LNG低溫截止閥使用工況特殊,過流介質具有超低溫、氣液膨脹比大、易燃易爆等特點,因此LNG低溫截止閥必須(xu)具備密(mi)封(feng)性(xing)能好,使用(yong)壽(shou)(shou)命長等優點。LNG低溫截止閥通過閥體和(he)(he)閥芯錐形密(mi)封(feng)面形成的(de)密(mi)封(feng)副實現(xian)密(mi)封(feng),采用(yong)合理的(de)手工研磨(mo)工藝對密(mi)封(feng)面進行研磨(mo),能夠(gou)保證密(mi)封(feng)性(xing)能和(he)(he)使用(yong)壽(shou)(shou)命。
LNG低溫截止閥密封面手工研磨工藝研究
包彥平,張玉(yu)峰,劉曉東
(1.中國石(shi)油渤海裝備(bei)蘭(lan)州石(shi)油化(hua)工機械廠,廿肅(su)蘭(lan)州730060)
(2.廿肅省煉(lian)化特種裝備工程技(ji)術(shu)研究中心(xin),廿肅蘭州730060)
摘要:LNG低溫截比閥密封面的研磨質量直接影響閥門的(de)密(mi)封(feng)(feng)性能和使(shi)用(yong)壽命(ming)。本文研(yan)究了影響密(mi)封(feng)(feng)面(mian)(mian)研(yan)磨(mo)質(zhi)量的(de)多種(zhong)因(yin)素,重點介紹了如何采用(yong)合理的(de)手工研(yan)磨(mo)工藝,研(yan)磨(mo)高質(zhi)量LNG低溫截比閥密(mi)封(feng)(feng)面(mian)(mian)的(de)方法。
關鍵詞:LNG低(di)溫截比(bi)閥:密封(feng)而:手工(gong)研(yan)磨:工(gong)藝研(yan)究
LNG低溫截止閥使(shi)用(yong)(yong)工況(kuang)特殊,過流介質具(ju)有超(chao)低(di)溫、氣液膨脹比(bi)大、易燃易爆(bao)等特點,因此LNG低(di)溫截止閥(fa)必須具(ju)備密封(feng)性(xing)能(neng)好(hao),使(shi)用(yong)(yong)壽(shou)命(ming)長等優點。LNG低(di)溫截止閥(fa)通過閥(fa)體和閥(fa)芯(xin)錐形密封(feng)面形成的密封(feng)副實現(xian)密封(feng),采(cai)用(yong)(yong)合理的手工研磨(mo)(mo)工藝(yi)對(dui)密封(feng)面進行研磨(mo)(mo),能(neng)夠(gou)保證密封(feng)性(xing)能(neng)和使(shi)用(yong)(yong)壽(shou)命(ming)。
1 LNG低溫截(jie)止閥(fa)密封面的手(shou)工研磨
1.1研磨的特點
研磨具有(you)以下(xia)特點:
(1) 研磨是在良好的預加工(gong)(gong)基礎(chu)上進行的,加工(gong)(gong)余量小;
(2) 研(yan)磨(mo)過程中工件與研(yan)具的(de)(de)接觸是隨機(ji)的(de)(de),可使(shi)高(gao)點相互修(xiu)整(zheng),容(rong)易修(xiu)正精度,且降(jiang)低表面粗糙度效果明顯;
(3) 不需要復雜和高精度(du)設備,研磨(mo)裝置簡單,方(fang)法簡便可(ke)靠,質量容易保證;
(4) 經研磨(mo)后的(de)(de)零件(jian)能提高表面的(de)(de)耐磨(mo)性(xing)、抗腐(fu)蝕能力(li)及疲(pi)勞強度(du),延長了零件(jian)的(de)(de)使用壽(shou)命。
1.2 影響(xiang)LNG低溫(wen)截(jie)止閥密封面研磨(mo)質量的因素
影響密(mi)封面研磨質量的因素(su)很多,主(zhu)要有以下方(fang)面:
密封(feng)面(mian)堆焊材(cai)料;密封(feng)面(mian)堆焊質量;密封(feng)面(mian)加工質量;研磨工裝(zhuang)的(de)設計;研具(ju)材(cai)料的(de)選擇(ze);
研(yan)磨(mo)膏的(de)選擇;研(yan)磨(mo)液的(de)配調;研(yan)磨(mo)方法。
1.2.1密封面堆(dui)焊材料
LNG低(di)(di)溫(wen)截止閥密(mi)封面(mian)堆焊材料(liao)應具有耐(nai)低(di)(di)溫(wen)、耐(nai)磨(mo)損、耐(nai)沖蝕、易(yi)堆焊、易(yi)加工、尺(chi)寸穩定(ding)性(xing)高等(deng)特點。經綜合考慮(lv),優先選擇司太立6號(hao)合金(STL6)。
1.2.2密封面堆焊質量
為(wei)了(le)達到理想的研磨(mo)(mo)及密(mi)封(feng)效果(guo),密(mi)封(feng)面(mian)堆(dui)焊(han)(han)后(hou)不應有裂紋、氣孔、硬點(dian)等缺陷。傳統的手工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝堆(dui)焊(han)(han)后(hou)容易產生硬點(dian),研磨(mo)(mo)時硬點(dian)無法消除,影(ying)響密(mi)封(feng)效果(guo)。通過采用先(xian)進的機器人(ren)堆(dui)焊(han)(han),堆(dui)焊(han)(han)后(hou)組織均(jun)勻、無缺陷,堆(dui)焊(han)(han)質(zhi)量較(jiao)為(wei)理想。
1.2.3密封面加工質量
