對于加氫裝置中介質的特點,采用鍛造的閥體結構較合理。鑄造結構的閥體,一方面其鑄造壁厚余量不大,另一方面容易出現鑄造缺陷,如金屬夾雜、氣孔、裂紋等缺陷,導致氫氣的積聚,誘發裂紋,同時也容易出現氫脆現象;在高溫情況下還容易出現脫碳現象,從而加速氫腐蝕的進程。另外,大壁厚的鑄造在國內還不成熟,很難避免出現以上問題。因此,筆者采用鍛造方式。
除了采用鍛造結構外,應該對有害的金屬元素S,P進行控制,將其質量分數控制在0.02%以內,較大質量分數只能放寬到0.03%;非金屬夾雜物要求不高于2.5級;晶粒度:碳鋼與合金鋼不低于5級,不銹鋼不低于8級,厚度大于100mm時不低于6級。
除了對承壓件的材料控制外,對生產過程中的氯離子也應該嚴格控制,尤其是填料和產品試壓時,應采用氮氫混合氣進行試壓。即使采用水壓進行試驗,也一定要控制水中的氯離子,使其質量分數合格后方可進行。所有的材料及焊接部位,都要嚴格進行UT探傷,探傷合格級別為I級。
閥門選擇的主要材料有A105碳鋼,304,316,321,347不銹鋼等。其中閥板、閥座、自密封部分選用硬質司太立合金材料,堆焊材料牌號分別為STL12,STL6,STL21,從而確保了不同零件的硬度使用要求,而且所有的堆焊層厚度不得小于2mm。經過以上的材料控制和生產控制,完全能夠滿足加氫裝置的要求。
加氫裝置使用的緊急切斷和緊急放空閘閥,應根據不同的工況進行選擇,不可盲目地選擇閘閥結構。如在高溫高壓的情況下,不可選擇楔形閘閥,只能選擇平行閘閥結構。同時,在高溫高壓下選擇執行機構時,也需要注意高溫膨脹性,較好選擇氣動執行機構來進行高溫膨脹補償。若一定要選擇電動執行機構,則必須選擇平行閘閥結構。