大型化肥裝置進(jìn)口調(diào)節(jié)閥國產(chǎn)化一例
四川化工機(jī)械廠 徐洪濤
關(guān)于進(jìn)口調(diào)節(jié)閥國產(chǎn)化，我廠曾經(jīng)在中型尿素裝置中做過工作，并且取得了預(yù)期的成功，如我廠生產(chǎn)的年產(chǎn)11萬噸尿素裝置專用調(diào)節(jié)閥簡稱P4閥便是一例。在大型化肥裝置的年產(chǎn)48萬噸尿素裝置中，U—LRCA—401調(diào)節(jié)閥又是一例。
U—LRCA—401調(diào)節(jié)閥裝在甲銨泵出口至高壓吸收塔冷卻器之間的副線上，用它來控制高壓吸收塔冷卻器液位。U—LRCA—401調(diào)節(jié)閥在年產(chǎn)48萬噸尿素裝置中的重要性，據(jù)用戶介紹，僅次于尿素合成塔出口壓力調(diào)節(jié)閥U—PRCA—101，居第二位。
U—LRCA—401調(diào)節(jié)閥使用條件如下：
流體：甲銨液
流量（最大/正常）：38000/18300kg/h
閥前壓力P1：240kg/cm²
壓差△P（正常/最大）：200/250kg/cm²
溫度：100℃
比重：1.15
Cv：4.0
流量特性：等百分比
作用方式：氣關(guān)式
配用執(zhí)行機(jī)構(gòu)有效面積：950cm²
行程：19.05mm
從以上可看出，該閥具有前后壓差大，節(jié)流孔處的流速快，甲銨液有極強(qiáng)的腐蝕性這樣一些特點(diǎn)。
此外，從四川化工廠使用的該閥（由日本山武一霍尼韋爾公司制造）閥座的損壞形貌來看，還有嚴(yán)重的氣蝕現(xiàn)象�？偠灾b于存在著沖刷、腐蝕、氣蝕三者的作用，因此該閥的工作條件惡劣。為此，日本山武—截尼韋爾公司采用了特殊合金（據(jù)用戶分析為鑄合金）作為閥芯閥座的材料。但是即使這樣其使用壽命也只有150天左右。我廠針對(duì)U—LRCA—401調(diào)節(jié)閥在使用中所存在的問題，結(jié)合我國的國情，在保證連接尺寸、流通能力、流量特性、壓差等不變的情況下，對(duì)U—LRCA—401調(diào)節(jié)閥進(jìn)行了較大的修改。主要做法敘述如下：
首先分析了膜室的有效面積，U—LRCA—401調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜室的有效面積為950cm²，而我國定型的高壓5型執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜室的面積為1000cm²，看來相當(dāng)接近，并且比該閥略大50cm²。因此決定改變膜室的有效面積。采用國內(nèi)定型的高壓5型執(zhí)行機(jī)構(gòu)的膜蓋和膜片。這樣做，一方面可以加快試制進(jìn)度，另一方面可以節(jié)省制作膜蓋和膜片所需的新模具的各種費(fèi)用。其次，由于改變了執(zhí)行機(jī)構(gòu)膜室的有效面積，但為了保持原來的特性，所以重新設(shè)計(jì)了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的心臟—彈簧。又針對(duì)U—LRCA—401調(diào)節(jié)閥閥座使用壽命短（由于流向是側(cè)進(jìn)底出，損壞主要表現(xiàn)在閥座上）的原因，我們進(jìn)行了分析，認(rèn)為主要是選材不十分恰當(dāng)。因?yàn)槿毡旧轿洹裟犴f爾公司也許過分著眼于耐腐蝕而疏忽了耐氣蝕，致使其使用壽命僅為153天。從耐腐蝕的觀點(diǎn)來看，在此場(chǎng)合選用鋯合金是無可非議的，問題是該閥還存在著嚴(yán)重的氣蝕現(xiàn)象，這就要求材料要更硬一些。我們對(duì)損壞的閥座作了一下硬度試驗(yàn)，其HB只有143左右。閥芯閥座材料的選擇主要決定于兩個(gè)因素，一是壓差，二是流通介質(zhì)。一般說來，壓差越大，則應(yīng)選用硬度高的材料；流通介質(zhì)有腐蝕性，則應(yīng)選用耐腐蝕的材料。因此我們對(duì)U—LRCA—401調(diào)節(jié)閥的使用條件進(jìn)行了綜合考慮，決定選用耐腐蝕的材料。A4鋼對(duì)尿素和甲銨液有良好的耐蝕性，并且具有較好的綜合機(jī)構(gòu)性能和工藝性能，尤其是HB大于250是我國當(dāng)前尿素用鋼中的主要鋼種。
最后，還修改了填料函結(jié)構(gòu)，采用了聚四氟乙烯V形圈，使密封更加可*。經(jīng)修改設(shè)計(jì)后的U—LRCA—401調(diào)節(jié)閥在四川化工廠使用至今，情況良好，未發(fā)現(xiàn)任何故障，能適應(yīng)各種生產(chǎn)負(fù)荷，而其價(jià)格僅為進(jìn)口閥的十二分之一。