密封面的加工質量直接影響研磨效率及研磨質量。加工質量包括密封面的尺寸精度、形位精度和粗糙度,采用數控機床并選用合適的刀具對密封面進行精加工,不僅能夠保證錐形密封面的
角度及形位精度,還能(neng)達到(dao)研磨(mo)前較為理(li)想的粗糙度Ra0.8。
1.2.4 研磨工(gong)裝的設計
研磨工裝的(de)設計應綜合考慮可操作(zuo)性、研磨效率、研磨質量等因素。
圖1研桿(左)與研套(右)
如(ru)圖1所示,研(yan)磨錐(zhui)形密(mi)封(feng)(feng)面(mian)(mian)需使用帶有錐(zhui)度(du)(du)的(de)(de)研(yan)桿(gan)或研(yan)套(tao)。研(yan)桿(gan)及研(yan)套(tao)的(de)(de)錐(zhui)度(du)(du)應與(yu)閥(fa)體(ti)密(mi)封(feng)(feng)面(mian)(mian)或閥(fa)芯密(mi)封(feng)(feng)面(mian)(mian)的(de)(de)錐(zhui)度(du)(du)一致。研(yan)桿(gan)及研(yan)套(tao)的(de)(de)錐(zhui)面(mian)(mian)上(shang)要開(kai)有螺(luo)旋(xuan)狀(zhuang)的(de)(de)淺槽,以積存多(duo)余的(de)(de)研(yan)磨劑。研(yan)磨截止(zhi)閥(fa)閥(fa)體(ti)時,由于密(mi)封(feng)(feng)錐(zhui)面(mian)(mian)太短,穩定性差,故(gu)通常在閥(fa)體(ti)中法(fa)蘭(lan)內(nei)止(zhi)口(kou)處(chu)增加一個導(dao)向(xiang)盤,使研(yan)桿(gan)保(bao)持平(ping)穩。研(yan)桿(gan)上(shang)端開(kai)孔,穿適(shi)當(dang)長度(du)(du)的(de)(de)轉動桿(gan),以便于操作。
1.2.5研具材料的選擇
在研(yan)磨加工中(zhong),對(dui)研(yan)具(ju)材(cai)料(liao)的要(yao)求有兩條:一(yi)是研(yan)具(ju)材(cai)料(liao)要(yao)容(rong)易嵌(qian)入磨粒;二是研(yan)具(ju)材(cai)料(liao)要(yao)能較長久地保(bao)持研(yan)具(ju)的幾何形狀精度。
為(wei)使磨(mo)粒能容易嵌入,研(yan)(yan)(yan)具材料(liao)(liao)應(ying)比工(gong)件材料(liao)(liao)軟,但不可太軟,否則磨(mo)粒會因大部(bu)分或(huo)全部(bu)嵌沒研(yan)(yan)(yan)具而(er)大大降(jiang)低或(huo)失去切削(xue)作用,且材料(liao)(liao)過(guo)軟也會使研(yan)(yan)(yan)具的(de)(de)(de)磨(mo)耗(hao)加快。為(wei)使研(yan)(yan)(yan)具不致因很快磨(mo)耗(hao)而(er)喪失其(qi)幾(ji)何形狀(zhuang)精度,研(yan)(yan)(yan)具材料(liao)(liao)應(ying)具有較好(hao)的(de)(de)(de)耐(nai)磨(mo)性(xing),且應(ying)組織均(jun)勻。組織均(jun)勻的(de)(de)(de)材料(liao)(liao)磨(mo)耗(hao)也較均(jun)勻,有利于保持研(yan)(yan)(yan)具的(de)(de)(de)幾(ji)何形狀(zhuang)精度。
灰鑄(zhu)鐵研(yan)(yan)具適合研(yan)(yan)磨各種金屬材料的密封面,它(ta)能獲得(de)較好的研(yan)(yan)磨質量(liang)和較高的生產(chan)率。
研磨(mo)截止閥硬質合(he)金(jin)密封面時,研具的材料一般采用HB 150一190的灰鑄(zhu)(zhu)鐵,選(xuan)用牌號為HT150的灰鑄(zhu)(zhu)鐵材質。
1.2.6研磨(mo)膏的選擇
研(yan)(yan)磨膏(gao)用(yong)研(yan)(yan)磨粉加入粘(zhan)結劑(ji)和潤滑劑(ji)調制而(er)成。LNG低溫截止(zhi)閥密封面堆焊STL6材料(liao)屬硬質合(he)金(jin)類,因此可(ke)選用(yong)碳化物系或金(jin)剛石系研(yan)(yan)磨膏(gao)。根據研(yan)(yan)磨過程(cheng)選擇合(he)適粒度的研(yan)(yan)磨膏(gao)。研(yan)(yan)磨膏(gao)的粒度粗細(xi)可(ke)按表1的規定選取
1.2.7研磨液的配調
為了提高研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)效(xiao)率和研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)質量,研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)時還(huan)需加入適量的研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)液。粗研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)時,可選用煤油(you)作為研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)液,半精研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)、精研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)時,可以用一(yi)份(fen)機油(you)和三份(fen)煤油(you)配調使用作為研(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)(mo)液。
