球閥

球閥 介紹

球（qiú）閥結構

球閥是由旋塞閥演變而來的，它的啟閉件作為一個球體，利用球體繞閥杆（gǎn）的軸線旋轉 90 度實現開啟和關閉的目的（de）。

球閥作用

球（qiú）閥（fá）在管道上主要用（yòng）於切斷、分配和改變介質流動方向（xiàng），設計成 V 形（xíng）開口的球閥還具有良好的（de）流量（liàng）調節功能。
球（qiú）閥不僅結構簡（jiǎn）單、密封（fēng）性能好，而且在一定的公稱通經範圍內體積較小、重量輕、材料耗用少、安裝尺寸小，並且（qiě）驅動力矩小（xiǎo），操作（zuò）簡便（biàn）、易實現快速啟閉（bì），是近（jìn）十幾年來發展最快的閥門品種之一。特別是（shì）在美、日、德、法、意、西、英等（děng）工業發達國家，球閥的（de）使用非常廣泛，使用品（pǐn）種和數量仍（réng）在繼續擴大，並向（xiàng）高溫、高壓、大口經、高密封性（xìng）、長壽命、優良的調節性能以及一閥多功能方向發展（zhǎn），其可靠性（xìng）及其他（tā）性能指標均達到較高水平，並已（yǐ）部（bù）分取（qǔ）代閘閥、截止閥、調節閥。
隨（suí）著球閥的技術進步（bù），在可（kě）以預見的短（duǎn）時見內，特（tè）別是（shì）在石油天然氣（qì）管線上、煉油裂解裝置上以及核工業（yè）上將（jiāng）有更廣泛的應用。此外，在其他工（gōng）業（yè）中的大中型口徑、中低壓力領域，球閥也將會成為主導的閥門類型之一。

球閥的優點（diǎn）

• 具有最低的流阻（實際（jì）上為零）。
• 因在工作時不會卡住（在無潤滑劑時），故能可靠地應用與腐蝕（shí）性介質和低沸點液體中（zhōng）。
• 在較大地壓力和（hé）溫度範圍（wéi）內，能實現完（wán）全密封。
• 可實現快速啟閉，某些結構的（de）啟閉時間僅為 0.05~0.1s，以保證能用於試驗台的自動化係統中。快速啟閉閥門時，操作（zuò）無衝擊。
• 球型關閉件能（néng）在位（wèi）置上自動定位。
• 工作介質在雙麵上密封可靠。
• 在全開和全閉時，球體和閥座的密封麵與介質隔離，因此高速通過閥門的介質不會引起密封麵的侵（qīn）蝕。
• 結構緊湊、重量輕，可以認為它時用於低溫介質係統的最合理的閥門結構。
• 閥體對（duì）稱，尤其時焊接閥體（tǐ）結構，能很好地承受來自管（guǎn）道的應力。
• 關閉件能（néng）承受關閉時的高壓差。
• 全焊（hàn）接閥體（tǐ）的球閥，可以直埋於地下，使閥門內件不受侵蝕，最高使用壽命可達 30 年，是石油、天然氣管線最理想的閥門（mén）。

由於球閥有上述優點，所以適（shì）用範（fàn）圍很廣，球閥可適（shì）用於：

• 公稱通經從 8mm 到 1200mm。
• 公稱壓力從真空到 42MPa。
• 工作溫度從 -204℃~815℃。

球閥密封性（xìng）

球閥最主要的閥座密封圈材料就是聚四氟乙烯（PTFE），它對幾乎所有的化學（xué）物質都是惰性（xìng）的，且具有摩擦係數小、性能穩（wěn）定、不易老（lǎo）化、溫度適用範圍廣和密封性能優良的綜合性特點。但（dàn）聚四氟乙烯的物理特性，包括較高的膨脹係數，對冷流的敏感性和不良的熱傳導性，要求閥座密封的設計必須圍繞這些特性進行（háng）。閥座密封的（de）塑（sù）性材料（liào）也包括填（tián）充（chōng）聚四氟乙烯、尼龍和其他許多材料。但是，當密封材料變硬（yìng）時，密封的可靠性就要受到（dào）破壞，特別是在低壓差的情況下。此外，像（xiàng）丁青（qīng）橡膠這樣的合成橡膠也可（kě）用作閥座密封材料，但它所適用的介質和使用的溫度範圍藥（yào）受到限製。另外，如果（guǒ）介質不（bú）潤滑，使用合成橡膠（jiāo）容易卡住球體。

