上海申弘閥門有限公司
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1 化工醋酸裝置鋯合金旋塞閥設(shè)計(jì)選型總則
1.1 本技術(shù)要求適用于醋酸裝置工藝手閥旋塞閥的設(shè)計(jì)、制造、供貨范圍、檢驗(yàn)與試驗(yàn)、性能保證、資料交付、技術(shù)服務(wù)等方面的技術(shù)要求。
1.2 賣方要充分了解旋塞閥的使用工況和應(yīng)用環(huán)境，并對(duì)閥門的選型，設(shè)計(jì)、制造負(fù)有的責(zé)任，由于技術(shù)不能滿足和選型不當(dāng)造成的一切后果全部由賣方負(fù)責(zé)。鋯材閥門制造工藝研究工作主要有材料的加工刀具及加工參數(shù)和補(bǔ)焊方法確定、制造過程中防污染措施、裝配方法確定。
1）鋯及鋯合金加工具有硬化傾向明顯、切削時(shí)易發(fā)火的特點(diǎn)。經(jīng)過對(duì)刀具材料、刀具參數(shù)、切削參數(shù)、磨削材料以及磨削參數(shù)進(jìn)行的試驗(yàn)與篩選，選擇硬質(zhì)合金刀具、用慢速、大進(jìn)給量，同時(shí)采用充足的冷卻劑和潤滑劑，可以在加工表面質(zhì)量和效率上取得了較為理想的效果。磨削時(shí)磨輪采用碳化硅砂輪。鋯屑鋯粉因鋯燃點(diǎn)低而易自燃，因此切屑宜儲(chǔ)存在盛水的容器中，以免著火。
2）鐵污染控制。鋯與鈦類似，產(chǎn)品在制造過程中，其表面易受鐵污染，與腐蝕介質(zhì)接觸時(shí)會(huì)造成電偶腐蝕，易導(dǎo)致鋯陰極析氫與鋯氫脆。因此，鋯制品在制造過程中應(yīng)避免鐵污染，或者最后進(jìn)行化學(xué)鈍化處理或陽極化處理以消除鐵污染。鋯材閥門通常在制造過程中避免鐵污染，采取使用專用量刃具、專用周轉(zhuǎn)箱、潔凈的壓力試驗(yàn)介質(zhì)、最終整臺(tái)閥門使用超聲波清洗機(jī)清洗，采用菲洛林溶液檢測鐵離子。
3）密封卡套多級(jí)鑲配工藝。密封卡套是旋塞閥的主密封元件，它與塞體形成通道密封和通向閥門內(nèi)上部腔體的首道密封，需要牢固安裝在閥體內(nèi)并保持良好的彈性來進(jìn)行密封。采用專用工裝和加熱－壓制循環(huán)工藝，與一次性壓裝相比，多次熱壓使得卡套充分冷流，在有效保持PTFE及其基材所制卡套彈性的同時(shí)冷流部分較為飽滿地嵌入閥體凹槽等固定部位并與閥體上預(yù)設(shè)的環(huán)形密封帶貼合緊密，形成良好密封和固定，保證了卡套在工況下的密封效果和使用壽命。
在卡套經(jīng)長期使用或受到意外損傷而喪失密封能力需要更換時(shí)，使用該工藝重新鑲配密封卡套維護(hù)后的閥門具有與新閥門同等的密封性能，大大節(jié)約了資金，并縮短了因更換整臺(tái)閥門造成的長周期。
三、化工醋酸裝置鋯合金旋塞閥設(shè)計(jì)選型產(chǎn)品檢測與驗(yàn)證
1.出廠檢測與驗(yàn)證
在閥體完成機(jī)加工鑲裝密封卡套之前進(jìn)行1.5倍公稱壓力的強(qiáng)度試驗(yàn)，對(duì)成品整機(jī)按API599進(jìn)行常溫強(qiáng)度試驗(yàn)、低壓密封試驗(yàn)、高壓密封試驗(yàn)等常規(guī)檢測，進(jìn)行了常溫啟閉動(dòng)作及密封性測試?？紤]到工況壓力溫度較高，對(duì)整機(jī)進(jìn)行了高溫密封性測試、溫度交變密封性測試，完成了其可靠性和模擬工況性能的驗(yàn)證。
2.工業(yè)化考核
經(jīng)過上述設(shè)計(jì)、制造、檢測和驗(yàn)證的兩個(gè)規(guī)格型號(hào)鋯材閥門于在國內(nèi)某兩家化工有限公司進(jìn)行工業(yè)考核，運(yùn)行6個(gè)月后狀況良好，至今尚在使用。
