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软密封闸阀工艺的改进和选择

2018-09-19 16:05:05
材料工艺的改进和选择是实现阀门优化设计的。如果没有条件实施成熟的工艺,就   修改或放弃相应的优化设计项目,甚至需要再提高保险系数,以免降低结构强度和降低合格率,增加成本,削弱产品的性价比。
1、铸造工艺
(1)如果因壁厚不均匀使交叉区内的热节圆过大,直径超过壁厚的1.5倍,而又没有补缩,就会因金属局部积聚,产生缩孔、缩松和裂纹,使局部的连续壁厚达不到GB/T12234的规定壁厚甚至达不到计算壁厚,或出现厚壁比薄壁   脆弱的现象。此种现象的多发区往往在阀座安装孔根部和法兰根部。如将阀体通道和颈部接合处的过渡圆弧改为按阀座外形走向,环状仿形均匀设置阀体壁厚(应为阀座孔可能产生的偏制留足裕量),可将热节圆直径由壁厚的2.5倍降为2倍,如减薄阀座(挤压的或焊接的)并增加型芯沟槽,其毛坯的热节圆直径都可降至壁厚的1.5倍左右。使阀体除三个法兰外其他部位的壁厚基本均匀,为薄壁壳体的   铸造创造了条件。如在三个法兰外圆处都设置浇冒口,那么法兰根部圆锥过渡会有利于铸件的顺序冷却,即便是短系列阀体为此而增加0.2kg,也是很有   的。
(2)薄壁壳体铸件要依靠成熟的铸造工艺来实现。例如GB/T12224规定,DN100PN1.6MPa壳体的较小壁厚设计为6.2mm。大多数铸造厂商会选择放弃,因为合格率很低。但如再增加lmm,合格率就会明显提升。
2、溶模铸造
阀体溶模的结构形式和加工精度直接关系到铸件壁厚的精度,通过建模比较表明,将6型阀体壁厚减薄1mm,其质量可减少约1.2kg。如果阀体溶模的组合型芯的二通径外圆和中腔外圆与壳体上下模具有足够的配合长度和精度,铝制组合型芯先靠上模自重压住,而后通过紧固上下模的螺栓锁紧组合型芯,溶模的壁厚误差   可以长期控制在0.2mm以内。但如果为了降低模具投资,仅靠紧固端面螺栓克服和降低型芯下坠量,长时间工作,会因锁紧力降低而扩大壁厚误差。这类模具所造成的壁厚差值甚至可达到3、铸造整体不锈钢闸板
如果选择2Cr13不锈钢整体熔模铸造闸板,可使闸板整体结构简单,工艺过程简化,质量减少约36%,不但会因材料强度的大幅增加而减薄基体厚度,缩减T形槽的结构尺寸,减小阀体中腔高度,并因取消堆焊基座,而使密封面宽度与基体趋于一致。结构改进使加工成本可与堆焊闸板基本持平,也给中腔和中法兰的改进创造了条件。但有3点要注意。①为避免铸件因铸态粗颗粒马氏体在清砂搬运过程被敲断,或留下裂纹隐患,   在出炉后连带残留模壳和浇冒口整体退火,然后再清砂切割。助Cr13马氏体铸钢件是对硫化物应力腐蚀开裂敏感材料,不能抗硫化氢的应力腐蚀,常常发生脆性断裂现象。因此应按标准规定,对铸件进行应力热处理,以及对密封面经淬火后的闸板进行回火处理都不能低于620℃(如淬火后需双回火则   次回火的温度应低于回火温度),使其在热处理后的硬度不超过HRC22,否则2Cr13不锈钢整体铸造闸板不能用于含硫化氢的介质系统。③2Cr13密封面材料使用寿命短,不能达到GB/T12234-2007标准关于静压寿命次数》3000次的要求,因此2Cr13不锈钢整体熔模铸造闸板不适宜用于石油   气系统。
4、阀座连接方式
本体堆焊阀座密封面的工艺比采用螺纹、挤压和焊接的连接方式加工环节   少,使阀体外形简单,内腔紧凑,铸件局部热节   小并由此可再减轻质量和降低加工成本。但是不可避免的堆焊飞溅物会嵌在过于狭小的阀体内腔难以剔除并除尽,给密封副划伤留下隐患,尤其对于在机加工过程出现密封面气缩孔进行补焊时所带来的飞溅物。虽然在易飞溅区域刷涂石灰水可以降低飞溅物的附着力,但如果不能控制质量,仍应   换其他的阀座连接方式。
本体堆焊工艺普遍选用的A102堆焊层(OCr18Ni9),因材料质地较软,使密封副一次配装合格率较高,也因此使其抗擦伤性和抗冲蚀性较差,所以不适合用于启闭频繁的阀门密封面。如改用D507M,则闸板   选用D577与之配对,否则其使用寿命也不能达到GB/T12234-2007标准关于静压寿命的要求。   理想的选择应该是      的埋弧自动堆焊和粉末等离子堆焊的工艺方法。
5、法兰螺栓孔加工工艺
对于一般工业用铸钢闸阀和水道用铸钢闸阀,法兰螺栓孔可以用直接铸造成形取代钻削,但有限制条件。①阀体结构上有足够空间让割刀进退,车削法兰反平面以代替惚削支承面。酬青铸工艺收缩率稳定,可以螺栓孔位移度符合标准规定。③面层涂料时,需仔细描刷每一个螺栓孔表面,面层质量和模壳强度,防止铸件的螺栓孔表面产生形位缺陷。
对于椭圆中法兰,还可以选择精车法兰的椭圆凸肩来代替整个法兰平面的切削,省料又省工。
阀门的功能如果与市场价格定位失衡,应考虑对产品结构进行分流,缩小阀门的通用范围,选择适当的产品标准或编制企业标准,保持合理的性价比。GB/T12234-2007将标准名称由《通用阀门法兰和对焊连接钢制闸阀》改为《石油   气工业用螺柱连接阀盖的钢制闸阀》。一方面对石油   气用闸阀的质量要求作了进一步的明确和提高。另一方面使一般工业用铸钢闸阀以及水道用铸钢闸阀的制造商可以限度地依托企业的工艺和管理水平,按各类实际工况的需求自主削减多余功能,以较轻的质量、较低价格和   的功能进入市场。事实上经济的发展已经使这类用闸阀有较多的需求量,有条件推行分流,形成单独的供需市场。
工艺方法与计算方法只是为阀门优化设计提供一种选择,而结构的改进不能偏离产品标准的规定和约束。例如椭圆形中法兰,JB的端部连接法兰、法兰螺栓孔铸造成型以及2Cr13不锈钢整体熔模铸造闸板等工艺方法只是有条件地适用于一般工业用闸阀和水道用闸阀,但并不适用于执行GB/T12234-2007标准的阀门。实际上.对应于API600一2001非等效制定的GB/T12234-2007己经集中体现了目前在石油   气工业用钢制闸阀方面的较新成果和技术。例如填料箱结构的整体改进、3000次静压寿命的要求、中法兰连接螺柱计算方法、壳体较小壁厚和阀杆较小直径的调整等等,都已为阀门减轻质量、降低成本、提高密封性能和实行优化设计提出了的强制性的理念。
遨谜人市场目标价格出发,对产品的结构实行分流。从实际工况需求出发,对阀门的结构进行优化设计是市场经济发展的需要。每正格按产品标准规定设计,削减多余功能,提,是阀门优化设计的目的和要求。⑩用的计算工具和方法修正结构参数实行优化设计,依托成熟可行的工艺实施优化设计,依靠规模经营推进优化设计。
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