為（wéi）了滿（mǎn）足高溫、高（gāo）壓、強衝蝕、長壽命等工業應用的使用要求，近十幾年來，金屬密封球閥得到了很大的發展。尤其在工業（yè）發達的國家，如美國、意大利、德國、西班牙、荷蘭等，對（duì）球閥的結構不斷改進，出現（xiàn）全焊接閥體直埋式（shì）球閥、升降式球閥、使（shǐ）球（qiú）閥在長輸管線、煉油裝（zhuāng）置等工（gōng）業領域（yù）的應（yīng）用越（yuè）來越廣泛，出現了大口徑（3050mm）、高壓（yā）力（70MPa）、寬（kuān）溫度範圍（wéi）（-196~815℃）的球閥，從而使球閥（fá）的技（jì）術達到（dào）一個全新的水平。

球閥設（shè）計（jì）與製造

由（yóu）於計（jì）算機輔助設計（CAD）和計算機輔助製造（CAM）以及柔性製造係統（FMS）在閥門行（háng）業的應用，使（shǐ）球閥的設計和（hé）製造達到一（yī）個全新的水（shuǐ）平。不但全麵革新了閥門的設計計算方式，減（jiǎn）輕了專業技術人員繁（fán）重的重複性常規設計工作，使技（jì）術人員有更多的精力用於改進、提高產品性能和新產品開（kāi）發，縮（suō）短新產品的研究開發周期、全麵提高勞（láo）動（dòng）生（shēng）產率（lǜ），而且在升降杆式金屬密封球閥的（de）研製開發過程中，由於 CAD/CAM 的應用，出現了由（yóu）計算機輔助設計、由計算機輔助數控機床加工製造的閥杆螺旋扁，使金屬密封球閥在啟閉過（guò）程中（zhōng）無任何擦傷和（hé）磨損，從而使球閥的密封性和使用壽命大大提高。球閥（fá）在完全開啟時，流阻很小，幾乎等於零，因此等徑（jìng）球閥廣泛應用於石油天然氣管線中，因為容易清掃管線。由於球閥的球體在（zài）啟閉過程中帶有擦拭性（xìng），故大多數球（qiú）閥可（kě）用於（yú）帶懸浮固體顆粒的介（jiè）質中，依據密封圈的材料也可用於粉狀和顆（kē）粒狀的介質。

球閥適用場合

由於球閥通常用橡膠（jiāo）、尼龍和聚四氟（fú）乙（yǐ）烯作為閥座密封圈材料，因此它（tā）的使用溫度受到閥（fá）座密封圈材（cái）料的限製。球閥的截止作用是靠金屬球體在介質的（de）作用（yòng）下，於（yú）塑料閥（fá）座之（zhī）間相互壓緊（jǐn）來完成的（浮動（dòng）球球閥）。閥（fá）座密封圈在一定的接觸壓力（lì）作用下（xià），局部地區（qū）發生彈塑變形。這一變（biàn）形可以補（bǔ）償球體的製造精度和表麵粗糙度，保證球閥的（de）密封性能。
又由（yóu）於（yú）球閥的閥座密封圈通（tōng）常采用塑料製成，故在選擇球閥的結構和性能（néng）上（shàng），要考慮（lǜ）球（qiú）閥的耐（nài）火和防火，特別是（shì）在石油、化工、冶金等部門，在易（yì）燃、易爆介（jiè）質（zhì）的設備和管路係統中使用球閥，更應注意耐火和防（fáng）火。
通常，在雙位調節、密封性能嚴（yán）格、泥（ní）漿（jiāng）、磨損、縮口通道、啟閉動作迅速（1/4 轉啟閉）、高壓截止（zhǐ）（壓差大）、低（dī）噪聲、有氣（qì）穴和氣化現象、向大（dà）氣少量滲漏，操作（zuò）力矩小、流體阻力小（xiǎo）的管路係統中，推薦使用球閥（fá）。
球閥（fá）也適用於輕型結構、低壓截止（壓（yā）差小）、腐蝕性介質的管路係統中。
在低溫（深冷（lěng））裝置和（hé）管路係統（tǒng）中也可選用球閥。
在冶金行業的氧氣管路係統中，需使用經過嚴格脫脂處理的球閥。
在輸油管線和輸（shū）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（gòu）的球閥。
在石油、石油化工、化工、電力、城市建設中，工作（zuò）溫度在 200℃ 以上的管路係統可選（xuǎn）用金屬對金屬（shǔ）密封的（de）球閥。

