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24"DQ367F-1500Lb低溫高壓球閥，是專為大型LNG液化工廠、國家LNG戰(zhàn)略儲(chǔ)備庫、大型化工深冷裝置研發(fā)的大口徑高壓級(jí)超低溫流體控制設(shè)備，產(chǎn)品公稱通徑24英寸（DN600），公稱壓力Class1500（26MPa），設(shè)計(jì)適用溫度范圍-196℃~150℃，可穩(wěn)定適配LNG、液氧、液氮等大流量高壓超低溫介質(zhì)的啟閉控制，額定啟閉扭矩160000N.m。產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)全面遵循API6D《管線和管道閥門》、GB/T24925-2019《低溫閥門技術(shù)條件》、ASMEB16.34《閥門法蘭、螺紋和焊接端連接的閥門》等國內(nèi)外權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)度試驗(yàn)壓力31.0MPa，高壓密封試驗(yàn)壓力22.8MPa，針對(duì)大口徑高壓低溫球閥行業(yè)普遍存在的閥體鍛造缺陷、啟閉扭矩過大、厚壁件低溫變形、大口徑密封面貼合度差等痛點(diǎn)進(jìn)行專項(xiàng)技術(shù)攻關(guān)，性能指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平，是大型低溫工業(yè)系統(tǒng)大流量高壓工況的核心配套設(shè)備。
項(xiàng)目產(chǎn)品閥體采用24英寸大口徑整體模鍛結(jié)構(gòu)，針對(duì)CL1500高壓級(jí)厚壁閥體的成型工藝進(jìn)行專項(xiàng)優(yōu)化，采用12000噸多向模鍛設(shè)備一次整體鍛造成型，區(qū)別于傳統(tǒng)分體焊接閥體，整體鍛造結(jié)構(gòu)確保閥體壁厚均勻、金屬流線連續(xù)、內(nèi)部組織致密，經(jīng)UT、MT、PT等多重?zé)o損檢測，徹底消除厚壁部位縮孔、疏松、裂紋、非金屬夾雜物等內(nèi)部缺陷。閥體主體材料采用ASTMA182F316L超低碳奧氏體不銹鋼，經(jīng)固溶處理與穩(wěn)定化處理，在-196℃超低溫工況下低溫沖擊功≥150J，無低溫脆性轉(zhuǎn)變，承壓性能與低溫韌性遠(yuǎn)超行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，可滿足CL1500高壓級(jí)工況下長周期連續(xù)運(yùn)行的嚴(yán)苛要求。
針對(duì)大口徑高壓工況下啟閉扭矩過大的行業(yè)痛點(diǎn)，產(chǎn)品通過計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)仿真對(duì)閥體流道、球體通道進(jìn)行一體化流線型優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用等徑全通徑結(jié)構(gòu)，閥體流道內(nèi)徑與管線內(nèi)徑完全一致，無任何縮徑與節(jié)流結(jié)構(gòu)，消除流道內(nèi)的渦流、死區(qū)與節(jié)流區(qū)域，不僅使產(chǎn)品的流量系數(shù)較行業(yè)常規(guī)縮徑產(chǎn)品提升25%，大幅降低介質(zhì)輸送過程中的壓力損失與能源消耗，更能有效降低高壓介質(zhì)對(duì)球體的不平衡力矩，使大口徑高壓工況下的啟閉扭矩較行業(yè)常規(guī)產(chǎn)品降低30%，無需配套超大規(guī)格執(zhí)行機(jī)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)啟閉。閥桿采用自潤滑復(fù)合軸承，摩擦系數(shù)較普通金屬軸承降低40%，進(jìn)一步降低啟閉扭矩，提升閥門操作靈活性，即使在-196℃超低溫工況下，仍可保持穩(wěn)定啟閉性能，無卡澀現(xiàn)象。
產(chǎn)品密封系統(tǒng)針對(duì)24英寸大口徑密封面易出現(xiàn)的預(yù)緊力分布不均、局部密封失效問題進(jìn)行專項(xiàng)優(yōu)化，采用SPE/DPE雙閥座雙向密封結(jié)構(gòu)，閥座支撐圈采用FXM-19特種不銹鋼，通過多組InconelX-750碟形彈簧沿圓周均勻布置，為閥座提供全周均勻的預(yù)緊力，確保大口徑密封面在全圓周范圍內(nèi)均勻貼合；閥座密封圈采用PEEKCT200高性能材料，常溫過盈量控制在0.03-0.05mm，低溫工況下可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的自緊補(bǔ)償，-196℃超低溫高壓工況下仍能實(shí)現(xiàn)零泄漏。球體采用FXM-19特種不銹鋼整體鍛造，表面采用超音速火焰噴涂工藝噴焊STL鈷基硬質(zhì)合金，噴焊層厚度＞0.5mm，表面硬度不低于HRC48，經(jīng)五軸聯(lián)動(dòng)精密加工與大型數(shù)控研磨設(shè)備配對(duì)研磨，24英寸大口徑球面圓度偏差≤0.03mm，密封面表面粗糙度Ra≤0.8μm，大幅提升密封面的耐磨性能與使用壽命。
針對(duì)大口徑厚壁件深冷處理過程中內(nèi)應(yīng)力釋放不均、變形開裂的行業(yè)難題，產(chǎn)品創(chuàng)新采用“階梯式梯度深冷+多循環(huán)回火”專有工藝，閥體、閥蓋等大口徑厚壁部件在-196℃液氮環(huán)境中進(jìn)行3次梯度深冷處理，每次保冷時(shí)間不低于8小時(shí)，配合中溫回火工藝逐步消除材料內(nèi)應(yīng)力，徹底解決厚壁件深冷處理變形開裂的問題，處理后部件尺寸穩(wěn)定性偏差≤±0.02mm，在-196℃~150℃溫度交變工況下，仍能保持穩(wěn)定的裝配精度與啟閉性能。產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于大型LNG液化工廠、國家LNG戰(zhàn)略儲(chǔ)備庫、大型化工低溫介質(zhì)輸送系統(tǒng)、大型空分設(shè)備等大口徑高壓超低溫工況場景，全面替代同參數(shù)進(jìn)口產(chǎn)品，為國內(nèi)LNG產(chǎn)業(yè)鏈的自主化、安全化、高效化發(fā)展提供核心裝備支撐。

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