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                             抗高硫高酸天然氣用高壓平板閘閥

                                上海申弘閥門有限公司

之前介紹耐化工腐蝕鈦放料閥，現(xiàn)在介紹抗高硫高酸天然氣用高壓平板閘閥本系列產(chǎn)品采用新型平衡浮動(dòng)式密封結(jié)構(gòu)，適用于壓力不大于40MPa，溫度不高于120℃的油、天然氣等管線上，作為控制介質(zhì)的啟閉及調(diào)節(jié)裝置，該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎、選材恰當(dāng)、測(cè)試嚴(yán)格、操作輕便，具有較強(qiáng)的防腐、耐磨、耐沖蝕性能，是石油、天然氣工業(yè)界一種理想的新型裝備。國(guó)內(nèi)含高硫化氫天然氣田得到了有序的開發(fā)和拓展，高硫天然氣田中一般含有12.31% ～17.05%H2S、7.89% ～ 10.53% CO2，其地層水中氯離子(CL-) 含量為28 ～ 65g /l，原料氣中含有0.346g /m3 的有機(jī)硫，其中硫氧碳為316. 2mg/m3、甲硫醇為22.8mg/m3、乙硫醇為1.6mg/m3，并含飽和水蒸汽等。氣田集輸工程中抗高硫高酸天然氣用高壓平板閘閥和截止閥是工程系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備。

2、工藝參數(shù)
公稱壓力 CL150 ～ 2 500

公稱通徑 DN25 ～ 500

介質(zhì)溫度 -35 ～ 60℃

連接形式 法蘭

結(jié)構(gòu)型式

KZ43Y抗硫平板閘閥1.全通徑或縮徑
2.結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度按ANSI/ASME B16.10
3.法蘭按ANSI/ASME B16.5
4.自密封閥蓋
5.明桿帶支架
6.兩端自動(dòng)調(diào)整的填料壓套；
7.本體倒密封
8.整體閥體法蘭
9.對(duì)焊端按ANSI/ASME B16.25
10.環(huán)連接閥體閥蓋墊片
11.用纏繞式墊片的螺栓型閥蓋、螺紋密封、焊接型閥蓋，或自密封閥蓋
鍛鋼法蘭端截止閥150Lb~600Lb
KZ43WF結(jié)構(gòu)特征與工作原理
1、采用浮動(dòng)閥座，雙向啟閉，密封可靠，啟閉靈活。
2、閘板均有導(dǎo)向條給予精密導(dǎo)向，同時(shí)密封面均噴焊硬質(zhì)合金，耐沖蝕。
3、抗硫平板閘閥閥體承載能力高，通道為直通式，全開時(shí)，與閘板導(dǎo)流孔相貫通和直管相似，流阻很小。閥桿采用復(fù)合填料，多重密封，使得密封可靠，摩擦力小。
4、關(guān)閉閥門時(shí)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，閘板下移至底部，由于介質(zhì)壓強(qiáng)的作用，將進(jìn)口端密封座推向閘板方向，形成較大的密封比壓，從而形成*道密封。同時(shí)，將閘板壓向出口端密封座上，成為雙重密封。
5、由于抗硫平板閘閥采用雙重密封，所以可在不影響管道工作的情況下更換易損件。這是本廠產(chǎn)品優(yōu)先于國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的重要特征。
6、開啟閘板時(shí)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)手輪，閘板上移，導(dǎo)流孔與通道孔相貫通。隨著閘板的上升，貫通孔逐漸加大，限位置時(shí)，導(dǎo)流孔與通道孔相重合，此時(shí)全開.
 
