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1 球閥結(jié)構(gòu)

球閥是由旋塞閥演變而來的，它的啟閉件作為一個球體,，利用球體繞閥桿的軸線旋轉(zhuǎn) 90 度實(shí)現(xiàn)開啟和關(guān)閉的目的,。

2 球閥作用

球閥在管道上主要用于切斷、分配和改變介質(zhì)流動方向,，設(shè)計成 V 形開口的球閥還具有良好的流量調(diào)節(jié)功能,。

球閥不僅結(jié)構(gòu)簡單、密封性能好,，而且在一定的公稱通經(jīng)范圍內(nèi)體積較小,、重量輕、材料耗用少,、安裝尺寸小,，并且驅(qū)動力矩小，操作簡便,、易實(shí)現(xiàn)快速啟閉,，是近十幾年來發(fā)展zui快的閥門品種之一,。特別是在美、日,、德,、法、意,、西,、英等工業(yè)發(fā)達(dá)國家，球閥的使用非常廣泛,，使用品種和數(shù)量仍在繼續(xù)擴(kuò)大,，并向高溫、高壓,、大口經(jīng),、高密封性、長壽命,、優(yōu)良的調(diào)節(jié)性能以及一閥多功能方向發(fā)展，其可靠性及其他性能指標(biāo)均達(dá)到較高水平,，并已部分取代閘閥,、截止閥、調(diào)節(jié)閥,。

隨著球閥的技術(shù)進(jìn)步,，在可以預(yù)見的短時見內(nèi)，特別是在石油天然氣管線上,、煉油裂解裝置上以及核工業(yè)上將有更廣泛的應(yīng)用,。此外，在其他工業(yè)中的大中型口徑,、中低壓力領(lǐng)域,，球閥也將會成為主導(dǎo)的閥門類型之一。

3 球閥的優(yōu)點(diǎn)

1. 具有zui低的流阻（實(shí)際上為零）,。
2. 因在工作時不會卡?。ㄔ跓o潤滑劑時），故能可靠地應(yīng)用與腐蝕性介質(zhì)和低沸點(diǎn)液體中,。
3. 在較大地壓力和溫度范圍內(nèi),，能實(shí)現(xiàn)*密封。
4. 可實(shí)現(xiàn)快速啟閉,，某些結(jié)構(gòu)的啟閉時間僅為 0.05~0.1s,，以保證能用于試驗臺的自動化系統(tǒng)中?？焖賳㈤]閥門時,，操作無沖擊。
5. 球型關(guān)閉件能在位置上自動定位。
6. 工作介質(zhì)在雙面上密封可靠,。
7. 在全開和全閉時,，球體和閥座的密封面與介質(zhì)隔離，因此高速通過閥門的介質(zhì)不會引起密封面的侵蝕,。
8. 結(jié)構(gòu)緊湊,、重量輕，可以認(rèn)為它時用于低溫介質(zhì)系統(tǒng)的zui合理的閥門結(jié)構(gòu),。
9. 閥體對稱,，尤其時焊接閥體結(jié)構(gòu)，能很好地承受來自管道的應(yīng)力,。
10. 關(guān)閉件能承受關(guān)閉時的高壓差,。
11. 全焊接閥體的球閥，可以直埋于地下,，使閥門內(nèi)件不受侵蝕,，zui高使用壽命可達(dá) 30 年，是石油,、天然氣管線的閥門,。

由于球閥有上述優(yōu)點(diǎn)，所以適用范圍很廣,，球閥可適用于：

1. 公稱通經(jīng)從 8mm 到 1200mm,。
2. 公稱壓力從真空到 42MPa。
3. 工作溫度從 -204℃~815℃,。

4 球閥密封性

球閥zui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(zhì)都是惰性的，且具有摩擦系數(shù)小,、性能穩(wěn)定,、不易老化、溫度適用范圍廣和密封性能優(yōu)良的綜合性特點(diǎn),。但聚四氟乙烯的物理特性,，包括較高的膨脹系數(shù)，對冷流的敏感性和不良的熱傳導(dǎo)性,，要求閥座密封的設(shè)計必須圍繞這些特性進(jìn)行,。閥座密封的塑性材料也包括填充聚四氟乙烯、尼龍和其他許多材料,。但是,，當(dāng)密封材料變硬時，密封的可靠性就要受到破壞,，特別是在低壓差的情況下,。此外,，像丁青橡膠這樣的合成橡膠也可用作閥座密封材料，但它所適用的介質(zhì)和使用的溫度范圍藥受到限制,。另外,，如果介質(zhì)不潤滑，使用合成橡膠容易卡住球體,。

為了滿足高溫,、高壓、強(qiáng)沖蝕,、長壽命等工業(yè)應(yīng)用的使用要求,，近十幾年來，金屬密封球閥得到了很大的發(fā)展,。尤其在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家,，如美國、意大利,、德國,、西班牙、荷蘭等,，對球閥的結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn),，出現(xiàn)全焊接閥體直埋式球閥、升降式球閥,、使球閥在長輸管線,、煉油裝置等工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛,，出現(xiàn)了大口徑（3050mm）,、高壓力（70MPa）、寬溫度范圍（-196~815℃）的球閥,，從而使球閥的技術(shù)達(dá)到一個全新的水平,。

