三偏心金属硬密封蝶阀密封面的加工方法

2021-12-06

孙国庆　徐红云　赵亮

（济钢集团重工机械有限公司）

摘　要：文章论述了三偏心金属硬密封蝶阀的结构特点，介绍了DN1200蝶阀密封面的加工方法及工装设计。

关键词：金属硬密封蝶阀；阀体；蝶板组合件；密封面；工装

1　概述

三偏心金属硬密封蝶阀的密封面是斜锥面，阀体密封圈（图1）与蝶板组合件密封圈（图2）的接触为面接触，其工作原理是靠驱动装置扭力直接带动蝶板组合件，使蝶板组合件密封圈与阀体密封圈充分接触后产生弹性变形而密封。三偏心金属硬密封蝶阀作为一种高性能阀门，具有耐腐蚀性好、密封可靠、开启力矩小等优点。三偏心硬密封电动蝶阀DN1200，其中阀体密封圈材料为1Cr18Ni9Ti，蝶板组合件密封圈材料为复合的不锈钢板与石棉板夹层组合件，阀体密封圈与蝶板组合件密封圈的加工质量直接决定蝶阀密封性能。

图1 阀体外形及密封圈

图2 蝶板组合件外形及密封圈

2　加工工艺

从三偏心金属硬密封蝶阀的结构特点分析，蝶板组合件密封圈为不锈钢板与石棉板的组合件，阀体密封圈为硬质合金，硬度很高，进刀量很难控制，不易一次加工成型，而且加工面的粗糙度要求很高。为保证加工要求，工艺过程为阀体或蝶板组合件粗加工—阀体密封圈堆焊硬质合金—保温12h—热处理消除热应力—上工装粗车密封面—上工装精车密封面—上磨头磨削密封面—阀体与蝶板组合件合镗轴孔—强度试验—密封试验。

3　加工工装

蝶板组合件密封圈与阀体密封圈密封面（加工面）均为斜锥面。阀体密封圈的锥体中心线与空间垂线夹角为8°，蝶板组合件密封圈的锥体中心线与空间垂线夹角为8°，为此设计阀体密封圈加工工装（图3）与蝶板组合件密封圈加工工装（图4）。

图3 阀体密封圈加工工装

图4 蝶板组合件密封圈加工工装

4　阀体密封圈加工

阀体起密封作为的为密封圈，焊接在阀体内（图5）。在2.5m立车上将组焊好的阀体装夹在阀体密封圈加工工装上，将立车刀杆旋转8°，根据图纸设计要求，找正后沿圆锥母线方向走刀，车至未焊不锈钢前的尺寸。然后堆焊不锈钢，Z后将焊好不锈钢的阀体重新上立车，按上述方法车阀体密封圈至图纸要求尺寸。Z后在立车刀架上装磨头，对阀体密封圈进行磨削处理，使其达到图纸设计粗糙度要求。

图5 阀体密封圈加工

5　蝶板组合件密封圈加工

蝶板组合件起密封作用的零件是密封圈，密封圈为斜锥结构，其锥顶角为16°，厚度为13.5mm，由5层石棉板及4层不锈钢板复合而成（图6）。密封圈必须与蝶板和压环等组装在一起，加工时才能防止密封圈夹层中的不锈钢板及石棉板翘曲变形。根据其结构特点，对蝶板组合件密封圈采用以下加工方法：（1）先在2.5m立车上分别把蝶板和压环上的各止口加工到图纸要求尺寸，外圆不加工；（2）按图纸要求对压环钻孔，蝶板钻孔攻丝；（3）压环、密封圈和蝶板按图纸装配，将蝶板组合件工装用螺栓紧固在阀体工装上，然后再将蝶板组合件装夹其上。立车刀杆旋转8°车压环、密封圈和蝶板至磨削尺寸；⑷用同样厚度钢板替下密封圈，车压环、蝶板各锥面至图纸尺寸；（5）工装不动，将压环、密封圈、蝶板重新按要求组装，然后在立车刀架上装磨头，对密封圈进行磨削处理，使其达到图纸设计粗糙度要求。

图6 蝶板组合件密封圈加工

6　阀杆轴孔加工

将蝶板组合件放入阀体内，调整好蝶板组合件与阀体的相对位置后，倒入皂化液，5分钟之内无渗漏，将蝶板组合件压紧，合镗阀体与蝶板的轴孔。

采用此工艺方法加工阀体密封圈与蝶板组合件密封圈，便于操作，工作效率高，能够很好的保证密封面的几何精度，其强度试验及密封试验均达了设计要求，具有良好的实用价值及推广价值。