 
抗硫平板閘閥特點(diǎn)：
    抗硫平板閘閥適用于含硫的氣體和液體介質(zhì)，介質(zhì)中有輕度的弱硫成分，閥桿換成不銹鋼304即可，主要的特點(diǎn)有一下描述
現(xiàn)場(chǎng)緊急密封：密封部位設(shè)置油封結(jié)構(gòu)，在密封遭到破壞的情況下也可以安然運(yùn)行，更適應(yīng)長(zhǎng)期安全運(yùn)行要求。
抗硫型工藝：抗硫型內(nèi)件采用了抗硫應(yīng)力裂紋的金屬材料處理，符合NACE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。
行程指示：設(shè)置行程指示機(jī)構(gòu)，啟閉情況一目了然。
閥桿加長(zhǎng)：閥桿加長(zhǎng)適用于埋地及低溫用，加長(zhǎng)尺寸根據(jù)用戶需要確定。
抗外力安全性：閥體的壁厚根據(jù)高壓容器的安全法則進(jìn)行設(shè)計(jì)，抗硫平板閘閥對(duì)承受外力抗彎曲等符合API 6D規(guī)定，強(qiáng)度足夠。
免維修：液壓密封控制原理，無(wú)傳統(tǒng)填料，免除經(jīng)常性的動(dòng)密封維護(hù)需要。
全通徑：抗硫平板閘閥全通徑、低流阻設(shè)計(jì)，帶導(dǎo)流孔閥門可管線通球清掃。
帶導(dǎo)流孔：開啟閘板時(shí)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)手輪，閘板上移，導(dǎo)流孔與通道孔相貫通。隨著閘板的上升，貫通孔逐漸加大，限位置時(shí)，導(dǎo)流孔與通道孔相重合，此時(shí)全開。
扭矩小，開關(guān)輕便：關(guān)閉閥門時(shí)嚴(yán)禁使用加力桿，閘板關(guān)閉至頂端時(shí)手輪應(yīng)回轉(zhuǎn)1/2圈使閘板處于浮動(dòng)狀態(tài)。
全天候：整體全封閉結(jié)構(gòu)，設(shè)置鋼制閥桿保護(hù)罩，適應(yīng)風(fēng)沙等各種自然環(huán)境。
傳動(dòng)多樣化：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)多樣化，抗硫平板閘閥更易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和遠(yuǎn)距離控制。操作方式有手動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)、電動(dòng)（防爆）等。
自動(dòng)泄壓：多層次上下游密封結(jié)構(gòu)，自動(dòng)釋放閥體內(nèi)過(guò)量的壓力，保障設(shè)備安全運(yùn)行。

二、 KZ63Y焊接抗硫平板閘閥 結(jié)構(gòu)特征與工作原理

1、 采用浮動(dòng)閥座，雙向啟閉，密封可靠，啟閉靈活。

2、 閘板下部開有導(dǎo)流孔，并給予精密導(dǎo)向，同時(shí)密封部均噴焊硬質(zhì)合金，耐沖蝕。

3、 閥體承載能力高，通道為直通式，全開時(shí)，與閘板導(dǎo)流孔相貫通和直管相似，流阻很小。閥桿處采用復(fù)合填料，多重密封，使得密封可靠，摩擦力小。

4、 關(guān)閉閥門時(shí)，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，閘板下移至底部，由于介質(zhì)壓強(qiáng)的作用，將進(jìn)口端密封座推向閘板方向。形成較大的密封比壓，從而形成*道密封。同時(shí)，將閘板壓向出口端密封座上，成為雙重密封。

5、 由于采用雙重密封，所以可在不影響管道工作的情況下更換易損件。這是本廠產(chǎn)品優(yōu)先于國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的重要特征。

6、 開啟閘板時(shí)，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)手輪，閘板上移，導(dǎo)流孔與通道孔相貫通。隨著閘板的上升，貫通孔逐漸加大，限位置時(shí)，導(dǎo)流孔與通道孔相重合，此時(shí)全開。

三、KZ63Y焊接抗硫平板閘閥性能規(guī)范

產(chǎn)品分析
3.1、結(jié)構(gòu)特性

高壓抗高硫高酸特殊平板閘閥( 圖1) 采用單閘板硬密封結(jié)構(gòu)。浮動(dòng)閥座具有自清洗功能，保證雜物不能進(jìn)入閥座后面，并具有防火和防靜電功能。閥門的上、下閥腔無(wú)介質(zhì)沉積，確保閥桿與閥體之間或閥桿、閥體和閘板之間為能導(dǎo)電的防靜電結(jié)構(gòu)，防靜電電路的電阻小于10Ω。為確保H2S 不能從閥體與閥蓋( 填料箱) 間產(chǎn)生泄漏，閥門中法蘭采用內(nèi)壓自密封結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)采用金屬密封結(jié)構(gòu)。閥桿密封采用Inconel 718 + 柔性石墨與填料隔環(huán)內(nèi)外加O形圈密封結(jié)構(gòu)。