該產(chǎn)品針對(duì)醋酸工藝要求優(yōu)化開發(fā)，和進(jìn)口閥相比，性能指標(biāo)相當(dāng)，特別是在使用的可靠性和經(jīng)濟(jì)性上，應(yīng)該說是更具有針對(duì)性和實(shí)用性的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。
通過一系列的試驗(yàn)、理論研究和實(shí)踐驗(yàn)證，解決了熔煉鑄造工藝技術(shù)，通過設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與標(biāo)準(zhǔn)的制定、針對(duì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)改進(jìn)、加工制造工藝技術(shù)研究國內(nèi)鋯材閥門產(chǎn)品理論研究與制造的空白。經(jīng)過工業(yè)應(yīng)用實(shí)踐證明，鋯材閥門的國產(chǎn)化研制與開發(fā)是成功的。
1.3 供方應(yīng)保證計(jì)算和選型的正確性，保證所有材料、壓力等級(jí)和性能符合技術(shù)協(xié)議及設(shè)計(jì)規(guī)格書的要求
1.4 賣方負(fù)責(zé)在現(xiàn)場（陜西延長石油榆林煤化有限公司）進(jìn)行貨物的開箱驗(yàn)收、安裝指導(dǎo)、調(diào)試、性能測試等工作。
1.5 在合同執(zhí)行過程中，如果技術(shù)參數(shù)發(fā)生變更，賣方應(yīng)作相應(yīng)修改，也有義務(wù)根據(jù)買方技術(shù)要求提出更合適的改進(jìn)方案并提交用戶確認(rèn)后實(shí)施。
1.6 本技術(shù)要求要求，賣方所提供的產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)至少滿足但不僅限于本技術(shù)要求的條款及相關(guān)引用文件的規(guī)定。
1.7 賣方投標(biāo)時(shí)必須提供在醋酸裝置上的特材閥（鋯材）應(yīng)用業(yè)績。
1.8 如生產(chǎn)商不參加投標(biāo)，投標(biāo)方必須提供生產(chǎn)商出具的有效授權(quán)書。
1.9 技術(shù)和售后服務(wù)由生產(chǎn)商負(fù)責(zé)。
1.10 其他未盡事宜雙方協(xié)商解決。
2 化工醋酸裝置鋯合金旋塞閥設(shè)計(jì)選型標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范
2.1 旋塞閥的設(shè)計(jì)與制造應(yīng)不低于下面列出的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的最新版本。如果幾種
規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)適用于同一情況，則應(yīng)遵循最為嚴(yán)格的規(guī)范。若規(guī)格書與相關(guān)的規(guī)范
和標(biāo)準(zhǔn)有沖突，按照通用最新標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
ISO9001 閥門質(zhì)保體系
HG/T20615～20635 鋼制管法蘭、墊片、緊固件
API1599 法蘭端 螺紋端和焊接端金屬旋塞閥球閥
API598 閥門實(shí)驗(yàn)與檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
API RP 550 煉油廠儀表安裝手冊
ASTMB752 鋯與鋯合金鑄件
ASTMB493 鋯與鋯合金鍛件
ANSI B16.10 閥門的結(jié)構(gòu)長度標(biāo)準(zhǔn)
API 6D 管線用閥門設(shè)計(jì)和測試標(biāo)準(zhǔn)
