哈氏合金钢球阀

哈氏合金钢球阀结构属于硬密封球阀。阀门为分体式结构，球体与阀座从侧端装入。

阀体：采用哈氏合金锻钢材料。化学成分和机械性能符合ASME 标准要求。

阀杆是传递阀门扭矩的关键件，阀杆表面加工的光洁度影响整个阀门的扭矩。提高阀杆表面的硬度，可以减小阀杆的磨损。为此，阀杆采用了精加工、滚压、抛光等工艺。阀杆表面光洁度可达Ra 0.2~Ra0.4，阀杆通过镀镍磷工艺提高了表面硬度。

阀杆上设计了防静电结构，保证了球体与阀杆，以及阀杆与阀体之间的金属连接。符合相关设计标准要求。

注：型号代表意义

Q代表球阀 4代表法兰连接 7代表固定式 Y代表NI60

　高压球阀（哈氏合金钢球阀）浙江摩根阀门有限公司现场哈氏合金钢球阀图片

1、哈氏合金钢球阀设计参数如下：

l 公称压力：900Lb；

l 公称通径： 2”全通径；

l 主体材料：hastelloy C-276；

l 内件材料： hastelloy C-276+钴基+碳化钨；（球阀用Hastelloy G30）

l 连接形式：按照客户要求；

l 结构长度：按照客户要求；

l 泄漏等级：FCI 70.2 VI；

l 设计标准： ASME B16.34，API6D等

l 适用温度：常温。

2、哈氏合金钢球阀设计标准

设计规范：设计和制造按ASME B16.34；

阀门结构长度按ASME B16.10；

法兰尺寸按ASME B16.5。

参考标准：

API 6D-2008《石油和天然气工业管线输送系统管线阀门》；

API 598-2009《阀门的检查我和试验》 ；

ASTM A182- 2002a《高温用锻制或轧制合金钢法兰、锻制管件、阀门和部件》；

ASTM A193/A-2001b《高温用合金钢和不锈钢栓接材料》；

API Q1-2007《质量纲要规范》；

NACE-MR-0175-2003 《油田设备用抗硫化物应力腐蚀断裂和应力腐蚀裂纹的金属材料》；

API 607 《阀门火烧试验》等。

（填上哈氏合金标准号）

3、哈氏合金钢球阀材料的选择

根据氢气特性，阀门主要部件材料选择如下：

阀体、侧盖、：Hastelloy C-276；

球体：Hastelloy C-276+钴基+碳化钨；

阀座：Hastelloy C-276+钴基+碳化钨；（球阀用Hastelloy G30）

阀杆：XM-19；

弹簧：Inconel X-750；

紧固件：B7+喷氟；

中法兰密封材料：石墨+O型圈（氟橡胶）。

哈氏合金球阀材料的选择

根据氢气特性，阀门主要部件材料选择如下：

阀体、侧盖、：Hastelloy C-276；

球体：Hastelloy C-276+钴基+碳化钨；

阀座：Hastelloy C-276+钴基+碳化钨；（球阀用Hastelloy G30）

阀杆：XM-19；

弹簧：Inconel X-750；（这二项与介质接触，抗腐蚀能力是否可行？）

紧固件：B7+喷氟；

中法兰密封材料：石墨+O型圈（氟橡胶）。（数据表要求在250°C下稳定动行，氟橡胶可行否？）

球体与阀座属于内件，完全暴露与介质之中。阀座与球体之间采用金属硬密封接触。

阀座、球体表面采用先堆焊钴基合金(先热喷钴基合金然后碳化钨再喷钴基合金，厚度达1mm以上，重熔处理)，然后钴基表面再采用世界上最先进的“镍包碳化钨超音速热喷涂并重熔工艺”的硬化处理。提高密封面的耐磨性和硬度及抗冲刷性。

WC是一种高硬度、高强度和高耐磨性兼备的硬质合金，它的粒度一般为0.2～1.0μm以下，大部分在0.5μ,m以下，具有硬质合金的高硬度和高速钢的强度。其硬度不小于HRC68，结合强度不小于70。