閥桿設(shè)計(jì)成在介質(zhì)壓力作用下拆開閥桿密封圈時(shí)，閥桿不脫出的結(jié)構(gòu)。閥桿有良好的外部保護(hù)措施，防止外部物質(zhì)進(jìn)入閥桿的密封處。閥蓋的密封采用壓力自緊式密封，以有效的防止泄漏，密封材料具有抗硫性。閥桿帶有上密封，填料滿足現(xiàn)場(chǎng)zui高和zui低設(shè)計(jì)溫度的要求，并且確保不會(huì)發(fā)生泄漏。閘板與閥座采用金屬對(duì)金屬密封，閘板與閥座間具有硬度差，以滿足金屬密封要求。試驗(yàn)和檢驗(yàn)符合API 598 和ISO 5208 的相關(guān)要求，zui大允許泄漏量滿足API 598 零泄漏要求。閥桿及閥體中法蘭密封應(yīng)根據(jù)ISO 15848-2 進(jìn)行微泄漏檢驗(yàn)，泄漏等級(jí)應(yīng)滿足ISO 15848-2 規(guī)定的B 級(jí)泄漏要求。

2 500 磅級(jí)抗高硫平板閘閥

圖1 2 500 磅級(jí)抗高硫平板閘閥

3.2、主體材料

上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：截止閥,電動(dòng)截止閥輸送介質(zhì)為高硫天然氣時(shí)，平板閘閥( 含高壓截止閥) 閥體和閥蓋采用抗高硫的專門冶煉的抗硫WCB、WCC、LCC 或鎳基合金INCOLOY825等。用于抗高硫腐蝕用WCB WCC 的閥門主體材料采用電弧爐或精煉爐冶煉的低碳、低磷和超低硫的細(xì)晶粒的全鎮(zhèn)靜純凈鋼。冶煉、鑄造時(shí)應(yīng)對(duì)其夾雜物進(jìn)行嚴(yán)格地控制，使其鑄件金相組織可能出現(xiàn)非金屬夾雜物為zui小，并且不能有明顯的柱狀偏析。抗硫腐蝕鑄鋼WCB 的化學(xué)成分中，C≤0.22%，S≤0.015%，P≤0.020%，其碳當(dāng)量[CE]< 0.42%。抗硫腐蝕鑄鋼WCB 的熱處理為退火或正火+ 高溫回火，以獲得均勻的抗硫性能良好的回火索氏體。在顯微組織中，不允許有未回火的馬氏體組織存在。鑄鋼件熱處理后，其硬度不大于200HB。鑄件滿足

抗高硫腐蝕和高氯離子等的腐蝕及通過(guò)SSC 和HIC 試驗(yàn)，鑄造、冶煉時(shí)控制抗硫腐蝕鋼的化學(xué)成分及熱處理工藝等。S 含量應(yīng)控制在超低硫≤0.012%的范圍內(nèi)，同時(shí)因?yàn)镃 是增加抗高硫鋼的強(qiáng)度和硬度并增大鋼的裂紋傾向的關(guān)鍵元素，應(yīng)控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。

3.3、防火試驗(yàn)及微泄漏檢驗(yàn)

抗高硫平板閘閥必須按API 6FA 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各壓力等級(jí)、公稱尺寸全范圍的實(shí)施，并進(jìn)行實(shí)物閥門的防火試驗(yàn)的檢驗(yàn)，同時(shí)閥門出廠前要按ISO 15848-2 規(guī)定的B 級(jí)要求進(jìn)行微泄漏檢驗(yàn)。

3.4、鑄件和鍛件無(wú)損檢驗(yàn)

集輸工程抗高硫天然氣用平板閘閥( 含截止閥) 的關(guān)鍵制造工藝是抗高硫鋼的冶煉和鑄造，抗高硫鋼應(yīng)滿足企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。閥門均應(yīng)* 毛坯射線探傷，其結(jié)果不應(yīng)有Ⅱ級(jí)以下的缺陷，鍛件實(shí)施*的超聲波探傷檢驗(yàn)。