1.2.8研磨方(fang)法
因(yin)LNG低(di)溫截止閥(fa)密(mi)封要求(qiu)高,因(yin)此研磨LNG低(di)溫截止閥(fa)密(mi)封面可(ke)分(fen)兩步進行:
(1) 用研具分(fen)別對閥體和(he)閥芯密封面進行單獨研磨(mo);
(2) 閥體和閥芯進行(xing)配研。
(1)單(dan)獨研(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)。如圖2所示,單(dan)獨研(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)閥(fa)(fa)體密封面(mian)和(he)閥(fa)(fa)芯密封面(mian)時,先在(zai)擦(ca)凈的(de)(de)研(yan)(yan)(yan)(yan)具上(shang)均勻地涂(tu)上(shang)一(yi)(yi)層(ceng)研(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)膏(gao)(gao),并(bing)滴(di)上(shang)適量的(de)(de)研(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)液,使研(yan)(yan)(yan)(yan)具與(yu)被研(yan)(yan)(yan)(yan)工(gong)件密封面(mian)接觸后,輕輕用手壓并(bing)旋轉研(yan)(yan)(yan)(yan)具,旋轉3~4周后,可將研(yan)(yan)(yan)(yan)具拔出一(yi)(yi)些,改變圓(yuan)周位置(zhi)后再進行研(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)。在(zai)研(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)過程中應經(jing)常更換(huan)新的(de)(de)研(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)膏(gao)(gao)和(he)研(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)液,更換(huan)前必須清理干(gan)凈研(yan)(yan)(yan)(yan)具和(he)工(gong)件上(shang)殘留的(de)(de)研(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)膏(gao)(gao)及雜質。根據被研(yan)(yan)(yan)(yan)密封面(mian)精度(du)及粗糙度(du)的(de)(de)變化,依次選用合適粒度(du)的(de)(de)研(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)膏(gao)(gao)和(he)研(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)液對(dui)密封面(mian)進行粗研(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)、半精研(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo)和(he)精研(yan)(yan)(yan)(yan)磨(mo)(mo),直到(dao)(dao)表面(mian)粗糙度(du)達到(dao)(dao)Ra0.1以下。
圖2 閥體密封而的(de)研磨(mo)(左)與閥芯(xin)密封而的(de)研磨(mo)(右)
(2)配(pei)研(yan)。對經(jing)過單獨研(yan)磨(mo)后的閥(fa)體(ti)(ti)和(he)閥(fa)芯(xin)進(jin)行配(pei)研(yan),一是(shi)可以檢驗單獨研(yan)磨(mo)的效(xiao)果(guo)是(shi)否理想,二是(shi)可以對閥(fa)體(ti)(ti)和(he)閥(fa)芯(xin)密(mi)封(feng)面的形狀和(he)角度進(jin)行細(xi)微修(xiu)正。配(pei)研(yan)時,將(jiang)閥(fa)體(ti)(ti)與(yu)閥(fa)芯(xin)密(mi)封(feng)面用較細(xi)研(yan)磨(mo)膏輕輕對研(yan),用紅(hong)丹(dan)粉(fen)檢測(ce)密(mi)封(feng)面表面貼合(he)度,直(zhi)到(dao)表面貼合(he)度達到(dao)90%以上(shang)方可停(ting)止研(yan)磨(mo)。
研(yan)磨過程中,由于研(yan)磨方法不當等原因,密封面會出現很多(duo)問(wen)題(ti),問(wen)題(ti)原因及防止措施見表(biao)2。
2 結(jie)語
本手工研磨工藝針對LNG低溫截止(zhi)閥的特(te)點,具有投資小(xiao)、易操作(zuo)、研磨效(xiao)果好等優點,非常(chang)適合小(xiao)批量生產LNG