浮動球閥(Floating Ball Valve)的球體在介質(zhì)壓力作用下產(chǎn)生軸向位移,壓緊下游閥座實現(xiàn)密封。其結(jié)構(gòu)特點為:球體*通過閥桿單點固定,上游側(cè)留有活動間隙(約0.5~1.0mm)。當(dāng)閥門關(guān)閉時,介質(zhì)壓力推動球體向下游閥座移動,形成自緊式密封。該設(shè)計簡單可靠,適用于DN50以下、PN40以下工況,但高壓下可能因球**移過大導(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,無中法蘭泄漏風(fēng)險,可承受PN160~PN420高壓,但維修時需從管道拆卸,常見于化工高壓反應(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。快速切斷球閥,緊急時刻迅速響應(yīng),保障生產(chǎn)安全。青海V型球閥
固定球閥(Trunnion Mounted Ball Valve)通過上下兩根支撐軸(Trunnion)將球體固定在閥體內(nèi),閥座由彈簧預(yù)緊力實現(xiàn)初始密封,介質(zhì)壓力進一步增強密封效果。其**優(yōu)勢在于:支撐軸分散了介質(zhì)對球體的側(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,適用于清管器通過或高流量需求場景(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)。選型時需根據(jù)ISO 5208標(biāo)準(zhǔn)校核Cv值是否滿足工藝要求。青海V型球閥氣動球閥的響應(yīng)速度通常在3-5秒內(nèi)。
針對SF6氣體易吸附的特性,球閥內(nèi)表面采用特殊處理工藝。首先進行電解拋光,使表面粗糙度降至Ra0.1μm以下;然后鍍覆金或鎳保護層,厚度不小于5μm。閥座采用特殊配方的PTFE復(fù)合材料,添加15%碳纖維增強,既保證密封性又減少氣體吸附。某特高壓工程中,經(jīng)過這種處理的球閥使氣體回收率提高至99.8%,遠高于常規(guī)閥門的97.5%。閥門內(nèi)部死角容積控制在0.5cm3以下,比較大限度減少氣體殘留。SF6球閥采用三級密封系統(tǒng)確保零泄漏。***級為金屬硬密封,接觸壓力達200N/mm2;第二級為波紋管密封,波紋層數(shù)不少于8層;第三級為磁力傳動裝置,完全消除閥桿穿透處的泄漏可能。根據(jù)GB/T 11023標(biāo)準(zhǔn),閥門泄漏率必須小于0.5%/年。某直流換流站采用的DN100球閥,經(jīng)過氦質(zhì)譜檢測,實際泄漏率*為0.01%/年。密封面硬度控制在HRC45-50之間,既保證密封性又避免過硬導(dǎo)致脆裂。
液化天然氣(LNG)儲運系統(tǒng)需使用-162℃**溫球閥,其材料選擇與熱處理工藝尤為關(guān)鍵。閥體通常采用ASTM A352 LCB(-46℃)或LC3(-101℃)低溫鋼,經(jīng)正火+回火處理細化晶粒;球體與閥桿使用奧氏體不銹鋼(如SS316L),避免低溫脆變。密封環(huán)節(jié)采用雙重保障:主密封為金屬對金屬硬密封(Inconel 718堆焊),次密封填充低溫彈性體(如Kel-F或PTFE改性材料)。制造時需進行深冷處理(-196℃×8h),確保組件在溫差驟變下的尺寸穩(wěn)定性。以韓國某LNG接收站項目為例,其進口**溫球閥通過BS 6364標(biāo)準(zhǔn)測試,在-196℃至+50℃循環(huán)1000次后仍保持零泄漏,使用壽命達30年。三片式球閥便于維修,無需從管道上拆卸。
浮動球閥(Floating Ball Design)的球體在介質(zhì)壓力下壓緊下游閥座實現(xiàn)密封,結(jié)構(gòu)簡單、成本低,適用于DN50以下、PN16~PN40的中低壓系統(tǒng),如市政供水或低壓蒸汽管網(wǎng)。而固定球閥(Trunnion Mounted Ball Design)的球體通過上下機械軸固定,閥座由彈簧預(yù)緊,可承受PN100~PN420高壓沖擊,廣泛應(yīng)用于天然氣主干線或煉廠高壓反應(yīng)裝置。例如,西氣東輸工程中90%的干線截斷閥采用固定球閥,其抗彎扭矩能力達30000 N·m,確保在6.3 MPa壓力下的安全截斷。兩種結(jié)構(gòu)的選擇需綜合考量壓力等級、口徑尺寸及經(jīng)濟性,DN300以上高壓工況幾乎*選用固定式設(shè)計。RF法蘭連接是最常見的連接形式。青海V型球閥
Class 150球閥的工作壓力約2MPa。青海V型球閥
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;銅合金閥座避免機械火花的;慢開慢閉的機構(gòu)(開啟時間≥15秒)防止絕熱壓縮的引燃。根據(jù)GB/T16912標(biāo)準(zhǔn),閥門需通過氧氣沖擊的試驗(在13.8MPa氧氣壓力下反復(fù)啟閉100次無異常)。某鋼鐵廠氧氣管線采用的DN200氧氣球閥,經(jīng)過特殊表面處理(Ra≤0.4μm),使著火風(fēng)險降低90%。青海V型球閥