閥門在黑水系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題

在黑水處理系統(tǒng)中，介質(zhì)主要為高溫黑水、灰水和渣水，黑水溫度可達(dá)到240℃左右，壓差可達(dá)到6.0MPa，工況具有高壓差、強(qiáng)沖刷、強(qiáng)腐蝕、介質(zhì)為固液氣三相流等特點(diǎn)。閥門使用環(huán)境惡劣，黑水、灰水及渣水中含有氯離子、硫化氫或磷酸等強(qiáng)腐蝕介質(zhì)，并含有大量固體顆粒。閥門在使用中不但要承受閥門壓力降引起的高流速煤灰顆粒的沖刷，還要耐受閃蒸溶解的氣蝕、黑水汽化引起的腐蝕。

卡澀和外漏

閥門在開關(guān)調(diào)節(jié)過程中硬質(zhì)固體顆粒進(jìn)入閥桿與填料的間隙處，經(jīng)長期運(yùn)行后引起顆粒堆積甚至結(jié)垢而將閥桿卡住，導(dǎo)致閥桿輸出力不足，引起閥門卡澀。并且填料被硬質(zhì)固體顆粒破壞后易出現(xiàn)外漏現(xiàn)象。

沖蝕和氣蝕

從黑水液固兩相流經(jīng)角閥減壓后的流動(dòng)狀態(tài)分析，介質(zhì)對閥內(nèi)件主要產(chǎn)生沖蝕和氣蝕破壞。

在節(jié)流口處，根據(jù)伯努利方程，靜壓能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，其流速急劇增加(。夾雜在黑水中的硬質(zhì)顆粒(SiO2等)以切削、犁溝和刺入的方式對閥內(nèi)件進(jìn)行高速?zèng)_刷形成沖蝕。

在節(jié)流口處靜壓能，若縮截面處的壓力等于或小于該液體入口溫度下的飽和蒸汽壓時(shí)部分氣體將氣化，使閥后形成氣、固、液這三相流共存的現(xiàn)象，出現(xiàn)閃蒸，繼而壓力恢復(fù)至高于飽和蒸汽壓時(shí)氣泡破裂，形成氣蝕使閥內(nèi)流道的內(nèi)表面形成蜂窩狀的小孔。

在沖蝕和氣蝕的雙重作用下，閥內(nèi)件采用一般高硬度的耐磨材料或表面硬化工藝的話，很難滿足工況要求。

內(nèi)漏

由于多相流中含有高濃度的固體顆粒，在流體的加速作用下，顆粒會(huì)持續(xù)沖擊固體壁面，導(dǎo)致閥芯和緩沖罐底部區(qū)域出現(xiàn)嚴(yán)重的磨損，最后造成閥門內(nèi)漏，密封失效。目前，高壓黑水閥門的壽命僅為4~6個(gè)月，且緩沖罐底部的減薄十分嚴(yán)重，裝置的運(yùn)行和檢維修成本很高。

閥體穿孔

在黑水處理系統(tǒng)中，多使用角閥，然而介質(zhì)在閥腔拐點(diǎn)和出口縮徑處流速高，黑水中的硬質(zhì)懸浮固體顆粒對閥腔造成嚴(yán)重的沖蝕破壞。出口法蘭與管道筒體連接處內(nèi)壁厚度不均勻，而該結(jié)構(gòu)在鑄造時(shí)很容易引起厚度突變，容易產(chǎn)生砂眼和裂紋等缺陷，在該惡劣的工況下，閥體容易出現(xiàn)穿孔。

陶瓷閥門的應(yīng)用優(yōu)勢

陶瓷材料優(yōu)勢

材料硬度

結(jié)構(gòu)陶瓷具有良好的抗磨耗性和較低的動(dòng)、靜摩擦系數(shù)，因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)致密且硬度高，不容易在常溫下發(fā)生塑性變形。他的硬度通常都高于工業(yè)上的常用合金材料，近年來，陶瓷材料在工業(yè)行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。

耐磨性

陶瓷材料突出的優(yōu)點(diǎn)之一就是耐磨性，將陶瓷作為耐磨材料是耐磨技術(shù)的發(fā)展趨勢但是陶瓷的抗沖蝕性能不僅與組分及純度有關(guān)，也與其制備工藝密切相關(guān)。例如：純度為99%的氧化鋁陶瓷的耐磨性比95%~98%的氧化鋁陶瓷高1.5倍，比純度為70%的氧化鋁陶瓷高10倍。因此，在沖蝕磨損條件下選用陶瓷材料時(shí)，應(yīng)選擇高致密度和高純的陶瓷。

有實(shí)驗(yàn)表明，在相同的沖蝕條件下，結(jié)構(gòu)陶瓷的抗沖蝕磨損能力比鎢鉻鈷合金高2~10倍。

材料韌性

陶瓷是脆性材料，彎曲或拉伸時(shí)，裂紋一旦產(chǎn)生，易斷裂。陶瓷的高溫力學(xué)性能、抗化學(xué)侵蝕能力、耐磨性、電絕緣性等均優(yōu)于金屬材料，但其脆性限制了它的使用。

