小口径球阀、截止阀的阀门焊接连接结构制造技术

一种阀门焊接连接结构，它包括阀体，位于阀体内的阀座、球体，与阀体连接的阀杆和阀盖，与阀体的阀门端口连接的袖管，袖管与阀门端口连接，所述阀门端口与袖管的连接端设置有坡口，阀门端口前设有一条缩径过渡斜边，阀门端口内径小于袖管内径，阀门端口内径符合API6D的规定，阀门端口的壁厚大于袖管壁厚，阀门端口与袖管为对焊结构，坡口内为焊料。本发明专利技术中阀门压力等级由800LB降为150LB，整体工程造价降低20％以上，阀门与袖管采用对焊连接，能够获得更好的焊接结构，其焊缝连续受力好，焊缝质量易保证。

【技术实现步骤摘要】
小口径球阀、截止阀的阀门焊接连接结构
本专利技术涉及一种小口径球阀、截止阀的阀门焊接连接结构，其主要用于天然气行业小口径、低压力等级低温管路中，属于管道焊接

技术介绍
在天然气行业中，存在大量的球阀、截止阀，由于其软密封的密封等级高，可做到零泄漏，故而这类软密封阀门在天然气行业应用广泛。软密封材料在200℃以上会损坏，在现场直接焊接阀门会使阀座损坏。因此，这类阀门常常需在制造厂就把袖管焊接上，到现场后再与管道焊接，这样焊接时的高温不会传递到软密封材料。这类阀门工作条件恶劣，往往伴随有易燃易爆介质、低温-162℃的工作环境，所以阀门与管路要求连接可靠。在以往项目中，这种小口径球阀、截止阀与袖管的连接一般采用以下两种型式：1、采用法兰连接，这种结构阀门特别是低温阀门在密封面经常发生泄漏；2、采用承插焊连接(如图1所示)，在规范HG/T20646.5《化工装置管道材料技术规定》中规定，这种口径的管道一般采用承插焊连接。这种结构为保证连接强度，通常采用CL800LB球阀，阀门的造价高，且为角焊缝，焊缝难于拍片或超声波探伤，只能做磁粉或渗透探伤，不能发现焊缝内部缺陷，焊缝质量难以保证，同时角焊缝使焊缝不连续，形成应力集中破坏。如果袖管和阀门端部太薄，焊接时易烧穿，连接部位强度低。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种小口径球阀、截止阀的阀门焊接连接结构，采用本专利技术能获得更好的焊接结构，降低工程造价。根据本专利技术，提供一种阀门焊接连接结构：它包括阀体，位于阀体内的阀座、球体，与阀体连接的阀杆和阀盖，与阀体的阀门端口连接的袖管，袖管与阀门端口连接，所述阀门端口与袖管的连接端设置有坡口，阀门端口内径小于袖管内径，阀门端口的壁厚大于袖管壁厚，与袖管连接的阀门端口的管壁内缘设有一条缩径过渡斜边，使得连接处的阀门端口的壁厚与袖管壁厚适配(相等或大致相等)，阀门端口与袖管为对焊结构，坡口内为焊料。优选地，缩径过渡斜边与阀门端口中心线的夹角为5-30°，优选10-20°，更优选约15°。优选地，阀门端口的壁厚为3.1-5.5mm，袖管的壁厚为2.77-3.91mm。阀门端口的壁厚比标准(ASMEB16.34)中的壁厚要厚0.6-1.3mm。优选地，阀门端口内径小于袖管内径，相差2.76-3.48mm；阀门端口的壁厚大于袖管壁厚，相差0.6-1.3mm。例如，对于外径21.3mm的管，袖管壁厚为2.77±0.3mm；外径26.7mm的管，袖管壁厚为2.87±0.3mm；外径33.4mm的管，袖管壁厚为3.38±0.3mm；外径48.3mm的管，袖管壁厚为3.68±0.3mm；外径60.3mm的管，袖管壁厚为3.91±0.3mm。