钛因其良好的机械性能和优异的耐腐蚀性，被广泛应用于化工、医药卫生、制盐、氯碱、航空等城市。主要用于化工行业的压力容器、输送管道和泵阀。其中，铸铁固定球阀因其良好的密封性能、优异的耐腐蚀性和对高工作压力的适应性而被广泛应用于石油和化工行业。目前国内没有固定式钛球阀，只有浮动式钛球阀。世界上只有美国、德国、日本等少数国家能生产固定式钛球阀。为了满足石油化工行业对工作压力高、密封性能好、耐腐蚀性能好的要求，拓宽钛材料的应用范围，设计开发了固定式钛球阀。开发了DN80、DN50、DN40、DN25。并采用了压力高达9.8MPa的固定式钛球阀，填补了国内空白，为大批量生产奠定了基础，为大型石化企业耐腐蚀设备的国产化改造提供了技术和物质保障。


　　介绍了固定式钛球阀的设计计算过程、主要开发过程及特点。


　　1设计开发。


　　1.1设计计算。


　　1.1.1设计技术参数。


　　工作介质:乙酸；


　　使用温度:225℃；


　　设计压力:9.8兆帕；；


　　公称尺寸:80mm。


　　1.1.2材料选择。


　　根据使用温度和醋酸浓度，发现钛的腐蚀速率<0.127mm/a，与耐腐蚀不锈钢等有色金属相比，TA2满足使用条件。根据使用的工作压力，为保证其结构强度，选用TA2锻件。根据使用温度和工作压力选择柔性石墨和浸锑石墨作为密封材料。


　　1.1.3设计和计算。


　　(1)阀体壁厚设计。


　　公式为sb=dn(k0-1)/s+c，计算结果为16mm。


　　(2)阀盖与阀体连接螺栓的选择。


　　根据使用压力，1Cr18Ni9Ti螺栓和8个M30mm×55mm的螺栓可以满足强度要求。


　　根据公式，进出口法兰盖与阀体之间的连接螺栓采用8个M30mm×45mm1Cr18Ni9Ti的螺栓，满足强度要求。


　　1.2关键技术。


　　由于使用压力高达9.8兆帕，密封和承压是关键技术，在开发过程中采取了三项措施解决这一关键技术问题。


　　(1)保证球体与上下球杆的同轴度；


　　②保证上下球杆与80mm通孔的垂直度；


　　③保证球面粗糙度。


　　通过设计专用工装夹具和加工密封工艺，实现了密封和承压的目的，首次试验成功。


　　1.3结构特征。


　　与浮动球阀相比，钛固定球阀有以下三个特点。


　　(1)在密封原理上，采用后密封。


　　(2)适用于高压粘稠液体。


　　普通浮动钛球阀在高压下不可靠。当介质为粘性液体时，球体与密封圈之间微小的浮动间隙容易造成堵塞，使阀门难以启闭或失去密封功能。固定式钛球阀，由于使用弹簧，使密封圈始终与球体保持紧密接触，并采用高压介质，达到良好的密封效果。


　　(3)采用封线。


　　普通浮动钛球阀的球体和密封圈之间有一个球形密封，单位面积比压小。高压时，微观表面的凸凹点容易造成泄漏，达不到密封要求。固定式钛球阀采用球体与密封圈之间的线密封，增加了单位面积的密封比压，压力越高，密封效果越好，从而保证了高压运行的可靠性。


　　2结论。


　　(1)设计开发的固定式高压钛球阀满足石化行业需要，使用效果良好。


　　(2)固定式高压钛球阀具有高压运行可靠、密封性好的特点。


　　(3)设计开发的固定式高压钛球阀技术水平国内领先，已达到国际同类产品水平。