ASME/ANSI B16.104/FCI 70-2 閥門泄漏等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
IEC 79-0-1 part1 電氣設(shè)備耐壓防爆密封結(jié)構(gòu)和試驗(yàn)
GB 4208 外殼防護(hù)等級(jí)（IP 代碼）
GB3836 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備
GB50058 爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范
化工醋酸裝置鋯合金旋塞閥設(shè)計(jì)選型產(chǎn)品特點(diǎn)
鋯旋塞閥選用的材料鋯屬于稀有金屬，價(jià)格相對(duì)昂貴，但由于其的物理和化學(xué)耐蝕性，在核工業(yè)、航天、航空和民用化工工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用有著不可替代和優(yōu)異的性價(jià)比被廣泛應(yīng)用于特殊的苛刻工藝管線控制，保證工藝管線安全長久、穩(wěn)定可靠運(yùn)行。特別是抗穩(wěn)定100℃以上的還原性鹽酸和硫酸，磷酸、醋酸，有著其它材料如鈦合金、鎳及鎳合金等的優(yōu)異抗蝕性，的鋯旋塞閥的耐蝕性比鎳合金高一個(gè)到幾個(gè)數(shù)量等級(jí)，被廣泛用于苛刻腐蝕工況。
鋯旋塞閥特點(diǎn)：
1.鋯旋塞閥閥體進(jìn)出口端窗口設(shè)計(jì)為雙道溝槽密封環(huán)結(jié)構(gòu)，旋塞在旋轉(zhuǎn)過程中，其密封副間的密封比壓在逐漸變化，直至到達(dá)全開或全開位置時(shí)，產(chǎn)生足夠的密封比壓，密封副達(dá)到零泄漏。
2.雙溝槽密封環(huán)，既可以使軟密封襯套，穩(wěn)固的在閥體內(nèi)不產(chǎn)生遷移，也可吸收由于溫差變化引起襯套產(chǎn)生的微量變形，同時(shí)襯套與旋塞之間產(chǎn)生有力的擠壓作用，以提高了密封面的使用壽命。
3.鋯旋塞閥塞軸上部采用一個(gè)的PTFE（或增強(qiáng)PTFE）膜片和楔形墊與調(diào)節(jié)墊片組合，既可調(diào)整密封面的密封比壓，使塞子轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，又可能保證進(jìn)出口端和中法蘭連接端的密封。
4.PTFE密封襯套，可根據(jù)使用溫度和工作介質(zhì)采用不同的填充物，潤滑好、壽命長。
5.鋯旋塞閥閥體中腔進(jìn)、出口金屬唇邊在旋塞轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，有刮掃作用，同時(shí)閥門沒有空腔給介質(zhì)積聚，特別適合粘稠、易結(jié)垢、結(jié)晶工況。
化工醋酸裝置鋯合金旋塞閥設(shè)計(jì)選型規(guī)格參數(shù)
壓力等級(jí)：PN1.0-10.0MPa CLASS150-600Lb
公稱通徑：DN15-DN300 1/2"-12"
驅(qū)動(dòng)方式：手動(dòng)、蝸輪、氣動(dòng)、電動(dòng)
相對(duì)應(yīng)的型號(hào)： X43F-10Zr、X43F-16Zr、X43W-25Zr、X43W-40Zr、X43W-64Zr、X43W-100Zr、X43F-150LB(Zr)、X43F-300LB(Zr)、X43F-600LB(Zr)、X343F-10Zr、X343F-16Zr、X343W-25Zr、X343W-40Zr、X343W-64Zr、X343W-100Zr、X343F-150LB(Zr)、X343F-300LB(Zr)、X343F-600LB(Zr)、X43F-10Zr、X43F-16Zr、X43W-25Zr、X43W-40Zr、X43W-64Zr、X43W-100Zr、X43F-150LB(Zr)、X43F- 300LB(Zr)、X43F-600LB(Zr)、X343F-10Zr、X343F-16Zr、X343W-25Zr、X343W-40Zr、X343W-64Zr、X343W-100Zr、X343F-150LB(Zr)、X343F-300LB(Zr)、X343F-600LB(Zr)
