硬密封双偏心球阀反向承压密封问题有限元研究

应用ANSYS软件对通径DN300、工作压力3.5 MPa、工作温度500℃的硬密封双偏心球阀反向承压密封面接触问题进行了非线性有限元分析,得到阀门关闭时在反向承压状态下有无预压紧条件下,硬密封双偏心球阀的应力应变图。通过有限元计算结果分析得到了硬密封双偏心球阀应用可移动阀座,并且通过对其预加合适的压紧力,能够更好地实现反向承压密封。同时分析结果还表明,双偏心球阀的阀板容易发生变形,变形会影响阀板和阀座的密封配合,双偏心球阀的阀板必须保证一定的刚性。理论和实践研究结果表明,阀座选用浮动形式的结构,通过预压紧提供初始密封压紧力后,通过阀内液体作用于阀座,阀座压紧阀板为密封提供压紧力实现密封的技术更适合双偏心球阀。研究对“双向零泄漏”硬密封双偏心球阀的结构设计有指导意义。

固定式硬密封球阀的密封特性有限元分析

以NPS2 CLASS1500固定式硬密封球阀为例,简述了球面的密封机理和密封比压的理论计算,并借助ANSYS Workbench有限元分析技术对密封面的压力分布规律进行了模拟分析,得到了密封比压理论计算值与仿真结果的差异。通过改变压力角和密封面宽度分别探讨了其对密封面压力分布的影响,结果表明,合适的压力角在41°附近,合理的密封面宽度在7 mm附近。

一种多晶硅球阀技术改进方案

多晶硅专用球阀是多晶硅生产系统中的核心装备,具有截断到导通作用。由于其所处工况极其恶劣,使用寿命一般在三个月到半年,阀门密封失效极快。收集大量素材和用户反馈,通过不断优化密封面成型工艺、开发气固相分离技术、改善垫片密封形式、简化阀杆受力结构、转移漏点等五大措施,系统性地解决了阀门内漏和外漏的问题。开发的多晶硅硬密封球阀完全实现了国产化,产品价格约为进口产品的76%,供货周期从进口的半年下降至2~3个月,产品使用寿命从6个月提高到两年以上,实现了以国代进,性能领先进口同类产品。

硬密封球阀密封比压设计与分析

介绍了硬密封球阀在运行过程中影响密封比压的因素,通过密封比压理论计算公式及有限元仿真分析,分析得出密封面宽度及压力角取值范围,进一步确定密封面宽度及压力角最优参数,结合分析得出预紧载荷值,按照最优参数设计了一种规格为DN200 Class300的硬密封球阀样机,通过样机实验测试,其密封性能满足设计要求,为后续硬密封球阀密封尺寸设计提供重要参考依据。

基于ANSYS的大口径金属硬密封球阀泄漏分析

为研究大口径金属硬密封球阀的密封面性能,建立了球阀的主密封结构有限元模型,分析其在常温高压、高温高压下的应力变化及间隙变化。以阀芯弹性模量、阀芯半径、密封面轴向投影为优化变量,最终得到各参数对泄漏的影响。结果表明:在一定范围内,增大阀芯半径以及减小密封面轴向宽度,能减少泄漏,为大口径球阀的设计提供了参考。

玻璃纤维增强塑料浮动球阀密封性能分析

采用玻璃纤维增强塑料(GFRP)制作的球阀,具有强度高、密度小、耐酸碱腐蚀等优点,已逐步取代金属球阀应用在氯碱化工管道中。以DN50 GFRP浮动球阀为研究对象,分析常压下旋塞预紧力、密封件摩擦因数和密封面宽度对其密封性能的影响,并探究阀球推荐工作压力和GFRP浮动球阀整体设计参数对密封性能影响的主次顺序。结果表明:GFRP浮动球阀最高工作压力不应超过3 MPa,在常压环境下,需施加550 N以上的旋塞预紧力才能保证球阀正常密封;增大密封面摩擦因数可提高其密封性能,当密封面摩擦因数达到0.2时,密封面上最低密封比压最接近临界密封比压,材料利用率最高;随密封面宽度增加,最大密封比压呈先减小后增大的趋势,综合考虑球阀的使用寿命和材料利用率,该阀座的最佳密封面宽度为8.65 mm;密封面宽度对GFRP浮动球阀密封性能影响最大,其次为旋塞预紧力,密封件摩擦因数的影响最小。

超低温上装式浮动球阀密封结构的研究

分析了几种液化天然气接收站用超低温上装式浮动球阀密封结构特点,介绍了超低温与常温浮动球阀的区别。

隔离球阀的改造

介绍了硬密封球阀和软密封球阀在PVC聚合釜上的应用,分析了阀门内漏的原因,并提出了改造方案。

新型双向硬密封大口径旋球阀性能实验分析

为提高新型双向硬密封大口径旋球阀的密封性能,采用双层辉光离子渗金属技术使其球密封面硬化,并对其球密封面的抗擦伤性能和静压寿命进行实验。研究结果表明:硬化后的新型双向硬密封大口径旋球阀球密封面的硬度较高,测量各点的硬度均在42以上,其中,硬度为56的硬化厚度达到0.2 mm,硬度为51的硬化厚度达到0.3 mm,硬度为46的硬化厚度达到0.6 mm;该技术能够同时有效确保其球密封面的硬度和硬化层厚度,能够使其球密封面的抗擦伤性能和静压寿命得到有效提高。

