料。lnconel X-750在704℃的高温工况时，强度降低4113%，但强度值还很大。根据屈服强度，并考虑持久强度计算得到的阀杆直径，符合阀门结构要求，因此阀杆材料选用lnconel X-750。

3、超高温填料填料选用柔性石墨。其在空气中氧化温度为450℃，并在此温度下每24h 后质量减轻1%。温度越高，质量减轻得越多，氧化现象越严重。柔性石墨填料最高使用温度为650℃，且仅用于非氧化介质。考虑到填料在填料函内处于压紧密封状态，只有一部分与空气接触，有资料介绍处于这种状态的填料使用温度可达816℃。

大口径超高温蝶阀的研制，主要是解决阀体主体材料的选用、蝶阀密封副结构及阀杆密封结构的设计等问题，并通过试验选取了超高温填料，为石化行业催化裂化装置系统用阀门的设计和制造。