加氢裂化装置高压阀门的特点与选用.docx

加氢裂化装置高压阀门的特点与 加氢裂化装置高压阀门的特点与选用 沈红杰 (中国石化有限股份公司上海高桥分公司 ,上海 200137) 摘要 :针对加氢裂化装置高压阀门使用特点 ,通过对阀门设计制造中具体问题的探讨 (如阀体锻造和铸造 关系 、阀体材料选择 、密封面 Stellite 6 与 Stellite 21 区别 、压力自密封 、合理填料密封结构 、加氢裂化阀门阀杆材 料等) 以及提升式轨道球阀的特殊结构与要求的介绍 ,提出了加氢裂化装置高压阀门的选用要求与质量控制 要点 。 关键词 :加氢裂化 高压阀门 阀体 阀杆 中图分类号 : TE624. 432 文献标识码 :B 密封面 文章编号 :1007 - 015X(2004) 03 - 0045 - 05 1 加氢裂化装置高压阀门特点 加氢裂化工艺具有高压 、高温和临氢 ( 并含有 硫化氢) 特点 ,其压力一般为 14～20MPa ,在反应系 统温度高达 400 ℃左右 。 目前国内生产的加氢裂化高压阀门在工程使 用中主要存在以下问题 :阀体泄漏 (铸造阀体砂眼 、 裂纹等) 、阀门密封面内漏 、填料函密封泄漏 、阀盖 与阀体连接处泄漏及阀杆断裂等 。国外制造的优 质阀门因采取合理的结构设计 、制造工艺和材料选 择等措施 ,则较好地解决了上述问题 。 铸造工艺是影响材料性能的关键因素 ,它涉及 到了铸模材料选择 、木模外形设计 、浇铸温度控制 和浇铸方法选择等方面 。总之 ,有利于改善铸件质 量的工艺如精密铸造 、压力铸造和真空浇铸等应作 为阀门制造厂今后的发展方向 。 焊补是处理铸件缺陷的一种补救措施 。但每 个阀门的焊补数量 、焊补面积和焊补次数等应有限 制 ,否则会导致材料的综合性能下降 。目前 ,加氢 裂化高温 、高压 、临氢阀门一般不允许承压部件采 用焊补 。 2 阀体锻造和铸造1 ～2 阀门承压部件的制造方法有铸造和锻造两种 。 锻造阀体晶粒组织均匀 ,不存在气孔 、疏松 、大 尺寸圆形夹杂 、柱状组织等缺陷 ,而且金属致密 ,综 合机械性能好 ,应力集中区域材料呈流线型 ,抗高 温蠕变 、疲劳能力高 ,因此锻造是制造加氢裂化高 压临氢阀门承压部件的理想方法 。但大多数承压 部件的外形比较 复 杂 , 故 国 外 大 多 数 阀 门 厂 对 于 DN 100mm 阀门的主要承压部件仍采用铸件 。 不锈钢 321 材料只有锻造材料标准 ,而无铸造 材料标准 。为了保证铸件质量 ,应从冶炼 、铸造工 艺和焊补 3 个主要方面进行控制 。目前国内阀门 厂普遍采用电炉冶炼 ,而国外大多数阀门厂则采用 VOD 或 AOD 冶炼方法 。VOD/ AOD 与电炉冶炼相 比 ,其有益合金元素烧损少 ,材料成分更容易接近 理想状态 ,而且脱气性好 ,有害杂质元素少 ,故获得 材料品质也就比较高 。 3 阀体材料的选择 阀体是阀门主要承压部件 ,在加氢裂化装置中 低温部位选择碳钢阀体 ,高温 、临氢 ( 和硫化氢) 部 位一般选用 347 不锈钢 。 3 . 1 WCB 与 WCC 目前碳钢铸件阀体常用 WCB 和 WCC ( 其化学 成分和机械性能见表 1) ,它们都属于 ASTMA216 标 准 ,WCC 的碳含量比 WCB 稍低 。在 750 υ ( 399 ℃) 以下 ,WCC 许用应力比 WCB 稍高 ,在 750～1000 υ (399～538 ℃) 间两者许用应力相同 。加氢裂化阀 门采购中 ,如对 WCB 阀体与管道采用焊接连接时 , 规定碳含量在 0 . 25 %以下 。通过碳含量和相应的 收稿日期 :2004 - 02 - 24 。 沈红杰 ( 1972 - ) , 男 , 1998 年毕业于西安交通大学焊接专 业 ,获硕士学位 ,工程师 。现从事润滑油加氢设备技术管理 工作 ,已发表论文 3 篇 。 ·46 ·石油化工腐蚀与防护第 21 卷焊后热 处 理 , 确 保 阀 体 硬 度 小 于 22 HRC1 以 满 足NACE MR0175 - 94 标准中防止湿硫化氢应力腐蚀 开裂的规定 。ASTM A216 标准中 : 对 WCB 和 WCC阀体任何焊接修理后 ,应进行消除应力处理或焊后热处理 ,也是基于上述原因 ·46 · 石油化工腐蚀与防护 第 21 卷 焊后热 处 理 , 确 保 阀 体 硬 度 小 于 22 HRC1 以 满 足 NACE MR0175 - 94 标准中防止湿硫化氢应力腐蚀 开裂的规定 。ASTM A216 标准中 : 对 WCB 和 WCC 阀体任何焊接修理后 ,应进行消除应力处理或焊后 热处理 ,也是基于上述原因 。 表 1 WCB 和 WCC 化学成分和机械性能 化学