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球閥(fa)是由旋塞閥(fa)演變而來的,它的啟閉件作為一個球體,利用球體繞(rao)閥(fa)桿的軸線旋轉(zhuan) 90 度實現開啟和關閉的目的。
球閥在管道上主要用于切斷、分配和改變介質流動方向,設計成 V 形開口的球閥還具有良好的流量調節功能。
球閥不僅結構簡單、密封性能好,而且在一定的公稱通經范圍內體積較小、重量輕、材料耗用少、安裝尺寸小,并且驅動力矩小,操作簡便、易實現快速啟閉,是近十幾年來發展最快的閥門品種之一。特別是在美、日、德、法、意、西、英等工業發達國家,球閥的使用非常廣泛,使用品種和數量仍在繼續擴大,并向高溫、高壓、大口經、高密封性、長壽命、優良的調節性能以及一閥多功能方向發展,其可靠性及其他性能指標均達到較高水平,并已部分取代閘閥、截止閥、調節閥。
隨著球(qiu)閥(fa)的(de)(de)技(ji)術進步,在(zai)可(ke)以(yi)預見的(de)(de)短時見內,特別是在(zai)石油天然(ran)氣管線(xian)上(shang)、煉(lian)油裂解裝置(zhi)上(shang)以(yi)及(ji)核工(gong)(gong)業上(shang)將有更廣(guang)泛(fan)的(de)(de)應用。此外,在(zai)其他工(gong)(gong)業中(zhong)的(de)(de)大(da)中(zhong)型口徑、中(zhong)低(di)壓力領域,球(qiu)閥(fa)也將會成為主導(dao)的(de)(de)閥(fa)門類型之(zhi)一(yi)。
球閥最主要的(de)(de)(de)閥座(zuo)密(mi)(mi)封(feng)圈材(cai)料(liao)就是(shi)聚(ju)四(si)氟(fu)乙(yi)烯(xi)(PTFE),它(ta)對幾乎所有的(de)(de)(de)化學物質都是(shi)惰性的(de)(de)(de),且(qie)具有摩(mo)擦系數(shu)小(xiao)、性能(neng)穩定、不易老化、溫(wen)度適(shi)用(yong)范圍(wei)廣和密(mi)(mi)封(feng)性能(neng)優良(liang)(liang)的(de)(de)(de)綜合性特點。但(dan)聚(ju)四(si)氟(fu)乙(yi)烯(xi)的(de)(de)(de)物理特性,包括(kuo)較高的(de)(de)(de)膨脹系數(shu),對冷流的(de)(de)(de)敏感(gan)性和不良(liang)(liang)的(de)(de)(de)熱傳導性,要求閥座(zuo)密(mi)(mi)封(feng)的(de)(de)(de)設計必須圍(wei)繞這(zhe)些特性進行。閥座(zuo)密(mi)(mi)封(feng)的(de)(de)(de)塑(su)性材(cai)料(liao)也包括(kuo)填充(chong)聚(ju)四(si)氟(fu)乙(yi)烯(xi)、尼龍和其他許多材(cai)料(liao)。但(dan)是(shi),當密(mi)(mi)封(feng)材(cai)料(liao)變硬時,密(mi)(mi)封(feng)的(de)(de)(de)可靠性就要受到破(po)壞(huai),特別(bie)是(shi)在低(di)壓差的(de)(de)(de)情況(kuang)下(xia)。此(ci)外(wai),像丁青橡(xiang)膠這(zhe)樣的(de)(de)(de)合成(cheng)橡(xiang)膠也可用(yong)作閥座(zuo)密(mi)(mi)封(feng)材(cai)料(liao),但(dan)它(ta)所適(shi)用(yong)的(de)(de)(de)介(jie)質和使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)溫(wen)度范圍(wei)藥受到限(xian)制。另外(wai),如果介(jie)質不潤滑,使(shi)用(yong)合成(cheng)橡(xiang)膠容(rong)易卡住球體。