在一个实施方式中，坡口是由所要焊接在一起的阀门端口的边缘与袖管的边缘形成的一个扇形部分，该扇形部分的角度(α角)为60-85°，更优选75±5°。阀门端口的边缘与袖管的边缘均呈锥体形或截头锥体形。进一步地，在坡口的下方具有一段间隙部(也可不设置间隙部)，间隙部的高度可以是0-1.3mm(占管壁厚度的1/3～1/5)，优选0-1mm，宽度可以是0-1.0mm，例如0.3-1.0mm，优选0-0.5mm。该实施方式适合于3-6mm管壁厚度(袖管壁厚)。在另一个实施方式中，坡口为一个条缝结构，缝隙宽度为0-0.5mm。该实施方式适合于2.5-3mmm管壁厚度(袖管壁厚)。优选的是，袖管材质与阀体材质相同或相近。优选的是，袖管与阀体的材质均为奥氏体不锈钢。在本专利技术中，袖管壁厚等级提高至Sch40S，以控制端部壁厚在2.5mm以上，易于焊接和检验，提高了焊缝的可靠性。在本专利技术中，阀门与袖管的选择如表1所示：表1阀门及袖管选择在本专利技术中，阀门与袖管的端部尺寸如表2所示：表2阀门与袖管端部尺寸本专利技术另外提供了一种阀门与袖管焊接连接方法，该方法包括以下步骤：1)设计阀门端口的壁厚为3.1-5.5mm，袖管的壁厚为2.77-3.91mm，且阀门端口的壁厚比袖管的壁厚大0.6-1.3mm，在所要焊接在一起的阀门端口的边缘与袖管的边缘设计坡口，在与袖管连接的阀门端口的管壁内缘设有一条缩径过渡斜边，使得连接处的阀门端口的壁厚与袖管壁厚适配；2)采用对焊方式，通过氩弧焊、单面焊、双面成型方法，将阀门端口与袖管焊接在一起。焊接电流一般控制在50～230A，优选70～120A，焊接速度可以为150-210mm/min，电极直径可以为1.8-2.5mm，正面保护气体为氩气和氢气、背面保护气体为氩气，电弧高度可以为1.5-2mm。优选地，在步骤1)中，进一步优选斜边与阀门端口中心线的夹角为5-30°，优选10-20°，更优选约15°。优选地，步骤1)中，坡口是由所要焊接在一起的阀门端口的边缘与袖管的边缘形成的一个扇形部分，该扇形部分的角度(α角)为60-85°，更优选75±5°。阀门端口的边缘与袖管的边缘均呈锥体形或截头锥体形，或者坡口为一个条缝结构，缝隙宽度为0-0.5mm。优选地，该方法还包括以下步骤：3)焊后进行100％射线探伤检查；4)阀门与袖管整体进行固熔处理；5)阀门与袖管整体进行压力试验，试验压力为阀门压力等级的1.5倍。该方法主要用于设计压力为150LB级的小口径低温管路中，其中阀门与袖管采用对焊连接，所述的小口径是指DN≤2”。在本专利技术中，阀门压力等级采用150LB，袖管设计压力不小于阀门压力等级。优选采用钨极氩弧焊，氩气纯度为99.99％，单面焊，双面成型。在本专利技术中，焊接电流的控制如表3所示：表3焊接电流的控制在本专利技术中，通常球阀阀座材料为PCTFE或PTFE，这种材料在200℃以上会损坏，在现场直接焊接阀门会使阀座损坏，因此，需在制造厂在阀门两端焊接袖管，阀门到现场后，再完成袖管与管道的焊接，避免现场焊接时产生的高温损坏阀座。在本专利技术中，管道举例说明如表4所示：表4管道说明与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：1、采用本专利技术的阀门焊接连接结构及焊接连接方法，阀门压力等级由800LB降为150LB，整体工程造价降低20％以上。