球閥適用原則

• 石油、天然氣的輸送（sòng）主管線、需（xū）要（yào）清掃管線的，又需埋設在地（dì）下的，選用全通經、全焊接結構的球閥；埋設在地上的，選擇全通（tōng）經焊接連接或法蘭連接的球閥；支管（guǎn），選用法蘭連接、焊接連接，全通經或縮（suō）徑的球閥。
• 成品油（yóu）的輸送管線和貯存設備（bèi），選用法蘭連接的（de）球閥。
• 城市煤氣和天然氣的管（guǎn）路上，選用法蘭連接和（hé）內螺紋連接（jiē）的（de）浮動球閥。
• 冶金係統中（zhōng）的（de）氧氣管（guǎn）路係統中，宜選用經過嚴格脫脂處理（lǐ），法蘭連接的固定球球閥。
• 低溫介質的管路係（xì）統（tǒng）和（hé）裝置上，宜選（xuǎn）用加上閥蓋的低溫球閥。
• 煉油裝置的催化裂化裝置的（de）管路係統上，可選用升降杆式球閥。
• 化工係統的酸堿（jiǎn）等腐蝕性（xìng）介質的（de）裝置和管路係統中，宜選用奧氏體不鏽（xiù）鋼製造的、聚四氟（fú）乙（yǐ）烯為閥座（zuò）密封圈的全不鏽鋼球（qiú）閥。
• 冶（yě）金（jīn）係統、電力係統、石化裝（zhuāng）置、城市供熱係統（tǒng）中的高（gāo）溫介質的管路係統（tǒng）或裝置上，可選用金屬對金屬密封球閥。
• 需要進行流量調節（jiē）時（shí），可選用蝸輪蝸杆傳動的、氣動或電動的帶 V 形開口的調（diào）節球閥。

球閥安裝注意事宜

球閥的維修

• 必須先查明球閥上、下遊管道確（què）已卸除壓力後，才能進行拆卸分解操作。
• 分解及再裝配（pèi）時必須小心防止損傷零（líng）件的密封麵，特別是非金屬零件，取出 O 型圈時宜使用專用工具。
• 裝配時（shí）法蘭（lán）上的螺栓必（bì）須對稱、逐步、均勻地擰緊。
• 清洗劑應與球閥中的橡膠件、塑料件、金屬（shǔ）件及工作介質（例如燃氣）等均相容。工作介質為燃氣時，可用汽油（GB484-89）清洗金屬零件。非金屬（shǔ）零件用純淨水（shuǐ）或酒精（jīng）清洗。
• 分（fèn）解下（xià）來的單個（gè）零（líng）件可以用浸洗方式清洗。尚留有未（wèi）分解下來的非金屬（shǔ）件的金屬件可（kě）采用幹淨的細潔的浸漬（zì）有清洗劑的綢布（為避（bì）免纖維脫落粘（zhān）附在零件（jiàn）上）擦洗。清洗時須去除一切粘附（fù）在壁麵上的油脂、汙垢、積膠、灰塵等。
• 非金屬零件清洗後（hòu）應立即從清洗劑中取出，不得長時間浸泡。
• 清（qīng）洗後（hòu）需待被洗壁麵清洗劑揮發（fā）後（可用未浸清洗劑的綢布擦）進（jìn）行裝配，但不得長時間擱置（zhì），否則會生（shēng）鏽、被（bèi）灰塵汙染。
• 新零件在裝配前也需清洗幹淨。
• 使用潤滑脂潤滑。潤（rùn）滑脂應與（yǔ）球閥金屬材料、橡膠件、塑料件及工作介質均相容。工作介質為燃氣時，可用例如特 221 潤滑（huá）脂。在密封（fēng）件安裝槽的表麵上塗一（yī）薄層潤滑脂（zhī），在橡（xiàng）膠密封件（jiàn）上塗一薄層潤滑脂，閥杆的密封麵及（jí）摩擦麵上塗一薄層潤滑脂。
• 裝配時應不允許有金屬碎屑（xiè）、纖維（wéi）、油脂（規定使用的除外（wài））灰塵（chén）及（jí）其它雜質、異物等汙染、粘附或停留在零件表麵上或進入內腔。