浮動(dòng)球閥(Floating Ball Valve)的球體在介質(zhì)壓力作用下產(chǎn)生軸向位移,壓緊下游閥座實(shí)現(xiàn)密封。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為:球體*通過(guò)閥桿單點(diǎn)固定,上游側(cè)留有活動(dòng)間隙(約0.5~1.0mm)。當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí),介質(zhì)壓力推動(dòng)球體向下游閥座移動(dòng),形成自緊式密封。該設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可靠,適用于DN50以下、PN40以下工況,但高壓下可能因球**移過(guò)大導(dǎo)致操作扭矩激增,需限制使用壓力。 分體式閥體(Split Body)由左右兩片或三片法蘭通過(guò)螺栓固定,便于內(nèi)部組件維修更換,適用于DN50以上口徑,但承壓能力受連接面密封限制(比較高PN100);一體式閥體(One-Piece Body)采用整體鍛造或鑄造工藝,無(wú)中法蘭泄漏風(fēng)險(xiǎn),可承受PN160~PN420高壓,但維修時(shí)需從管道拆卸,常見(jiàn)于化工高壓反應(yīng)系統(tǒng)。例如,API 6D標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,Class 1500及以上閥門必須采用一體式結(jié)構(gòu)以確保完整性。三片式球閥便于維修,無(wú)需從管道上拆卸。吉林半夾套球閥
氧氣球閥采用全不銹鋼結(jié)構(gòu)(SS316L),所有部件經(jīng)嚴(yán)格脫脂的處理(殘留油脂量<25mg/m2)。其特殊的設(shè)計(jì)包括:防靜電裝置的確保球體與閥體間電阻<10Ω;銅合金閥座避免機(jī)械火花的;慢開(kāi)慢閉的機(jī)構(gòu)(開(kāi)啟時(shí)間≥15秒)防止絕熱壓縮的引燃。根據(jù)GB/T16912標(biāo)準(zhǔn),閥門需通過(guò)氧氣沖擊的試驗(yàn)(在13.8MPa氧氣壓力下反復(fù)啟閉100次無(wú)異常)。某鋼鐵廠氧氣管線采用的DN200氧氣球閥,經(jīng)過(guò)特殊表面處理(Ra≤0.4μm),使著火風(fēng)險(xiǎn)降低90%。山東浮動(dòng)球閥球閥的操作扭矩比閘閥小50%以上。
固定球閥(Trunnion Mounted Ball Valve)通過(guò)上下兩根支撐軸(Trunnion)將球體固定在閥體內(nèi),閥座由彈簧預(yù)緊力實(shí)現(xiàn)初始密封,介質(zhì)壓力進(jìn)一步增強(qiáng)密封效果。其**優(yōu)勢(shì)在于:支撐軸分散了介質(zhì)對(duì)球體的側(cè)向推力,使操作扭矩降低50%以上,適用于DN200以上、PN100~PN420高壓大口徑管道,如天然氣長(zhǎng)輸管線。根據(jù)API 6D標(biāo)準(zhǔn),Class 600及以上閥門必須采用固定式結(jié)構(gòu)。全通徑球閥(Full Bore)的球體通孔直徑等于管道內(nèi)徑(如DN100閥門的通孔為100mm),流阻系數(shù)(Kv值)接近1,壓損可忽略不計(jì),適用于清管器通過(guò)或高流量需求場(chǎng)景(如原油輸送);縮徑球閥(Reduced Bore)的通孔直徑縮小至管道內(nèi)徑的70%~90%,結(jié)構(gòu)更緊湊且成本降低30%,但流阻增加約1.5倍,適合空間受限的低壓系統(tǒng)(如建筑給排水)。選型時(shí)需根據(jù)ISO 5208標(biāo)準(zhǔn)校核Cv值是否滿足工藝要求。
金屬硬密封球閥采用司太立(Stellite 6)或碳化鎢(WC)在球體表面等離子堆焊0.8~1.5mm耐磨層,閥座基體選用316L不銹鋼,表面激光熔覆Inconel 625合金。該結(jié)構(gòu)可在538℃高溫和45m/s顆粒沖刷工況下保持密封性,用于煤化工氣化爐鎖斗閥時(shí),壽命較軟密封閥延長(zhǎng)5倍以上。制造時(shí)需控制堆焊層殘余應(yīng)力,避免高溫工況下發(fā)生熱裂紋。PTFE(聚四氟乙烯):耐溫-196℃~+200℃,耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿,摩擦系數(shù)0.05,但抗冷流性差,需添加15%玻璃纖維增強(qiáng);PEEK(聚醚醚酮):耐溫可達(dá)260℃,耐蒸汽和烴類介質(zhì),硬度高,適合高壓潔凈流體;NBR(丁腈橡膠):耐油性好,成本低,但*適用于80℃以下水介質(zhì)。根據(jù)ASTMD2000標(biāo)準(zhǔn),閥座材料需通過(guò)壓縮長(zhǎng)久變形(≤20%)和耐介質(zhì)膨脹(體積變化≤10%)測(cè)試。縮徑球閥結(jié)構(gòu)更緊湊,但會(huì)增加系統(tǒng)壓降。
固定球閥(Trunnion Mounted Ball Valve)的**特征在于球體通過(guò)上下兩根剛性支撐軸(Trunnion)固定在閥體內(nèi),形成雙點(diǎn)機(jī)械約束。這種設(shè)計(jì)將介質(zhì)壓力產(chǎn)生的側(cè)向推力分散至閥體與支撐軸,***降低操作扭矩(較浮動(dòng)球閥減少40%~60%)。在高壓工況(如PN420/Class 2500)下,球體與閥座間通過(guò)碟形彈簧預(yù)緊力實(shí)現(xiàn)初始密封,介質(zhì)壓力進(jìn)一步強(qiáng)化密封接觸應(yīng)力。例如,某天然氣長(zhǎng)輸管線項(xiàng)目中,DN600固定球閥在9.0 MPa壓力下的啟閉扭矩*2800 N·m,而同等工況浮動(dòng)球閥需4800 N·m。根據(jù)API 6D標(biāo)準(zhǔn),固定球閥需通過(guò)4倍額定壓力的殼體強(qiáng)度測(cè)試,確保支撐軸與閥體連接處無(wú)塑性變形。
API 6D是石油天然氣用球閥的主要標(biāo)準(zhǔn)。吉林半夾套球閥
氣體球閥是專門用于控制各類氣體介質(zhì)的關(guān)鍵管道設(shè)備,其設(shè)計(jì)必須滿足嚴(yán)格的密封性和安全性要求。這類閥門通常采用浮動(dòng)球或固定球結(jié)構(gòu),閥體材質(zhì)根據(jù)氣體特性可選用碳鋼、不銹鋼或特種合金。密封系統(tǒng)采用多層次設(shè)計(jì),包括主密封(金屬對(duì)金屬或軟密封)和輔助密封(如O型圈或石墨填料)。氣體球閥的***特點(diǎn)是低流阻設(shè)計(jì),全通徑結(jié)構(gòu)的Cv值可達(dá)同等口徑閘閥的3-5倍,特別適合大流量氣體輸送。為防止氣體泄漏,閥桿采用防吹出結(jié)構(gòu)(Anti-blowout stem),并配備雙重填料密封。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景不同,氣體球閥的工作壓力范圍可從真空(10-3Pa)到高壓(42MPa),溫度適應(yīng)范圍從**溫(-196℃)到高溫(600℃)。吉林半夾套球閥