球閥的設計和制造以及工作環境

　　hbzhan內容導讀：球閥在*開啟時，流阻很小，幾乎等于零，因此等徑球閥廣泛應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，故大多數球閥可用于帶懸浮固體顆粒的介質中，依據密封圈的材料也可用于粉狀和顆粒狀的介質。
　　
　　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物質都是惰性的，且具有摩擦系數小、性能穩定、不易老化、溫度適用范圍廣和密封性能優良的綜合性特點。但聚四氟乙烯的物理特性，包括較高的膨脹系數，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。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，但它所適用的介質和使用的溫度范圍藥受到限制。另外，如果介質不潤滑，使用合成橡膠容易卡住球體。
　　
　　為了滿足高溫、高壓、強沖蝕、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。尤其在工業發達的國家，如美國、意大利、德國、西班牙、荷蘭等，對球閥的結構不斷改進，出現全焊接閥體直埋式球閥、升降式球閥、使球閥在長輸管線、煉油裝置等工業領域的應用越來越廣泛，出現了大口徑（3050mm）、高壓力（70MPa）、寬溫度范圍（-196~815℃）的球閥，從而使球閥的技術達到一個全新的水平。
　　
　　球閥設計與制造
　　
　　由于計算機輔助設計（CAD）和計算機輔助制造（CAM）以及柔性制造系統（FMS）在閥門行業的應用，使球閥的設計和制造達到一個全新的水平。不但全面革新了閥門的設計計算方式，減輕了專業技術人員繁重的重復性常規設計工作，使技術人員有更多的精力用于改進、提高產品性能和新產品開發，縮短新產品的研究開發周期、全面提高勞動生產率，而且在升降桿式金屬密封球閥的研制開發過程中，由于CAD/CAM的應用，出現了由計算機輔助設計、由計算機輔助數控機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，故大多數球閥可用于帶懸浮固體顆粒的介質中，依據密封圈的材料也可用于粉狀和顆粒狀的介質。
　　
　　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?。⒏g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形開口的結構的球閥。
　　
　　在石油、石油化工、化工、電力、城市建設中，工作溫度在200℃以上的管路系統可選用金屬對金屬密封的球閥。
　　
　　球閥適用原則
　　
　　石油、天然氣的輸送主管線、需要清掃管線的，又需埋設在地下的，選用全通經、全焊接結構的球閥；埋設在地上的，選擇全通經焊接連接或法蘭連接的球閥；支管，選用法蘭連接、焊接連接，全通經或縮徑的球閥。
　　
　　成品油的輸送管線和貯存設備，選用法蘭連接的球閥。
　　
　　城市煤氣和天然氣的管路上，選用法蘭連接和內螺紋連接的浮動球閥。
　　
　　冶金系統中的氧氣管路系統中，宜選用經過嚴格脫脂處理，法蘭連接的固定球球閥。
　　
　　低溫介質的管路系統和裝置上，宜選用加上閥蓋的低溫球閥。
　　
　　煉油裝置的催化裂化裝置的管路系統上，可選用升降桿式球閥。
　　
　　化工系統的酸堿等腐蝕性介質的裝置和管路系統中，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。
　　
　　冶金系統、電力系統、石化裝置、城市供熱系統中的高溫介質的管路系統或裝置上，可選用金屬對金屬密封球閥。