為了滿足高溫(wen)、高壓、強沖蝕、長(chang)(chang)壽命(ming)等工(gong)(gong)業應用(yong)的(de)(de)使(shi)用(yong)要求(qiu),近(jin)十幾年(nian)來(lai),金(jin)屬密封球(qiu)閥(fa)得到(dao)了很大的(de)(de)發(fa)展。尤其在工(gong)(gong)業發(fa)達的(de)(de)國(guo)家,如美國(guo)、意大利、德國(guo)、西班牙、荷蘭等,對球(qiu)閥(fa)的(de)(de)結(jie)構不(bu)斷改(gai)進,出現(xian)全焊接閥(fa)體直埋式球(qiu)閥(fa)、升降式球(qiu)閥(fa)、使(shi)球(qiu)閥(fa)在長(chang)(chang)輸(shu)管線、煉油(you)裝置等工(gong)(gong)業領域的(de)(de)應用(yong)越(yue)來(lai)越(yue)廣泛,出現(xian)了大口徑(3050mm)、高壓力(70MPa)、寬溫(wen)度(du)范圍(wei)(-196~815℃)的(de)(de)球(qiu)閥(fa),從(cong)而使(shi)球(qiu)閥(fa)的(de)(de)技術達到(dao)一個全新的(de)(de)水平(ping)。
由于計(ji)(ji)(ji)(ji)算機(ji)輔(fu)助(zhu)設計(ji)(ji)(ji)(ji)(CAD)和(he)(he)計(ji)(ji)(ji)(ji)算機(ji)輔(fu)助(zhu)制(zhi)造(zao)(CAM)以(yi)及柔性(xing)(xing)(xing)制(zhi)造(zao)系(xi)統(FMS)在閥門(men)行業的(de)應用(yong)(yong)(yong),使(shi)(shi)(shi)球(qiu)(qiu)閥的(de)設計(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)(he)制(zhi)造(zao)達到一個全新(xin)的(de)水平(ping)。不但(dan)全面(mian)革新(xin)了(le)閥門(men)的(de)設計(ji)(ji)(ji)(ji)計(ji)(ji)(ji)(ji)算方式,減輕了(le)專(zhuan)業技術(shu)人(ren)員繁重的(de)重復性(xing)(xing)(xing)常規設計(ji)(ji)(ji)(ji)工作,使(shi)(shi)(shi)技術(shu)人(ren)員有(you)更多的(de)精(jing)力用(yong)(yong)(yong)于改(gai)進、提(ti)高(gao)產(chan)(chan)品(pin)性(xing)(xing)(xing)能和(he)(he)新(xin)產(chan)(chan)品(pin)開發,縮短新(xin)產(chan)(chan)品(pin)的(de)研究開發周期(qi)、全面(mian)提(ti)高(gao)勞動生產(chan)(chan)率,而且在升(sheng)降(jiang)桿式金屬密(mi)封球(qiu)(qiu)閥的(de)研制(zhi)開發過(guo)程(cheng)中(zhong),由于 CAD/CAM 的(de)應用(yong)(yong)(yong),出(chu)現了(le)由計(ji)(ji)(ji)(ji)算機(ji)輔(fu)助(zhu)設計(ji)(ji)(ji)(ji)、由計(ji)(ji)(ji)(ji)算機(ji)輔(fu)助(zhu)數(shu)控機(ji)床加(jia)工制(zhi)造(zao)的(de)閥桿螺旋扁(bian),使(shi)(shi)(shi)金屬密(mi)封球(qiu)(qiu)閥在啟閉(bi)過(guo)程(cheng)中(zhong)無任何擦傷和(he)(he)磨(mo)損,從(cong)而使(shi)(shi)(shi)球(qiu)(qiu)閥的(de)密(mi)封性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)壽命大(da)大(da)提(ti)高(gao)。