固定式钛球阀的设计与开发

钛以其良好的机械性能和优异的耐腐蚀性能，广泛应用于化工、医药卫生、制盐、氯碱和航空等领域。在化学工业中，主要用作压力容器、管道和泵阀。其中，铁质固定球阀因其良好的密封性、优良的耐腐蚀性和对高工作压力的适应性，被广泛应用于石油和化工行业。

目前国内没有固定式钛球阀，只有浮动式钛球阀比较闷。世界上只有美国、德国、日本等少数国家能生产固定式钛球阀。为满足石油化工行业对工作压力高、密封性能好、耐腐蚀性能好的要求，设计开发了固定式钛球阀，开发了DN80、DN50、DN40、DN25。并采用了压力高达9.8MPa的固定式钛球阀，填补了国内空白，为批量生产奠定了基础，为大型石化企业耐腐蚀设备的国产化改造提供了技术和物质保障。

虽然国内并没有固定式钛球阀，但是我们也生产出了许多能代替固定式钛球阀的阀门。比如必威betway官方入口 生产的：气体空分装置 betway365必威体育 Q41F，空气分离装置是一套工业设备，用于分离空气中的各种组分，并分别产生氧气、氮气、氩气和其他气体的空气组分。最常用的空气分离方法是低温精馏。低温分离法是将空气通过压缩、循环、深冷等方式变成液体，根据沸点不同，通过低温精馏从液态空气中逐渐分离出氧气、氮气、氩气等惰性气体的装置。广泛应用于传统冶金、新型煤化工、大型氮肥、专业供气等领域。该装置主要需用高压球阀。必威betway官方入口 阀门能够提供完美的解决方案，高压球阀能够稳定在空分装置中等存储设备中稳定的工作。

介绍了固定式钛球阀的设计计算过程、主要开发过程和特点。

1设计和开发
1.1设计计算
1.1.1设计技术参数
工作介质:醋酸；
工作温度:225℃；
设计压力:9.8MPa；
公称直径:80毫米。

材料选择
根据服役温度和醋酸浓度，发现钛的腐蚀速率< 0.127 mm/a，对比耐腐蚀不锈钢和其他有色金属，选择TA2满足服役条件。根据使用的工作压力，为保证其结构强度，选用TA2锻件。根据工作温度和工作压力，选择柔性石墨和浸锑石墨作为密封材料。

1.1.3设计计算
(1)阀体壁厚的设计
公式为sb = dn (k0-1)/s+c，计算结果为16 mm。
(2)阀盖与阀体连接螺栓的选择
根据使用压力，1Cr18Ni9Ti螺栓和8个M30mm×55mm的螺栓可以满足强度要求。
根据公式，进出口法兰盖与阀体的连接螺栓采用8个M30mm×45mm的1Cr18Ni9Ti螺栓，满足强度要求。

1.2技术关键
由于工作压力高达9.8MPa，密封和承压是关键技术。在研制过程中，采取了三项措施解决这一关键技术问题。
①保证球和上下球杆的同轴度；
②保证上下球杆和80mm通孔的垂直度；
③保证球面粗糙度。
通过设计专用工装、加工和密封工艺，达到了密封和承压的目的，并试验成功。

1.3结构特征

与浮动球阀相比，钛固定球阀具有以下三个特点
(1)在密封原理上，采用背封。
(2)适用于高压和粘性液体。
普通浮动钛球阀在高压下不可靠。当介质为粘稠液体时，球体与密封圈之间微小的浮动间隙容易造成堵塞，使阀门难以启闭或失去密封作用。固定式钛球阀，由于弹簧的作用，使密封圈始终与球体保持紧密接触，利用高压介质达到良好的密封效果。
(3)采用线封。
球形密封位于普通浮动钛球阀的球体和密封圈之间，其单位面积的密封比压较小。在高压下，微观表面的凸凹点容易造成泄漏，达不到密封要求。而固定式钛球阀在球体与密封圈之间采用线密封，增加了单位面积的密封比压，压力越高密封效果越好，保证了高压工作的可靠性。

2结论
(1)设计开发的固定式高压钛球阀满足了石油化工行业的需要，使用效果良好。
(2)固定式高压钛球阀具有高压使用可靠、密封性好的特点。
(3)设计开发的固定式高压钛球阀技术水平国内领 先，达到国际同类产品水平。

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