目前改善陶瓷材料脆性、增加韌性的方法有以下幾種：

通過晶須或纖維增韌；異相彌散強(qiáng)化增韌；氧化鋯相變增韌；顯微結(jié)構(gòu)增韌；表面強(qiáng)化增韌；復(fù)合增韌。

耐腐蝕性

材料的腐蝕可以分為化學(xué)腐蝕和物理復(fù)試，結(jié)構(gòu)陶瓷的耐腐蝕性表現(xiàn)在高溫時(shí)不會(huì)被氧化，可在高溫下連續(xù)工作上小時(shí)不會(huì)損壞，幾乎可以耐受除氫氟酸以外的無機(jī)酸的腐蝕。而且，許多陶瓷材料能夠抵抗熔融金屬的高溫侵蝕，成為熔煉各種金屬材料的坩堝材料。

陶瓷材料的腐蝕行為相對于金屬材料雖然輕得多，因此，在很多惡劣的腐蝕工況中，常常會(huì)選用以陶瓷為材料的工業(yè)設(shè)備。

陶瓷閥門結(jié)構(gòu)優(yōu)勢

陶瓷球閥

陶瓷球閥的結(jié)構(gòu)與普通金屬球閥相同，但閥球和閥座的材料被結(jié)構(gòu)陶瓷材料所代替。由于陶瓷材料具有良好的*性，陶瓷閥門在腐蝕磨損方面可以替代普通的金屬閥門。閥球與閥座之間密封保證了陶瓷閥門的密封性能。

在高腐蝕和強(qiáng)腐蝕的介質(zhì)中，閥內(nèi)件承受的腐蝕和沖擊，將陶瓷材料作為閥內(nèi)件，就可以很好地避免閥內(nèi)件的腐蝕與磨損，并且，使得介質(zhì)不會(huì)與閥體直接接觸，有效的延長了閥門的使用壽命。

切斷閥

對于切斷閥，其流道與球芯多為O型，對流體進(jìn)行開關(guān)控制，氣動(dòng)型陶瓷球閥由限位器、電磁閥、過濾減壓閥、陶瓷球閥、氣路等構(gòu)成。

進(jìn)口陶瓷開關(guān)球閥，O型球芯與閥座密封面粗造度可以達(dá)到小于0.1μm，陶瓷球芯與閥座之間密封等級(jí)可以實(shí)現(xiàn)高于金屬球閥。另外，陶瓷球芯與閥座有自研磨性，啟閉扭矩小，高抗腐蝕性能等優(yōu)點(diǎn)。內(nèi)襯陶瓷流道與閥體之間的金屬部分隔離，針對應(yīng)用腐蝕性與純度要求高的介質(zhì)工況等，具有良好的表現(xiàn)。

黑水耐磨O型切斷閥產(chǎn)品介紹：

黑水耐磨O型切斷閥采用新型系列AT型系列氣動(dòng)執(zhí)行器，有雙作用式和單作用式（彈簧復(fù)位），齒輪齒條傳動(dòng)，安全可靠；大口徑閥門采用系列AW型和G型氣動(dòng)執(zhí)行器拔叉式傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)合理，輸出扭矩大，有雙作用式和單作用式。

1、齒輪式雙活塞，輸出力矩大，體積小。

2、氣缸選用鋁金材料，重量輕、外形美觀。

3、可在頂部、底部安裝手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)。

4、齒條式連接可調(diào)節(jié)開啟角度、額定流量。

5、執(zhí)行器可選帶電訊號(hào)反饋指示及各類附件以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。

6、IS05211標(biāo)準(zhǔn)連接為產(chǎn)品的安裝更換提供了方便。

7、兩端調(diào)的節(jié)螺釘可使標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品在0°和90°有±4°的可調(diào)范圍。確保與閥門的同步精度。

黑水耐磨O型切斷閥附件的選項(xiàng)
根據(jù)不同控制和要求可選擇下列附件：

切斷型附件：單電控電磁閥、雙電控電磁閥、限位開關(guān)回訊器。

調(diào)節(jié)型附件：電氣定位器、氣動(dòng)定位器、電氣轉(zhuǎn)換器。

氣源處理附件：空氣過濾減壓閥、氣源處理三聯(lián)件。

手動(dòng)機(jī)構(gòu)：HVSD手操機(jī)構(gòu)

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

1、設(shè)計(jì)與制造：GB12237-89、API608、API 6D、JPI 7S-48、BS5351、DIN3357。

2、法蘭尺寸：JB/T74～90（JB74～90）、GB9112～9131、HGJ44～76、SH3406、ANSI B16.5、JIS B2212～2214、NF E29-211、DIN2543。

3、結(jié)構(gòu)長度：GB12221-89、ANSI B16.10、JIS B2002、NF E29-305、DIN3202。
4、檢驗(yàn)主試驗(yàn)：JB/T 9092、API 598。

氣動(dòng)球閥性能規(guī)范

氣動(dòng)球閥安裝尺寸表