球閥出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn),球閥在短短50年內(nèi)迅速發(fā)展成為主要閥門。球閥在西方工業(yè)發(fā)達(dá)國家的使用正在逐年上升。
球閥主要用于切斷、分配和改變管道中介質(zhì)的流動(dòng)方向。它只能通過旋轉(zhuǎn)90度和小旋轉(zhuǎn)扭矩密切關(guān)閉。球閥適用于開關(guān)和切斷閥。
由于球閥通常使用橡膠、尼龍和聚四氟乙烯作為閥座密封圈材料,因此其使用溫度受到閥座密封圈材料的限制。球閥的截止作用是在介質(zhì)的作用下,在塑料閥座之間相互壓緊(浮動(dòng)球閥)。閥座密封圈在一定的接觸壓力下,局部地區(qū)發(fā)生彈性變形。這種變形可以補(bǔ)償球體的制造精度和表面粗糙度,保證球閥的密封性能。
由于球閥的閥座密封圈通常由塑料制成,因此在選擇球閥的結(jié)構(gòu)和性能時(shí),應(yīng)考慮球閥的耐火性和防火性,特別是在石油、化工、冶金等部門,在易燃易爆介質(zhì)的設(shè)備和管道系統(tǒng)中,應(yīng)更加注意耐火性和防火性。
球閥的分類。
球閥分有:浮動(dòng)球球閥、固定球球閥、軌道球閥、V型球閥、三通球閥、不銹鋼球閥,浮動(dòng)球球閥、鑄鋼球閥、鍛鋼球閥、卸灰球閥、抗硫球閥、卡套球閥、焊接球閥。
球閥的特點(diǎn):
1.流阻低(實(shí)際為零)。
2.在沒有潤滑劑的情況下工作不會卡住,因此可以可靠地應(yīng)用于腐蝕性介質(zhì)和低沸點(diǎn)液體。
3.在較大的壓力和溫度范圍內(nèi),可實(shí)現(xiàn)100%密封。
4.可實(shí)現(xiàn)超快開關(guān),某些結(jié)構(gòu)的開關(guān)時(shí)間僅為0.05~0.1s,以保證試驗(yàn)臺的自動(dòng)化系統(tǒng)。閥門快速啟閉時(shí),操作無沖擊。
5.球形關(guān)閉件可在位置上自動(dòng)定位。
6.雙面工作介質(zhì)密封可靠。
7.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,適用于低溫介質(zhì)系統(tǒng)的閥門結(jié)構(gòu)。
9.閥體對稱,特別是焊接閥體結(jié)構(gòu),能很好地承受管道的應(yīng)力。
10.關(guān)閉件在關(guān)閉時(shí)能承受高壓差。
11.全焊接閥體的球閥可直接埋在地下,使閥門內(nèi)部件不受侵蝕,使用壽命可達(dá)30年,是石油和天然氣管道中常用的閥門。
球閥的適用場合:
球閥的許多獨(dú)特特點(diǎn)決定了球閥的廣泛應(yīng)用。通常在雙位調(diào)節(jié)、嚴(yán)格密封性能、泥漿、磨損、縮口通道、快速啟閉(1/4轉(zhuǎn)動(dòng)啟閉)、高壓截止(壓差大)、低噪聲、氣穴氣化現(xiàn)象、少量泄漏到大氣、運(yùn)行扭矩小、流體阻力小的管道系統(tǒng)中,建議使用球閥。
球閥也適用于輕結(jié)構(gòu)、低壓截止(壓差小)、腐蝕性介質(zhì)的管道系統(tǒng)。球閥也可用于低溫(深冷)裝置和管道系統(tǒng)。在冶金行業(yè)的氧氣管道系統(tǒng)中,需要使用嚴(yán)格脫脂的球閥。當(dāng)輸油管道和輸氣管道中的主管道需要埋在地下時(shí),應(yīng)采用全直徑焊接球閥。當(dāng)需要調(diào)整性能時(shí),應(yīng)選擇具有V形開口特殊結(jié)構(gòu)的球閥。在石油、石化、化工、電力、城市建設(shè)中,工作溫度在200度以上的管道系統(tǒng)可選用金屬密封球閥。
球閥適用原則:
石油、天然氣輸送主管道,需要清理管道,埋在地下,選用全直徑、全焊接結(jié)構(gòu)的球閥;
埋在地面上的,選用全直徑焊接或法蘭連接的球閥;支管,選用法蘭連接、焊接連接、全直徑或縮小的球閥。
選用法蘭連接的球閥作為成品油的輸送管道和儲存設(shè)備。
浮動(dòng)球閥用法蘭和內(nèi)螺紋連接在城市煤氣和天然氣管道上。
在冶金系統(tǒng)中的氧氣管道系統(tǒng)中,應(yīng)選用經(jīng)過嚴(yán)格脫脂和法蘭連接的固定球閥。
在低溫介質(zhì)的管道系統(tǒng)和裝置上,應(yīng)選用帶閥蓋的低溫球閥。
提升桿球閥可用于煉油裝置催化裂化裝置的管道系統(tǒng)。
在化工系統(tǒng)的酸堿等腐蝕性介質(zhì)裝置和管道系統(tǒng)中,應(yīng)選用奧氏體不銹鋼制成的全不銹鋼球閥,聚四氟乙烯作為閥座密封圈。
金屬密封球閥可用于冶金系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、石化裝置、城市供熱系統(tǒng)中的高溫介質(zhì)管道系統(tǒng)或裝置。
當(dāng)需要流量調(diào)節(jié)時(shí),可以選擇蝸輪蝸桿驅(qū)動(dòng)、氣動(dòng)或電動(dòng)V形開口的調(diào)節(jié)球閥。
球閥應(yīng)用廣泛,使用品種和數(shù)量仍在擴(kuò)大,并向高壓、高溫、大直徑、高密封、壽命長、調(diào)節(jié)性能好、閥門多功能方向發(fā)展,其可靠性等性能指標(biāo)達(dá)到較高水平,部分可更換閘閥、截止閥、調(diào)節(jié)閥。
隨著球閥技術(shù)的進(jìn)步,它將在可預(yù)見的短時(shí)間內(nèi)得到更廣泛的應(yīng)用,特別是在石油天然氣管道、煉油裂解裝置和核工業(yè)。此外,在其他工業(yè)中,球閥也將成為主導(dǎo)閥門類型之一。