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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)計新穎、選材恰當、測試嚴格、操作輕便，具有較強的防腐、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
6.兩端自動調(diào)整的填料壓套；
7.本體倒密封
8.整體閥體法蘭
9.對焊端按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、采用浮動閥座，雙向啟閉，密封可靠，啟閉靈活。
2、閘板均有導向條給予精密導向，同時密封面均噴焊硬質(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，與閘板導流孔相貫通和直管相似，流阻很小。閥桿采用復合填料，多重密封，使得密封可靠，摩擦力小。
4、關(guān)閉閥門時，順時針轉(zhuǎn)動手輪，閘板下移至底部，由于介質(zhì)壓強的作用，將進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，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)先于國內(nèi)外同類產(chǎn)品的重要特征。
6、開啟閘板時，逆時針旋轉(zhuǎn)手輪，閘板上移，導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，導流孔與通道孔相重合，此時全開.
 
 
抗硫平板閘閥特點：
    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，主要的特點有一下描述
現(xiàn)場緊急密封：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行，更適應長期安全運行要求。
抗硫型工藝：抗硫型內(nèi)件采用了抗硫應力裂紋的金屬材料處理，符合NACE標準規(guī)范。
行程指示：設(shè)置行程指示機構(gòu)，啟閉情況一目了然。
閥桿加長：閥桿加長適用于埋地及低溫用，加長尺寸根據(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行設(shè)計，抗硫平板閘閥對承受外力抗彎曲等符合API 6D規(guī)定，強度足夠。
免維修：液壓密封控制原理，無傳統(tǒng)填料，免除經(jīng)常性的動密封維護需要。
全通徑：抗硫平板閘閥全通徑、低流阻設(shè)計，帶導流孔閥門可管線通球清掃。
帶導流孔：開啟閘板時，逆時針旋轉(zhuǎn)手輪，閘板上移，導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，導流孔與通道孔相重合，此時全開。
扭矩小，開關(guān)輕便：關(guān)閉閥門時嚴禁使用加力桿，閘板關(guān)閉至頂端時手輪應回轉(zhuǎn)1/2圈使閘板處于浮動狀態(tài)。
全天候：整體全封閉結(jié)構(gòu)，設(shè)置鋼制閥桿保護罩，適應風沙等各種自然環(huán)境。
傳動多樣化：傳動機構(gòu)多樣化，抗硫平板閘閥更易于實現(xiàn)自動化和遠距離控制。操作方式有手動、氣動、液動、電動（防爆）等。
自動泄壓：多層次上下游密封結(jié)構(gòu)，自動釋放閥體內(nèi)過量的壓力，保障設(shè)備安全運行。

二、 KZ63Y焊接抗硫平板閘閥 結(jié)構(gòu)特征與工作原理

1、 采用浮動閥座，雙向啟閉，密封可靠，啟閉靈活。

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

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

4、 關(guān)閉閥門時，順時針轉(zhuǎn)動手輪，閘板下移至底部，由于介質(zhì)壓強的作用，將進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，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)先于國內(nèi)外同類產(chǎn)品的重要特征。

6、 開啟閘板時，逆時針旋轉(zhuǎn)手輪，閘板上移，導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，導流孔與通道孔相重合，此時全開。

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)。浮動閥座具有自清洗功能，保證雜物不能進入閥座后面，并具有防火和防靜電功能。閥門的上、下閥腔無介質(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，應采用金屬密封結(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)計成在介質(zhì)壓力作用下拆開閥桿密封圈時，閥桿不脫出的結(jié)構(gòu)。閥桿有良好的外部保護措施，防止外部物質(zhì)進入閥桿的密封處。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zui高和zui低設(shè)計溫度的要求，并且確保不會發(fā)生泄漏。閘板與閥座采用金屬對金屬密封，閘板與閥座間具有硬度差，以滿足金屬密封要求。試驗和檢驗符合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根據(jù)ISO 15848-2 進行微泄漏檢驗，泄漏等級應滿足ISO 15848-2 規(guī)定的B 級泄漏要求。