2、本专利技术中阀门与袖管采用对焊连接，能够获得更好的焊接结构，其焊缝连续受力好，焊缝质量易保证；3、本专利技术中可采用钨极氩弧焊，单面焊，双面成型；4、采用本专利技术的阀门焊接连接结构及焊接连接方法，焊后可以进行100％射线探伤检查，能发现焊缝内部缺陷，提高焊接可靠性。附图说明图1为现有技术承插焊阀门焊接连接结构图；图2为本专利技术的对焊阀门焊接连接结构图；图3为本专利技术中袖管壁厚为2.5～3mm时的对焊坡口型式示意图；图4为本专利技术中袖管壁厚为3～5mm时的对焊坡口型式示意图。附图标记：1：阀体；2：袖管；3：阀门端口；4：坡口；5：阀盖；6：阀杆；7：阀座；8：球体。9：缩径过渡斜边；ФD1：阀门端部内径；ФD2：袖管内径；S1：阀门端口壁厚；S2：袖管壁厚。具体实施方式以下结合附图通过具体实施方式来进一步说明本专利技术。如图2所示，一种阀门焊接连接结构：它包括阀体1，位于阀体内的阀座7、球体8，与阀体连接的阀杆6和阀盖5，与阀体的阀门端口3连接的袖管2，袖管2与阀门端口3连接，所述阀门端口3与袖管2的连接端设置有坡口4，阀门端口3内径(D1)小于袖管2内径(D2)，阀门端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阀门焊接连接结构，其特征在于，它包括阀体，位于阀体内的阀座、球体，与阀体连接的阀杆和阀盖，与阀体的阀门端口连接的袖管，袖管与阀门端口连接，所述阀门端口与袖管的连接端设置有坡口，阀门端口内径小于袖管内径，阀门端口的壁厚大于袖管壁厚，与袖管连接的阀门端口的管壁内缘设有一条缩径过渡斜边，使得连接处的阀门端口的壁厚与袖管壁厚适配，阀门端口与袖管为对焊结构，坡口内为焊料。

【技术特征摘要】
1.一种阀门焊接连接结构，其特征在于，它包括阀体，位于阀体内的阀座、球体，与阀体连接的阀杆和阀盖，与阀体的阀门端口连接的袖管，袖管与阀门端口连接，所述阀门端口与袖管的连接端设置有坡口，阀门端口内径小于袖管内径，阀门端口的壁厚大于袖管壁厚，与袖管连接的阀门端口的管壁内缘设有一条缩径过渡斜边，使得连接处的阀门端口的壁厚与袖管壁厚适配，阀门端口与袖管为对焊结构，坡口内为焊料。2.根据权利要求1所述的阀门焊接连接结构，其特征在于，缩径过渡斜边与阀门端口中心线的夹角为5-30°，进一步地为10-20°。3.根据权利要求1所述的阀门焊接连接结构，其特征在于，阀门端口的壁厚为3.1-5.5mm，袖管的壁厚为2.77-3.91mm，且阀门端口的壁厚比ASMEB16.34标准中的壁厚或袖管壁厚要大0.6-1.3mm。4.根据权利要求1-3中任一项所述的阀门焊接连接结构，其特征在于，坡口是由所要焊接在一起的阀门端口的边缘与袖管的边缘形成的一个扇形部分，该扇形部分的角度为60-85°。5.根据权利要求1所述的阀门焊接连接结构，其特征在于，在坡口的下方具有一段间隙部，间隙部的高度是0-1.3mm或占管壁厚度的1/3～1/5，宽度是0.3-1.0mm。6.根据权利要求1-3中任一项所述的阀门焊接连接结构，其特征在于，坡口为一个条缝结构，...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛卓韬，王跃祖，杨薇，张洪耀，陈建龙，李新奇，温向阳，王同升，王克栋，常伟涛，
申请(专利权)人：新地能源工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13