適用介質(zhì)：強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)。
技術(shù)規(guī)范
設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T12240、API599
結(jié)構(gòu)長度：GB/T12221、ASME B16.10
連接法蘭：HG、GB、JB、API、ANSI、ISO、BS、DIN、NF、JIS
試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：JB/T9092、GB/T13927、API598
主體材料
閥體、旋塞：Zirconium 702 、Zirconium 705
密封襯套：PTFE、RPTFE、PPL
3 化工醋酸裝置鋯合金旋塞閥設(shè)計(jì)選型氣象條件
3.1 氣溫最高氣溫 38℃氣溫 -30℃
3.2 相對(duì)濕度年平均相對(duì)濕度 36% ~ 54%
3.3 氣壓年平均氣壓 91.0kPa
4 化工醋酸裝置鋯合金旋塞閥設(shè)計(jì)選型技術(shù)要求
4.1 賣方提供的閥除滿足本文本所附的《閥門數(shù)據(jù)表》所載明的要求外，還應(yīng)滿足以下要求：
4.1.1 所有閥門及附件等不得提供轉(zhuǎn)包和貼牌產(chǎn)品。每臺(tái)閥門及附件需提供可溯源的序列號(hào)（提供電子版材料，同時(shí)在儀表銘牌上標(biāo)志），提供設(shè)備生產(chǎn)監(jiān)造方便；
4.1.2 閥門應(yīng)帶有固定式蝕刻不銹鋼銘牌。銘牌至少包含以下內(nèi)容：制造廠的名稱或標(biāo)志、、材質(zhì)、生產(chǎn)日期、防護(hù)等級(jí)、防爆標(biāo)識(shí)、壓力等級(jí)、材料名稱、序列號(hào)或產(chǎn)品編號(hào)等。銘牌應(yīng)地牢固在閥體上。每個(gè)閥體上應(yīng)有性流體流向標(biāo)識(shí)；
4.1.3 閥體、閥內(nèi)件材質(zhì)、壓力等級(jí)不得低于<<閥門數(shù)據(jù)表>>的要求，且不低于工藝管道的材質(zhì)、等級(jí)；
4.1.4 閥門通徑滿足<<閥門數(shù)據(jù)表>>要求。切斷閥應(yīng)與管道通徑相同，不得縮徑；中標(biāo)后簽技術(shù)協(xié)議時(shí)必須提供閥門尺寸圖；
4.1.5 閥門的附件管線及管件材質(zhì)均采用不銹鋼；
4.1.6 閥門本體及其附件應(yīng)在其制造工廠組裝完畢，除氣源儲(chǔ)罐或特殊要求外，閥門所有附件均集中安裝在閥門軛架上，調(diào)試合格后整體供貨；
4.1.17 閥體、閥內(nèi)件材質(zhì)應(yīng)滿足以下使用工況：操作溫度 210℃，操作壓力2.8-3.6MPa,介質(zhì)組分：水含量 4-5％,醋酸 68-75％，碘化氫 4-8％，12-16％，醋酸甲酯 0-1％，銠 800-900PPM，鋰 3000-5000PPM；
4.1.18 閥內(nèi)襯套材質(zhì)要求增強(qiáng) PTFE，滿足 210℃工況下長期使用；
4.1.19 閥門安裝使用一年內(nèi)發(fā)現(xiàn)內(nèi)外泄漏免費(fèi)更換，三年內(nèi)發(fā)現(xiàn)內(nèi)外泄漏免費(fèi)維修。
