Indústrias Químicas de Carvão

Devido à existência de lama de carvão oleosa na reação de liquefação direta de carvão, o desgaste da lama de carvão em materiais de equipamentos como válvulas e tubulações deve ser considerado. É, portanto, necessário que os materiais usados para fabricar as válvulas possuam propriedades completas que atendam aos requisitos de uso, a saber:

1. São superiores as propriedades de compacidade, pureza e homogeneidade, usadas para descrever as propriedades intrínsecas dos materiais, particularmente importantes para aços espessos (ou de grande seção transversal).

2. Atender aos requisitos de composição química, propriedades mecânicas em temperatura ambiente e alta temperatura para atender aos requisitos da especificação de projeto.

3. Deve ter resistência à fragilização ambiental, podendo ser utilizada em ambientes agressivos por muito tempo.

A liquefação direta de carvão não só tem as características de alta temperatura, alta pressão e hidrogênio na unidade de hidrogenação, mas também as características de corrosão e desgaste coexistentes na indústria de carvão e química. A fundição deve controlar rigorosamente a origem das matérias-primas, e as matérias-primas processadas não devem apenas ser fundidas, mas também refinadas, especialmente a verificação antes do forno. Somente assim é possível garantir a qualidade das peças fundidas.

O projeto da estrutura da válvula deve evitar a coqueificação da lama de carvão para que a válvula não se torne ineficaz e para facilitar a limpeza. A lama de óleo de carvão tem uma característica: se o fluxo não for regular ou estacionário, ou seja, as condições de fluxo do fluido não forem boas, ela se depositará e eventualmente polimerizará, causando coque e bloqueando a válvula.

Atualmente, as válvulas de bloqueio utilizadas na tubulação de lama de carvão de liquefação direta são todas válvulas esfera. Quando a operação necessita cortar a tubulação para fechar a válvula esfera, a lama de óleo-carbono dentro da esfera da válvula não pode ser descarregada e se deposita na cavidade da esfera, o que pode coqueificar e bloquear. A escolha de válvulas esfera, na verdade, não é a mais adequada nesta condição de trabalho.

A válvula esfera utilizada em condições de esgoto deve ser do tipo de vedação metálica rígida e o material da sede da válvula e da esfera devem ser os mesmos para garantir que ambos tenham o mesmo coeficiente de expansão e que o fenômeno de “travamento” da esfera não ocorra em condições de alta temperatura. Como muitas condições de operação da válvula são difíceis de abrir e fechar em altas temperaturas, a razão é a expansão térmica assíncrona entre o núcleo da válvula e o corpo da válvula. Portanto, o fabricante deve realizar um teste de abertura e fechamento em alta temperatura antes de sair da fábrica, pois, no processo de uso real, a válvula aquece devido à alta temperatura do fluido. Neste ponto, o núcleo da válvula aquece primeiro e a superfície externa da válvula aquece lentamente. Se toda a válvula for inserida na fonte de calor, o corpo da válvula aquece primeiro e o núcleo da válvula aquece lentamente. Após o aquecimento, que é exatamente o oposto das condições de trabalho reais, não é possível atingir o objetivo do teste. O teste de abertura e fechamento em alta temperatura deve estabelecer um gradiente de temperatura consistente com as condições de trabalho reais.

A taxa de expansão do revestimento e do material base deve ser semelhante, caso contrário, no processo alternado de alta temperatura e temperatura normal ou alta temperatura, trincas provavelmente ocorrerão e o revestimento tem maior probabilidade de descascar. Para pulverização supersônica (HVOF) ou métodos similares, a dureza superficial do revestimento é de 64-68 HRC e a força de adesão não deve ser inferior a 10 MPa, enquanto para fundição metalúrgica ou métodos similares, a dureza da superfície do revestimento é de 62-68 HRC e a força de adesão não é inferior a 70 MPa. A espessura real do revestimento (excluindo a camada de transição) está entre 0,2 e 0,5 mm.