一.   概述

    流體的運(yùn)輸方式是管線運(yùn)輸。硬密封球閥相對于軟密封球閥除了具有流體阻力小、開關(guān)迅速方便、密封性好、壽命長、可靠性高、易于配電動、氣動裝置等特點(diǎn)外，還可適應(yīng)更寬范圍的溫度和流體介質(zhì)領(lǐng)域，因此被廣泛應(yīng)用在管線運(yùn)輸當(dāng)中。

硬密封球閥的球體和閥座均是用金屬材料制造，金屬與金屬材料組成的密封副，通常被稱為硬密封。

二. 用途

硬密封球閥主要用于石油、天然氣以及化學(xué)工業(yè)的管路中，相對于軟密封球閥，硬密封球閥主要用在以下兩種工況：

①高溫場合（石墨填料密封結(jié)構(gòu)）；

②常溫，但是管路中為粉末或顆粒狀介質(zhì)（O形圈密封結(jié)構(gòu)）。

三.硬密封固定球閥工作原理和結(jié)構(gòu)說明

1． 工作原理

借助手柄或其他驅(qū)動裝置在閥桿上端施加一定的轉(zhuǎn)矩并傳遞給球體，使它旋轉(zhuǎn)90度，球體的通孔則與閥

體通道中心線重合或垂直，使球閥完成開關(guān)的動作。順時(shí)針關(guān)閉，逆時(shí)針開啟。

2．結(jié)構(gòu)說明

硬密封球閥的設(shè)計(jì)規(guī)范執(zhí)行API6D。主要由閥體、閥座、球體、閥桿和驅(qū)動裝置組成。分兩種結(jié)構(gòu)：填

料密封和O形圈密封。

                 填料密封（高溫場合）                      O形圈密封（常溫場合）

                                     圖一   硬密封固定球閥的結(jié)構(gòu)

① ＞100℃的場合，使用填料密封結(jié)構(gòu)。球體與閥座采用硬密封。閥座靜壓面與閥桿處均采用石墨填料密封。取消閥桿與壓蓋法蘭之間、球體與支撐板之間的推力墊。壓蓋法蘭與支撐板滲氮。（該結(jié)構(gòu)不受使用溫度的限制，一般可使用到500℃左右）；

② ≤100℃的場合，使用O形圈密封結(jié)構(gòu)。與常規(guī)固定球閥結(jié)構(gòu)大體相同（閥座與閥桿處需要有注油裝置），閥座靜壓面與閥桿處均采用O形圈密封，只是球體與閥座處采用硬密封。閥桿與壓蓋法蘭之間、支撐板與球體之間用純PTFE推力墊。

下面對填料密封的硬密封固定球閥的結(jié)構(gòu)做一下具體介紹：

（1） 密封結(jié)構(gòu)

采用彈性閥座，沿閥門通道橫截面圓周布置一組彈簧，始終保持閥座壓緊球體而達(dá)到預(yù)緊狀態(tài)。閥座當(dāng)其流體壓力很底時(shí)，借彈簧的推力；而當(dāng)流體壓力較高時(shí)，借助流體壓力在閥座上所產(chǎn)生的不平衡力保證密封。（見圖二）閥座的受壓面積A1大于閥座的反向受壓面積A2，流體壓力在彈性閥座上產(chǎn)生的不平衡力將閥前閥座推向球體，壓緊并保持密封。流體壓力越高越有利于這種結(jié)構(gòu)的密封。

                                    圖二  閥座密封原理

（2） 連接形式

閥門中腔連接采用法蘭螺栓結(jié)構(gòu)，中腔密封用石墨夾不銹鋼絲纏繞墊。           

（3） 雙阻塞泄放功能

由于采用閥座閥前密封，所以兩個(gè)閥座均能獨(dú)立切斷進(jìn)口端和出口端流體，如此實(shí)現(xiàn)雙阻斷功能。

當(dāng)球體關(guān)閉時(shí)，即使閥門兩端同時(shí)受壓，閥門中腔和兩端通道是被互相阻斷的，中腔中的剩余壓力可通過安裝在閥體上的泄放閥（VENT）排出。