5 球閥設(shè)計與制造

由于計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）和計算機(jī)輔助制造（CAM）以及柔性制造系統(tǒng)（FMS）在閥門行業(yè)的應(yīng)用，使球閥的設(shè)計和制造達(dá)到一個全新的水平,。不但全面革新了閥門的設(shè)計計算方式,，減輕了專業(yè)技術(shù)人員繁重的重復(fù)性常規(guī)設(shè)計工作，使技術(shù)人員有更多的精力用于改進(jìn),、提高產(chǎn)品性能和新產(chǎn)品開發(fā),，縮短新產(chǎn)品的研究開發(fā)周期、全面提高勞動生產(chǎn)率,，而且在升降桿式金屬密封球閥的研制開發(fā)過程中,，由于 CAD/CAM 的應(yīng)用，出現(xiàn)了由計算機(jī)輔助設(shè)計,、由計算機(jī)輔助數(shù)控機(jī)床加工制造的閥桿螺旋扁,，使金屬密封球閥在啟閉過程中無任何擦傷和磨損,，從而使球閥的密封性和使用壽命大大提高。球閥在*開啟時,，流阻很小,，幾乎等于零，因此等徑球閥廣泛應(yīng)用于石油天然氣管線中,，因為容易清掃管線,。由于球閥的球體在啟閉過程中帶有擦拭性，故大多數(shù)球閥可用于帶懸浮固體顆粒的介質(zhì)中,，依據(jù)密封圈的材料也可用于粉狀和顆粒狀的介質(zhì),。

6 球閥適用場合

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(zhì)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(qū)發(fā)生彈塑變形。這一變形可以補(bǔ)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(jié)構(gòu)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(zhì)的設(shè)備和管路系統(tǒng)中使用球閥,，更應(yīng)注意耐火和防火,。

通常，在雙位調(diào)節(jié),、密封性能嚴(yán)格,、泥漿、磨損,、縮口通道,、啟閉動作迅速（1/4 轉(zhuǎn)啟閉）、高壓截止（壓差大）,、低噪聲,、有氣穴和氣化現(xiàn)象、向大氣少量滲漏,，操作力矩小,、流體阻力小的管路系統(tǒng)中,，推薦使用球閥。

球閥也適用于輕型結(jié)構(gòu),、低壓截止（壓差?。⒏g性介質(zhì)的管路系統(tǒng)中,。

在低溫（深冷）裝置和管路系統(tǒng)中也可選用球閥,。

在冶金行業(yè)的氧氣管路系統(tǒng)中，需使用經(jīng)過嚴(yán)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(shè)在地下時,，需使用全通徑焊接式球閥。

在要求具有調(diào)節(jié)性能時,，需選用帶Ｖ形開口的結(jié)構(gòu)的球閥,。

在石油、石油化工,、化工,、電力、城市建設(shè)中,，工作溫度在 200℃ 以上的管路系統(tǒng)可選用金屬對金屬密封的球閥,。

7 球閥適用原則

1. 石油、天然氣的輸送主管線,、需要清掃管線的,，又需埋設(shè)在地下的，選用全通經(jīng),、全焊接結(jié)構(gòu)的球閥,；埋設(shè)在地上的，選擇全通經(jīng)焊接連接或法蘭連接的球閥,；支管,，選用法蘭連接,、焊接連接,，全通經(jīng)或縮徑的球閥。
2. 成品油的輸送管線和貯存設(shè)備,，選用法蘭連接的球閥,。
3. 城市煤氣和天然氣的管路上，選用法蘭連接和內(nèi)螺紋連接的浮動球閥,。
4. 冶金系統(tǒng)中的氧氣管路系統(tǒng)中,，宜選用經(jīng)過嚴(yán)格脫脂處理，法蘭連接的固定球球閥,。
5. 低溫介質(zhì)的管路系統(tǒng)和裝置上,，宜選用加上閥蓋的低溫球閥,。
6. 煉油裝置的催化裂化裝置的管路系統(tǒng)上，可選用升降桿式球閥,。
7. 化工系統(tǒng)的酸堿等腐蝕性介質(zhì)的裝置和管路系統(tǒng)中,，宜選用奧氏體不銹鋼制造的、聚四氟乙烯為閥座密封圈的全不銹鋼球閥,。
8. 冶金系統(tǒng),、電力系統(tǒng)、石化裝置,、城市供熱系統(tǒng)中的高溫介質(zhì)的管路系統(tǒng)或裝置上,，可選用金屬對金屬密封球閥。
9. 需要進(jìn)行流量調(diào)節(jié)時,，可選用蝸輪蝸桿傳動的,、氣動或電動的帶 V 形開口的調(diào)節(jié)球閥。

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