粉煤气化粉煤输送单元阀门应用及改进

针对粉煤气化粉煤输送单元阀门经常出现内漏和卡涩的现象,分析了阀门发生故障的原因和机理,提出一些特种阀门的结构形式并加以应用。中试装置3年的运行情况表明,通过对球阀的改造和采用新型结构阀门,有效地降低了故障发生的频率,保证了粉煤气化粉煤输送单元的长周期运行。

煤液化装置金属硬密封耐磨球阀喷涂方法及材料的选择

介绍了应用于煤液化装置中的金属硬密封耐磨球阀涂层所采用的等离子喷涂、超音速喷涂和喷涂融合等加工工艺方法,并就各种方法获得的涂层的硬度、结合强度、涂层厚度等性能参数进行了分析对比。

高压硬密封固定球球阀密封性分析与优化

由于高压硬密封固定球球阀结构的复杂性导致在密封状态下的受力变得更加复杂,很难运用传统解析法很好地完成。为了确保其安全运行,本文针对Class1500 NPS14型涡轮蜗杆传动硬密封固定球球阀应用有限元法对其在关闭状态下的密封性及应力分布进行了分析。分析结果为:在介质载荷作用下,阀杆、压盖安装孔根部周围将出现严重的应力集中现象,宏观贯通泄漏流量为5 268.594 m L/min,密封比压严重不足。为了解决阀门的泄漏问题,通过DOE试验设计及响应面分析法对模型进行了优化设计,结果显示密封环面已不存在宏观贯穿开口,最小位置处的密封比压17.739 MPa也大于密封必需比压9.080 MPa,并且阀座应力集中也基本消除,优化效果明显。

粉煤锁斗阀故障原因分析及解决方案

针对球阀作为锁斗阀时无法从根本上解决运行中出现的内泄漏和卡涩"憋压"等故障的缺点,提出了一种新型结构的阀门——盘阀,并结合其结构特点阐述了盘阀作为锁斗阀的优越性。同时,在研究Shell粉煤气化装置粉煤锁斗阀的选型基础上,分析了球阀作为锁斗阀发生故障的原因和机理。实际使用情况表明,采用盘阀替代球阀作为锁斗阀可以保证锁斗系统的长周期稳定运行。

偏心金属硬密封球阀及其在炼油装置中的应用

偏心金属硬密封球阀的开关形式和闸阀一样 ,是靠扭矩来实现的 ,扭矩越大 ,阀座的密封性能就越好 ;同时它开关时仅需将球体旋转 90° ,关闭时间短 ,操作灵活 ,因此具有流通能力大、可调范围广、安全可靠、启闭速度快等优点。偏心金属硬密封球阀已在一些新装置建设和老装置改造中取代了一部分闸阀而得到应用。

页岩气钻采井口平板阀的设计

阐述了页岩气钻采井口平板阀的工作原理、结构特点和性能特性.基于API 6A规范设计和平板阀的设计计算公式,该阀采用单阀板浮动阀座结构,使用液压作为阀门开关驱动力,并在阀板和阀座密封副上热喷涂硬质合金涂层,使其具有耐高压、耐磨损、密封性好的特点.

盘阀在壳牌煤气化装置煤粉输送系统的应用

简述了壳牌煤气化装置的工艺流程和煤粉输送系统的工艺原理;分析了煤粉输送单元采用的硬密封浮动球阀存在的问题及其原因;提出了以双向盘阀替代硬密封浮动球阀的技改措施。结果表明,2011年4月在煤粉输送单元B系列开始试用盘阀,至今未发生故障和内漏现象。

基于有限元的浮动球阀密封比压分析

以浮动球阀的密封机理为基础,以有限元工程分析软件作为工具,论述了浮动球阀密封副密封比压在轴向、径向和周向上分布特性,分析了密封面上密封比压的分布规律,并通过实例比较了理论值与有限元分析值之间的异同,得出浮动球阀密封比压的分布规律。

高温硬密封球阀用金属波纹管的研制

论述了金属波纹管应用于球阀的方法,介绍了一种高温硬密封球阀用金属波纹管的研制过程,通过采用有限元设计分析方法,提高了波纹管刚度的计算精度。

基于均匀试验设计的硬密封球阀密封面间隙优化

针对硬密封球阀的密封性能,应用均匀试验设计方法,对不同的压力角、密封宽度以及密封面平均直径与进口阀座套筒外径比值下的密封面间隙值利用二次多项式进行回归分析,得出影响密封面间隙值的显著性依次为压力角、密封宽度以及密封面平均直径与进口阀座套筒外径比值。多变量寻优得到当压力角为44°、密封宽度为6.30 mm、密封面平均直径与进口阀座套筒外径比值为0.86时,硬密封固定球球阀密封面间隙值最大为0.0077 mm,优化效果明显。

煤化工用金属密封球阀的选型及应用

介绍了在煤制油工艺过程中金属密封耐磨球阀的选型和市场需求及应用领域,分析了金属密封浮动球球阀和固定球球阀的结构特性和选型及应用。