一、前言

大型剛性密封蝶閥是重油催化裂化裝置上的關(guān)鍵設(shè)備之一。它集調(diào)節(jié)閥和平板閥的優(yōu)點與一體，具有雙重作用：一是密封作用；二是起調(diào)節(jié)催化劑流量的作用。剛性密封蝶閥是在閥板關(guān)上后，通過閥體密封圈的密封而和閥板密封圈的密封面成線接觸來實現(xiàn)密封的。由于閥的兩個密封圈直徑都比較大，極容易變形，而且尺寸公差、形位公差和表曲粗糙度要求都很高，這就給加工帶來了困難。如何解決密封圈的加工問題成了制造該類型閥門的重點。

              圖1 閥體密封圈            圖2 閥板密封圈

二、密封圈的結(jié)構(gòu)

閥體密封圈(見圖1)和閥板密封圈(見圖2)的結(jié)構(gòu)如下所示。由于設(shè)備密封性要求很高，所以密封圈的表面粗糙度要求也很高，要求達(dá)到Ra1.6µm，而且該閥又是在高溫(600℃左右)下工作，常受高速催化劑的沖刷，因此，密封圈需要堆焊硬質(zhì)合金以起到耐沖蝕的作用。

從圖中可看出，大型剛性密封蝶閥密封圈有以下特點：

密封圈的密封面是一個弧形面；

密封面要求堆焊硬質(zhì)合金；

密封面的表面粗糙度要求較高，要求達(dá)到Ra1.6µm。

密封圈的結(jié)構(gòu)特點決定了大型剛性密封碟閥密封圈加工的難度。

三、密封圈的加工工藝

從大型剛性密封蝶閥的閥體密封圈和閥板密封圈的結(jié)構(gòu)特點來看，其密封面上堆焊了硬質(zhì)合金，硬度很高，加工時進(jìn)刀量很難把握，實際生產(chǎn)中就很難一次加工成形；密封面帶有一定的弧度，加工過程中需要制作特殊樣板，以隨時在加工中檢驗密封面的弧形；密封面的表面粗糙度要求很高，必須有相應(yīng)的加工工裝來保證。為此，我們結(jié)合生產(chǎn)實際，采取了以下兩方面措施來保證加工要求：①改進(jìn)了加工工藝，進(jìn)行了特殊加工；②制作特殊的工裝，保證密封面的加工。生產(chǎn)加工工藝如下：

閥體部分(閥體和密封圈的組焊結(jié)構(gòu))預(yù)熱。

密封面堆焊硬質(zhì)合金。

保溫12h。

熱處理消除熱應(yīng)力。

粗車密封面。

半精車密封面。

精車密封面。

密封面磨削(磨頭工裝的制作)。

研磨密封面(制作研磨工裝)。

加工過程中的特殊處理及說明

在工藝b的過程中，堆焊合金前須經(jīng)預(yù)熱處理以減少應(yīng)力的產(chǎn)生，堆焊后要進(jìn)行退火以去除應(yīng)力。同時，為防止堆焊合金時產(chǎn)生熱裂紋，采用胎具固定基體和對稱焊接的方法以平衡熱應(yīng)力。

在工藝d的過程中，為預(yù)防堆焊合金后，密封圈收縮變形，消除熱應(yīng)力時胎具與工件一起進(jìn)爐進(jìn)行熱處理，這樣，釋放應(yīng)力后的上件就基本保持了原有的形狀，徑向變形小于3mm,經(jīng)輕微校正即可滿足加工要求。

在工藝f的半精車過程中，除密封面外其余部分尺寸均要車削加工至成品尺寸，密封合金面留磨量0.6mm。做一檢查樣板隨時檢驗合金面，以保證密封面的弧度。另外，在此工序中出現(xiàn)的由于堆焊合金而形成的少量的收縮氣孔，可采取補焊的方法子以修補。

在工藝g精車密封面時，先用螺栓緊固閥板密封圈和閥板體，并將閥體密封圈和閥體焊接在一起，然后做滲透試驗，試驗后組合件無滲漏再進(jìn)行精車密封面工序。組焊后再加工密封面的目的是為了保證成品的形位公差，消除組焊造成的變形。

特殊工裝的制作

磨頭工裝在工藝h的過程中，由于不具備如此大型的專用磨床，為便于加工，我們自制了砂輪磨頭工裝，如圖3所示。

1.車床立柱 2.電動機 3.軸承箱 4.導(dǎo)桿 5.金剛石刀具 6.滑塊 7.碗形砂輪 8.刀軻

圖3 砂輪磨頭工裝

              圖4 研配工裝                     圖5 研配工裝

將磨頭安裝于立車刀架上，磨頭砂輪采用碳化硅砂輪，砂輪粒度要適中，砂輪安裝后先要進(jìn)行修正，然后才能用它進(jìn)行磨削加工。修正砂輪有兩種方法:一種是手工修砂輪，可以自制一套修砂輪的工裝，如圖3所示。在砂輪高速旋轉(zhuǎn)過程中，上下移動滑塊(手動)，靠砂輪與滑塊的摩擦進(jìn)行修正。采用這種方法所修砂輪精度不高，只能是在工期緊張時采用，是一種簡便的修正方法，它的優(yōu)點是效率較高。第二種方法是利用機床的自動走刀車削砂輪，將金剛石刀具裝夾于立車其中的一立柱上，轉(zhuǎn)動砂輪并對刀后，利用車床立柱的自動走刀車削砂輪，這種方法精度較高，但速度慢，效率低。

砂輪修正完畢后即可磨削，磨削過程中應(yīng)注意的事項：

背吃刀量不能過大，一次進(jìn)給量0.1mm左右，因為密封圈有一定的彈性，背吃刀量過大會引起變形，影響磨削精度

需要不斷冷卻砂輪和工件、可采用人工噴水或乳化液的方法降溫。

由于砂輪硬度的不均勻性及脫粒的不均勻性，磨削過程中易造成砂輪形狀不規(guī)則，因此，可適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整磨頭工裝，使設(shè)計工裝的刀架沿斜度方向走刀，消除砂輪變形引起的偏差。

手工研配工裝在工藝i的過程中，因閥體密封圈與閥板密封圈上都堆焊了硬質(zhì)合金，所以不能直接對研，這樣容易咬死，因此，需要自制研配工裝。

工裝制作用HT 200的材料，做了工裝Ⅰ(圖4)和工裝Ⅱ(圖5)2套研磨工裝

研配

用工裝Ⅰ與閥體密封圈對研。在閥體密封圈上涂上金剛粉(600目)，將工裝Ⅰ水平放人閥體密封圈中，用力均衡并均勻轉(zhuǎn)動工裝Ⅰ來對研閥體密封圈。

同上法，將閥板密封圈放入工裝Ⅱ中轉(zhuǎn)動工裝Ⅱ研磨閥板密封圈。

研配一段時間后，取出工裝Ⅰ，用工裝Ⅰ與工裝Ⅱ?qū)ρ校员ＷC密封面的完全貼合。

然后再重復(fù)A～C過程。

閥板放入閥體中，密封面上涂上金剛粉，水平輕轉(zhuǎn)數(shù)圈。

重復(fù)A～E過程，直至達(dá)到要求。

四、工藝效果

采用以上工藝加工的密封圈，徑向圓跳動不小于0.05mm，表面粗糙度在Ra1.6µm以下，完全滿足裝配要求。