五、KZ63Y焊接抗硫平板閘閥外形及連接尺寸

供貨要求
閥門供貨商應(yīng)有近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外為至少2個(gè)天然氣集輸工程的同類閘閥供貨業(yè)績(jī)，或其他相關(guān)領(lǐng)域中的閘閥供貨業(yè)績(jī)。供貨商需遞交閥門的實(shí)際應(yīng)用證明，并提供近5年來(lái)不小于本項(xiàng)目直徑和壓力等級(jí)的產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)外天然氣集輸工程項(xiàng)目服務(wù)過(guò)1年以上的合同或業(yè)績(jī)證明，還應(yīng)證明其所提供的產(chǎn)品能夠長(zhǎng)期地和安全地運(yùn)行。供貨的閥門閥體材料可以選擇工程評(píng)定或試驗(yàn)評(píng)定方法中的一種作為所供產(chǎn)品的抗硫依據(jù)。

4.1、工程評(píng)定

供貨商應(yīng)提供用相同工藝生產(chǎn)的同類材料使用在苛刻程度不低于本項(xiàng)目的類似工程的業(yè)績(jī)，而且保證材料在工程中連續(xù)使用的時(shí)間在2 年以上，并且檢查后狀況良好。供貨商應(yīng)能夠提供可追溯的詳細(xì)證明文件，且應(yīng)包括工程的相關(guān)內(nèi)容。

①工程的名稱、地點(diǎn)及供貨時(shí)間。工程介質(zhì)的組分表( 至少包括H2S和CO2的含量) 。

②介質(zhì)是否為濕氣。

③系統(tǒng)操作壓力和溫度。

④所用材料、所用材料的連續(xù)使用時(shí)間及當(dāng)前材料的狀態(tài)( 如沒(méi)有任何開裂和裂紋等) 。

⑤證明文件應(yīng)帶有用戶( 或其他第3 方) 的簽字和等。如供貨商能提供所要求的業(yè)績(jī)，可以對(duì)閥門閥體材料按照要求進(jìn)行HIC 試驗(yàn)。驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為NACE TM0284-2003，試驗(yàn)溶液為NACE規(guī)定的A溶液，試驗(yàn)時(shí)間為96h，試驗(yàn)頻次為前三爐和以后每10 爐一批次，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為CLR≤15%、CTR≤5%和CSR≤2%。

4.2、試驗(yàn)評(píng)定

如果供貨商無(wú)法提供相關(guān)的工程業(yè)績(jī)，則需要按照要求對(duì)材料進(jìn)行HIC 和SSC 試驗(yàn)( 表1) 。

表1 評(píng)定試驗(yàn)

評(píng)定試驗(yàn)

①所有的碳鋼閥門配對(duì)法蘭的材料限定見SPE- 0100ME20- 01《用于強(qiáng)酸介質(zhì)的閥門配對(duì)法蘭及緊固件》，符合NACE MR0175/ISO 15156、ASMEB16.5 和ASME B16.47 的要求。制造商應(yīng)充分考慮閥內(nèi)件與閥體的電偶腐蝕問(wèn)題。

②井口至加熱爐前放空管線上的閘閥，閥門上、下游管線材質(zhì)為A333 Gr.6，則配對(duì)法蘭要求為ASTM A350 LF2 抗硫鍛件，符合NACE MR0175 /ISO15156 的標(biāo)準(zhǔn)要求。

5、結(jié)語(yǔ)
抗高硫天然氣集輸工程用高壓平板閘閥和截止閥是一種用于高硫、高氯離子和二氧化碳及飽和水等極為惡劣工況中的特殊抗蝕閥門，其鑄件不分壓力高低均要* 的進(jìn)行射線探傷檢驗(yàn)，并且不得有低于Ⅱ級(jí)的片子，鍛件要作超聲波探傷檢驗(yàn)。閥門成品要作氦微泄漏檢驗(yàn)，鑄件要通過(guò)SSC和HIC 檢驗(yàn)。成品閥門還必須進(jìn)行全壓力級(jí)、全公稱尺寸范圍復(fù)蓋的實(shí)物防火試驗(yàn)檢驗(yàn)。抗高硫天然氣平板閘閥和截止閥，已成功地用于四川高硫化氫天然氣田集輸工程。與本文相關(guān)的論文：鈦合金截止閥J41TA