5 化工醋酸裝置鋯合金旋塞閥設(shè)計(jì)選型檢驗(yàn)和試驗(yàn)
5.1 閥門的制造、檢驗(yàn)和試驗(yàn)遵循 ANSI、API 等相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)，閥門產(chǎn)品的主要性能及測試包括：基本誤差、回差、死區(qū)、始終點(diǎn)偏差、額定行程偏差、泄漏量、密封性、耐壓強(qiáng)度等，并提供相應(yīng)的檢測標(biāo)準(zhǔn)和檢測報(bào)告。閥門的檢驗(yàn)和測試工作如下：
5.1.1 外觀檢查：包括各部件尺寸，加工精度，尺寸檢查等；
5.1.2 內(nèi)件檢查：所有內(nèi)件表面粗糙度檢查，密封圈的檢查；
5.1.3 尺寸檢查: 閥門的連接法蘭按照 HG/T 20615-2009、HG/T 20623-2009 ，閥門結(jié)構(gòu)長度按照 ANSI/ASME B16.10；
5.1.4 按照 API598 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)閥體進(jìn)行打壓測試，測試壓力為設(shè)計(jì)壓力的 1.5 倍；
5.1.5 高壓水密封試驗(yàn)、低壓氣密封試驗(yàn)，閥座泄漏量應(yīng)符合 ASME B16.104 要3求；
5.1.6 每臺(tái)閥門檢驗(yàn)動(dòng)作的準(zhǔn)確和平穩(wěn)性等；
6 化工醋酸裝置鋯合金旋塞閥設(shè)計(jì)選型質(zhì)量保證和技術(shù)服務(wù)
6.1 質(zhì)保期內(nèi)發(fā)現(xiàn)的設(shè)備質(zhì)量問題，由賣方免費(fèi)負(fù)責(zé)維護(hù)、更換，相應(yīng)零部件由賣方免費(fèi)提供。質(zhì)保范圍內(nèi)對(duì)產(chǎn)品的維護(hù)以及檢測應(yīng)盡可能在買方現(xiàn)場進(jìn)行，如確實(shí)不具備條件，將在賣方的售后服務(wù)中心進(jìn)行，所有費(fèi)用由賣方承擔(dān)。
6.2 無論是在質(zhì)保期內(nèi)，還是在質(zhì)保期外，賣方在收到買方或用戶傳真后，12 小時(shí)內(nèi)給予答復(fù)，一旦買方或用戶有要求，賣方應(yīng)在 24 小時(shí)內(nèi)派人抵達(dá)現(xiàn)場。
6.3 質(zhì)保期外賣方所提供產(chǎn)品出現(xiàn)問題需賣方處理時(shí)，賣方應(yīng)及時(shí)派技術(shù)人員到現(xiàn)場提供服務(wù)。
6.4 產(chǎn)品質(zhì)量保證期為閥門交貨到用戶后 18 個(gè)月或閥門投入運(yùn)行后 12 個(gè)月，二者以先到者為準(zhǔn)。
7 化工醋酸裝置鋯合金旋塞閥設(shè)計(jì)選型包裝
7.1 在檢查和測試以后，閥門內(nèi)部應(yīng)該經(jīng)過干燥，保證無水及其它介質(zhì)后準(zhǔn)備交貨。
7.2 交付的閥門產(chǎn)品需提供足夠的保護(hù)以防止運(yùn)輸中的機(jī)械損傷和大氣腐蝕，并
且能夠滿足在現(xiàn)場安裝前至少 6 個(gè)月的現(xiàn)場戶外貯存。
7.3 對(duì)于暴露的外表面和機(jī)加工表面（包括螺栓），應(yīng)涂防銹材料。內(nèi)部的金屬
表面應(yīng)噴涂防銹劑，并用標(biāo)簽注明防銹劑的種類。
7.4 所有的開口都應(yīng)該用木材或塑料材料蓋好或塞住，并固定，以滿足在安裝前
長時(shí)間的暴露的要求。法蘭密封面應(yīng)很好保護(hù)，以免在運(yùn)輸和儲(chǔ)存期間損壞。
7.5 螺紋連接處的臨時(shí)絲堵應(yīng)與性金屬絲堵有明顯的區(qū)別。
7.6 閥門可單獨(dú)包裝或拼裝，但包裝箱外必須印有明顯的閥門標(biāo)識(shí)。
