LNG(-162℃)或液氫(-253℃)儲運系統(tǒng)中,固定球閥需解決低溫脆性、熱收縮差異及密封失效問題:閥體材料:ASTMA352LC3低溫碳鋼(-101℃沖擊功≥27J)或奧氏體不銹鋼(SS316L);球體處理:深冷工藝(-196℃×8h)穩(wěn)定金相組織,減少低溫形變;密封系統(tǒng):主密封采用金屬對金屬硬密封(表面粗糙度Ra≤0.4μm),次密封填充玻璃纖維增強PTFE(耐溫-200℃~+200℃);測試驗證:依據(jù)BS6364標(biāo)準(zhǔn)進行-196℃低溫循環(huán)測試,啟閉扭矩波動范圍≤±15%。例如,北極YamalLNG項目采用的Class600固定球閥,在-196℃下經(jīng)2000次啟閉后,泄漏率仍低于1×10??m3/s。浮動球閥依靠介質(zhì)壓力使球體壓向閥座形成密封。云南低壓球閥
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。上海三通球閥Class 150球閥的工作壓力約2MPa。
針對不同性質(zhì)的氣體介質(zhì),球閥需要特殊設(shè)計:對于腐蝕性氣體(如氯氣、硫化氫),采用哈氏合金C276閥體和PTFE內(nèi)襯;對于氧氣介質(zhì),所有部件需經(jīng)過嚴(yán)格脫脂處理(符合GB/T16912標(biāo)準(zhǔn)),避免油脂引發(fā)燃爆;對于易燃易爆氣體(如天然氣、氫氣),閥門需通過ATEX防爆認(rèn)證,配備防靜電裝置;超純氣體(如電子級氮氣)輸送則要求閥門內(nèi)表面電解拋光(Ra≤0.4μm),避免顆粒污染。某半導(dǎo)體工廠的特種氣體系統(tǒng)中,采用全316L不銹鋼球閥,經(jīng)過三次氦檢漏測試,確保泄漏率<1×10-9Pa·m3/s。
半導(dǎo)體用高純氣體球閥采用電解拋光(Ra≤0.25μm)和EP級清洗。關(guān)鍵技術(shù)包括:全316L不銹鋼結(jié)構(gòu);金屬密封(避免聚合物放氣);零死區(qū)設(shè)計(死角體積<0.1cm3)。根據(jù)SEMI F57標(biāo)準(zhǔn),顆粒釋放量需<5個/立方英尺(≥0.1μm)。某晶圓廠的氬氣球閥,經(jīng)過三次氦檢漏和等離子清洗,使氣體純度保持在99.9999%以上。沼氣球閥采用V型球體結(jié)構(gòu),在關(guān)閉過程中產(chǎn)生剪切作用防止纖維纏繞。特殊設(shè)計包括:自清潔閥座(刮削角度45°);底部排污閥(定期排出雜質(zhì));耐磨涂層(HVOF噴涂WC-Co,硬度≥1200HV)。根據(jù)DIN EN 12516標(biāo)準(zhǔn),閥門需通過含固體顆粒(10g/m3)的耐久測試。某沼氣發(fā)電廠的DN250球閥,采用上述設(shè)計后,維護周期從3個月延長至2年。排污閥用于排出閥腔內(nèi)的沉積物。
球閥主要由閥體、球體、閥座、閥桿、密封組件和驅(qū)動裝置六大**部件構(gòu)成。閥體通常采用分體式設(shè)計(如兩片式或三片式),通過螺栓連接確保承壓能力;球體為空心或?qū)嵭慕Y(jié)構(gòu),通孔形狀根據(jù)功能需求設(shè)計為圓形、V型或三通型;閥座分為浮動式或固定式,材料可選PTFE、PEEK或金屬硬密封;閥桿與球體通過鍵槽或花鍵連接,需具備防噴出結(jié)構(gòu)(Anti-blowout Design);密封組件包括O型圈、石墨填料和注脂系統(tǒng),用于防止介質(zhì)外泄;驅(qū)動裝置涵蓋手動、氣動、電動及液動執(zhí)行機構(gòu),適配不同工況需求。球閥是一種通過旋轉(zhuǎn)球體來控制介質(zhì)流動的閥門裝置。河南單片式球閥
低溫球閥需進行深冷處理。云南低壓球閥
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,包括主密封(金屬對金屬或軟密封)和輔助密封(如O型圈或石墨填料)。氣體球閥的***特點是低流阻設(shè)計,全通徑結(jié)構(gòu)的Cv值可達同等口徑閘閥的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℃)。云南低壓球閥