球(qiu)(qiu)閥在完(wan)全開啟時,流阻很小,幾乎等于零,因(yin)此等徑球(qiu)(qiu)閥廣泛應用(yong)(yong)(yong)于石油天然氣(qi)管線中(zhong),因(yin)為容易清掃管線。由于球(qiu)(qiu)閥的(de)球(qiu)(qiu)體在啟閉(bi)過(guo)程(cheng)中(zhong)帶(dai)有(you)擦拭(shi)性(xing)(xing)(xing),故大(da)多數(shu)球(qiu)(qiu)閥可用(yong)(yong)(yong)于帶(dai)懸浮固體顆粒的(de)介(jie)(jie)質中(zhong),依(yi)據(ju)密(mi)封圈的(de)材料(liao)也可用(yong)(yong)(yong)于粉狀和(he)(he)顆粒狀的(de)介(jie)(jie)質。
由于球閥通常用橡膠、尼龍和聚四氟乙烯作為閥座密封圈材料,因此它的使用溫度受到閥座密封圈材料的限制。球閥的截止作用是靠金屬球體在介質的作用下,于塑料閥座之間相互壓緊來完成的(浮動球球閥)。閥座密封圈在一定的接觸壓力作用下,局部地區發生彈塑變形。這一變形可以補償球體的制造精度和表面粗糙度,保證球閥的密封性能。
又由于球閥的閥座密封圈通常采用塑料制成,故在選擇球閥的結構和性能上,要考慮球閥的耐火和防火,特別是在石油、化工、冶金等部門,在易燃、易爆介質的設備和管路系統中使用球閥,更應注意耐火和防火。
通常,在雙位調節、密封性能嚴格、泥漿、磨損、縮口通道、啟閉動作迅速(1/4 轉啟閉)、高壓截止(壓差大)、低噪聲、有氣穴和氣化現象、向大氣少量滲漏,操作力矩小、流體阻力小的管路系統中,推薦使用球閥。
球閥也適用于輕型結構、低壓截止(壓差小)、腐蝕性介質的管路系統中。
在低溫(深冷)裝置和管路系統中也可選用球閥。
在冶金行業的氧氣管路系統中,需使用經過嚴格脫脂處理的球閥。
在輸油管線和輸氣管線中的主管線需埋設在地下時,需使用全通徑焊接式球閥。
在要求具有調節性能時,需選用帶V形開口的專用結構的球閥。
在(zai)石(shi)油(you)(you)、石(shi)油(you)(you)化(hua)工(gong)(gong)、化(hua)工(gong)(gong)、電力、城市建設中,工(gong)(gong)作溫度在(zai) 200℃ 以上的管路系統(tong)可選用金(jin)(jin)屬對金(jin)(jin)屬密(mi)封的球(qiu)閥。
安裝前的準備 | 1、球閥前后管線已準備好。前后管道應同軸,兩法蘭密封面應平行。管道應能承受球閥的重量,否則管道上必須配有適當的支撐。 |
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2、把閥前后管線吹掃干凈,清除掉管道內的油污、焊渣和一切其它雜質。 | |
3、核對球閥的標志,查明球閥完好無損。將閥全開全閉數次證實其工作正常。 | |
4、拆去球閥兩端連接法蘭上的保護件。 | |
5、檢查閥孔清除可能有的污物,然后清洗閥孔。閥座與球之間即使僅有微小顆粒的異物也可能會損傷閥座密封面。 | |
安裝 | 1、把閥裝上管線。閥的任何一端都可裝在上游端。用手柄驅動的閥可安裝在管道上的任意位置。但帶有齒輪箱或氣動驅動器的球閥應直立安裝,即安裝在水平管道上,且驅動裝置處于管道上方。 |
2、閥法蘭與管線法蘭間按管路設計要求裝上密封墊。 | |
3、法蘭上的螺栓需對稱、逐次、均勻擰緊。 | |
4、連接氣動管線(采用氣動驅動器時)。 | |
安裝后的檢查 | 1、操作驅動器啟、閉球閥數次,應靈活無滯澀,證實其工作正常。 |
2、按管路設計要求對管道與球閥間的法蘭結合面進行密封性能檢查。 |