2 500 磅級抗高硫平板閘閥

圖1 2 500 磅級抗高硫平板閘閥

3.2、主體材料

上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥輸送介質(zhì)為高硫天然氣時，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、低磷和超低硫的細晶粒的全鎮(zhèn)靜純凈鋼。冶煉、鑄造時應對其夾雜物進行嚴格地控制，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?？沽蚋g鑄鋼WCB 的化學成分中，C≤0.22%，S≤0.015%，P≤0.020%，其碳當量[CE]< 0.42%?？沽蚋g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SSC 和HIC 試驗，鑄造、冶煉時控制抗硫腐蝕鋼的化學成分及熱處理工藝等。S 含量應控制在超低硫≤0.012%的范圍內(nèi)，同時因為C 是增加抗高硫鋼的強度和硬度并增大鋼的裂紋傾向的關(guān)鍵元素，應控制在規(guī)定的范圍內(nèi)。

3.3、防火試驗及微泄漏檢驗

抗高硫平板閘閥必須按API 6FA 標準對各壓力等級、公稱尺寸全范圍的實施，并進行實物閥門的防火試驗的檢驗，同時閥門出廠前要按ISO 15848-2 規(guī)定的B 級要求進行微泄漏檢驗。

3.4、鑄件和鍛件無損檢驗

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，抗高硫鋼應滿足企業(yè)內(nèi)控標準。閥門均應* 毛坯射線探傷，其結(jié)果不應有Ⅱ級以下的缺陷，鍛件實施*的超聲波探傷檢驗。

五、KZ63Y焊接抗硫平板閘閥外形及連接尺寸

供貨要求
閥門供貨商應有近年來在國內(nèi)外為至少2個天然氣集輸工程的同類閘閥供貨業(yè)績，或其他相關(guān)領(lǐng)域中的閘閥供貨業(yè)績。供貨商需遞交閥門的實際應用證明，并提供近5年來不小于本項目直徑和壓力等級的產(chǎn)品在國內(nèi)外天然氣集輸工程項目服務過1年以上的合同或業(yè)績證明，還應證明其所提供的產(chǎn)品能夠長期地和安全地運行。供貨的閥門閥體材料可以選擇工程評定或試驗評定方法中的一種作為所供產(chǎn)品的抗硫依據(jù)。

4.1、工程評定

供貨商應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目的類似工程的業(yè)績，而且保證材料在工程中連續(xù)使用的時間在2 年以上，并且檢查后狀況良好。供貨商應能夠提供可追溯的詳細證明文件，且應包括工程的相關(guān)內(nèi)容。

①工程的名稱、地點及供貨時間。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)使用時間及當前材料的狀態(tài)( 如沒有任何開裂和裂紋等) 。

⑤證明文件應帶有用戶( 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，可以對閥門閥體材料按照要求進行HIC 試驗。驗標準為NACE TM0284-2003，試驗溶液為NACE規(guī)定的A溶液，試驗時間為96h，試驗頻次為前三爐和以后每10 爐一批次，驗收標準為CLR≤15%、CTR≤5%和CSR≤2%。

4.2、試驗評定

如果供貨商無法提供相關(guān)的工程業(yè)績，則需要按照要求對材料進行HIC 和SSC 試驗( 表1) 。

表1 評定試驗

評定試驗

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

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，則配對法蘭要求為ASTM A350 LF2 抗硫鍛件，符合NACE MR0175 /ISO15156 的標準要求。

5、結(jié)語
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* 的進行射線探傷檢驗，并且不得有低于Ⅱ級的片子，鍛件要作超聲波探傷檢驗。閥門成品要作氦微泄漏檢驗，鑄件要通過SSC和HIC 檢驗。成品閥門還必須進行全壓力級、全公稱尺寸范圍復蓋的實物防火試驗檢驗?？垢吡蛱烊粴馄桨彘l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