（4） 泄壓與排放結(jié)構(gòu)

① 球閥在關(guān)閉位置時(shí)，會將壓力截留在閥體中腔內(nèi)，當(dāng)壓力過高時(shí)，將影響球閥密封，因此，在閥體中腔盡量高的位置設(shè)置NPT泄壓孔，裝配時(shí)用泄放閥堵住。

② 在閥體的位置設(shè)置NPT螺塞，用以排放污物。

③ 當(dāng)閥門≤4”時(shí)，泄壓孔（VENT）和排放孔（DRAIN）可合并為一個(gè)，在閥門盡量低的位置裝配一個(gè)泄放閥。

（5） 閥桿防吹出功能

    閥桿的底端設(shè)計(jì)有整體的臺肩，以防閥桿吹出。

（6） ISO5211標(biāo)準(zhǔn)連接法蘭設(shè)計(jì)

    方便用戶選擇合適的齒輪箱、電動、氣動等驅(qū)動裝置。

四.硬密封固定球閥主要零部件說明

1.  球體

           樞軸固定結(jié)構(gòu)（≤4”）         支撐板固定結(jié)構(gòu)（≥6”）

    球體為硬密封球閥的關(guān)鍵部件，硬密封球閥的球體除了需要具備較高的表面光潔度及圓度外，還需進(jìn)行表面硬化處理。提高球體表面硬度的方法有許多鐘，其各自都有不同的特點(diǎn)。

    ①球體表面堆焊司太立合金，硬度可達(dá)40HRC以上，但工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率低。

②球體表面鍍硬鉻，硬度60~65HRC，厚度0.07~0.10mm，其幾何形狀不容易保證，長期使用鍍層容易脫落。

③向球體表面滲入氮原子形成氮化層，表面硬度60~65HRC，滲層深度0.12~0.15mm，幾何形狀不變，氮化層不脫落。滲氮分氣體滲氮和液體滲氮，目前廣泛應(yīng)用氣體滲氮。

④表面超音速噴涂（HVOF）碳化鎢合金，硬度70~75HRC，結(jié)合強(qiáng)度高，厚度≥0.2mm，耐腐蝕性強(qiáng)。超音速噴涂是將燃料氣在氧氣中燃燒后產(chǎn)生高壓高速氣流，然后將合金粉末送入此氣流中，噴涂工件表面。

2. 閥座      

    由于硬密封球閥球體需要承受很大載荷，為了補(bǔ)償球體變形，在閥座與球體接觸

處設(shè)彈性槽。另外，這種加大閥座彈性的結(jié)構(gòu)在高溫情況下也可防止閥座將球體“扼

死”的現(xiàn)象，減小球閥的扭矩。

    在閥座與球體接觸處堆焊司太立合金，在閥門啟閉過程中減小閥座和球體之間的

磨損，提高球閥的使用壽命。在閥門開關(guān)時(shí)也可自動清除球體表面污物。

    在閥座通道附近開一個(gè)工藝槽，工人在裝配時(shí)可利用工裝實(shí)現(xiàn)填料的預(yù)壓縮，以

保證球閥具有良好的密封效果。

五.硬密封球閥的圖號編制

   BTM-----兩片式硬密封固定球閥

   BSM-----三片式硬密封固定球閥

   BEM-----上裝式硬密封固定球閥

   BM------ 硬密封浮動球閥

硬密封球閥內(nèi)件（由五位數(shù)組成）

硬密封固定球閥編制時(shí)應(yīng)注意根據(jù)閥門使用溫度區(qū)分是填料密封結(jié)構(gòu)還是O形圈

密封結(jié)構(gòu)，如果是O形圈密封結(jié)構(gòu)應(yīng)在整機(jī)物料中加“-O”以示區(qū)分。如：

“球閥,10BSM3R-SW70-O,A105/NO.22666-B7M/2HM”

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