鈦以其良好的機(jī)械性能及優(yōu)異的耐蝕性，廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥衛(wèi)生，制鹽、氯堿、航空等領(lǐng)城。在化工方面主要用作壓力容器，輸送管線及泵閥。其中鐵制固定式球閥，以其良好的密封性，優(yōu)異的耐蝕性能及適應(yīng)高的工作壓力等特點，廣泛應(yīng)用于石油、化工行業(yè)。目前，國內(nèi)沒有固定式鈦球閥，只有浮動式鈦球悶，在世界上只有美國、德國、日本等少數(shù)國家可以生產(chǎn)固定式鈦球閥，為了滿足石化行業(yè)使用工作壓力高、密封性好、具有良好的耐蝕性等要求，拓寬鈦材的使用范圍，進(jìn)行了固定式鈦球閥的設(shè)計與研制．研制出了DN80，DN50，DN40，DN25，且使用壓力高達(dá) 9.8MPa 的固定式鈦球閥，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，為批量生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)，為大型石化企業(yè)耐腐蝕設(shè)備的國產(chǎn)化改造提供了技術(shù)及物質(zhì)保證。

    本文闡述固定式鈦球閥的設(shè)計計算過程，主要研制工藝及其特點。

    1 設(shè)計與研制

    1.1 設(shè)計計算

    1.1.1 設(shè)計技術(shù)參數(shù)

    工作介質(zhì)：醋酸；

    使用溫度：225℃；

    設(shè)計壓力：9.8MPa；

    公稱通徑：80mm。

    1.1.2 材料選擇

    根據(jù)使用溫度及醋酸的濃度，查知鈦的腐蝕率為＜0.127mm/a，和耐蝕不銹鋼及其它有色金屬相比，選擇 TA2即符合使用條件；根據(jù)使用的工作壓力，為了保證其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，選擇TA2鍛造件；根據(jù)使用溫度、工作壓力，選擇柔性石墨和浸銻石墨做密封材料。

    1.1.3 設(shè)計計算

    （1）閥體壁厚的設(shè)計

    采用公式：SB=DN(K0-1)/s＋C，計算結(jié)果為16mm

    （2）閥蓋與閥體之間聯(lián)接螺栓的選擇

    根據(jù)使用壓力，選擇1Cr18Ni9Ti螺栓，選取M30mm×55mm的螺栓8個即可滿足強(qiáng)度要求。

    根據(jù)公式算得進(jìn)、出口法蘭蓋與閥體之間連接螺栓用M30mm×45mm的1Cr18Ni9Ti螺栓8個，即可滿足強(qiáng)度要求。

    1.2 技術(shù)關(guān)鍵

    由于使用壓力高達(dá)9.8MPa，因此，密封及承壓是技術(shù)關(guān)鍵，在研制過程中，采用了3項措施，解決了這一關(guān)鍵技術(shù)問題。

    ① 保證球體與上下球桿的同軸度；

    ② 保證上下球桿與Φ80mm通孔的垂直度；

    ③ 保證球面粗糙度。

    通過設(shè)計專門的工裝胎具及加工與密封工藝，達(dá)到了密封與承壓目標(biāo)，一次試較成功。

    1.3 結(jié)構(gòu)特點

    鈦制固定式與浮動式球閥相比具有以下3個特點。

    （1）在密封原理上，采用后密封。

    （2）適用于高壓、粘稠液體。

    普通的浮動式鈦球閥在高壓時不可靠，在介質(zhì)為粘稠液體時，球與密封環(huán)之間微小的浮動間隙易造成堵塞，從而使閥門啟閉困難或失去密封作用。而采用固定式鈦球閥，因使用了彈簧，使密封環(huán)與球體始終保持緊密接觸，利用高壓介質(zhì)達(dá)到良好密封的效果。

    （3）采用線密封

    普通浮動式鈦球閥的球體與密封環(huán)之間為球面密封，其單位面積上的密封比壓小，且在高壓時，微觀面上的凸凹點易引起泄漏，達(dá)不到密封要求。而固定式鈦球閥其球體與密封環(huán)之間采用線密封，增加了單位面積的密封比壓，且壓力越高，密封的效果越好，從而保證了高壓工作的可靠性。

    2 結(jié)論

    （1）設(shè)計研制的固定式高壓鈦球閥，滿足了石化工業(yè)的需要，使用情況良好。

    （2）固定式高壓鈦球閥具有高壓使用可靠、密封良好等特點。

    （3）設(shè)計研制的固定式高壓鈦球閥，在技術(shù)水平上屬國內(nèi)領(lǐng)先，且達(dá)到了國際同類產(chǎn)品水平。