本公司生产的硬密封球阀，阀座、球体表面采用镍包碳化钨（在Ni60中加入一定比碳化钨）超音速热喷涂。厚度可达0.5～0.8mm。以保证密封面不受介质及其中棵粒物的影响；降低表面的摩擦系数，提高表面抗磨损性能，它具有耐磨、减摩、耐热、耐腐蚀、摩擦系数低、防咬合等特点，能改善表面性能，提高寿命。

在喷涂后工件整体进行重熔热处理，减少硬质合金表面的孔隙率，提高涂层致密度，增加喷涂的硬质合金与本体的结合力，与底材更牢固地粘结,使其成为一体。可有效地抑制裂纹的产生和扩展，从而提高涂层的硬度和韧性，并获得适当的硬度/韧性比和降低残余应力提高密封面的硬度和耐磨性。从而具有较高的承载能力。从而大大的提高了阀门的使用受命。

（喷涂表面含球流道和阀座流道，冲刷和腐蚀共同做用下，从没有硬化的表面开始）

弹簧材料的选择

为了能够满足工况的需求，抗氢腐蚀，同时又要有良好的机械性能，能够提供密封所需要预紧力，因此采用了inconel X-750合金材料。

阀杆材料的选择

阀杆的设计与球体分离，便于维修，以及更换密封材料。阀杆与球体连接传递最大扭矩。阀杆可以选用高强度的XM-19（耐腐蚀上可能不行），表面镀ENP，提高硬度。

阀体与侧体的密封材料选择

阀体与侧体之间选择夹不锈钢石墨缠绕垫，可以起到密封和防火功能。在阀体与侧体之间增设了O型圈（诺是金属的可以，橡胶类O形圈可能温度上不可以），作为一级密封。缠绕垫作为次级密封。如下图所示：

螺栓和螺母的选择

螺栓和螺母选用ASTM A193-B8M和ASTM A194-8M，适用温度范围：-29~180℃。材料符合NACE 标准要求。

4、哈氏合金球阀设计方案结构示意图

5、哈氏合金球阀结构特点

本球阀通过球体90°旋转打开或关闭，实现管路的联通与切断功能。

阀门通过阀杆上键与执行机构（电动、气动、蜗轮传动、液动或气液联动等）连接。执行机构输出力矩，传递于阀杆，阀杆带动球体旋转90°，实现阀门启闭动作。

球体与阀座圈之间的紧密贴合，以及合理的材料选择与精密的工艺加工，决定了作为截断介质的最佳密封副匹配。

阀座后面的弹性元件提供了阀座与球体之间密封所需要的最小预紧力。同时，阀座圈的密封面设计满足密封所需的必须比压和许用比压。当阀门在环境温度变换时，球体密封面和阀座密封面产生收缩或膨胀，导致密封效果受到影响。此时，阀座后面弹性元件起到自调节功能，将阀座调整到最佳位置，发挥了阀门最佳密封性能。阀座密封面与球体密封面长期磨损的情况下，压缩量逐渐减少，也影响了阀门的密封效果。此时，阀座后面的弹性元件与介质的作用力将阀座推向球面，压缩量得到了一定补偿，阀座起到了活塞作用。此外，当阀腔压力过大时，为了防止中腔截压过载的危险，具有活塞作用的下游阀座，在中腔压力下阀座被推开脱离球面，中腔压力得到泄放，起到了自泄压功能。（要求压力泄放到上游）这也是活塞阀座的另一功能。阀座的结构设计符合API 6D要求。

本球阀结构属于硬密封球阀。阀门为分体式结构，球体与阀座从侧端装入。

阀体：采用哈氏合金锻钢材料。化学成分和机械性能符合ASME 标准要求。

阀杆是传递阀门扭矩的关键件，阀杆表面加工的光洁度影响整个阀门的扭矩。提高阀杆表面的硬度，可以减小阀杆的磨损。为此，阀杆采用了精加工、滚压、抛光等工艺。阀杆表面光洁度可达Ra 0.2~Ra0.4，阀杆通过镀镍磷工艺提高了表面硬度。

阀杆上设计了防静电结构，保证了球体与阀杆，以及阀杆与阀体之间的金属连接。符合相关设计标准要求。