上海滬工閥門廠（集團）有限公司

1 球閥結構

球閥是由旋塞閥演變(bian)而(er)來(lai)的(de)(de)(de)，它(ta)的(de)(de)(de)啟閉件作為一個(ge)球(qiu)體，利(li)用球(qiu)體繞閥桿的(de)(de)(de)軸線旋(xuan)轉 90 度實現開啟和關(guan)閉的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。

2 球閥作用

球閥在管(guan)道上主(zhu)要(yao)用于切斷、分配和改變介質流動(dong)方向(xiang)，設計成(cheng) V 形(xing)開口的(de)球閥還具有(you)良好(hao)的(de)流量調節功能(neng)。

球閥不僅結構簡單、密封性能好，而且在一定的公稱通經范圍內體積較小、重量輕、材料耗用少、安裝尺寸小，并且驅動力矩小，操作簡便、易實現快速啟閉，是近十幾年來發展最快的閥門品種之一。特別是在美、日、德、法、意、西、英等工業發達國家，球閥的使用非常廣泛，使用品種和數量仍在繼續擴大，并向高溫、高壓、大口經、高密封性、長壽命、優良的調節性能以及一閥多功能方向發展，其可靠性及其他性能指標均達到較高水平，并已部分取代閘閥、截止閥、調節閥。

隨著球閥(fa)(fa)的技術進(jin)步，在(zai)可以(yi)預見的短時見內(nei)，特別(bie)是在(zai)石油(you)(you)天然氣(qi)管(guan)線上(shang)、煉油(you)(you)裂(lie)解(jie)裝置上(shang)以(yi)及核工(gong)業上(shang)將(jiang)(jiang)有(you)更廣泛的應用(yong)。此(ci)外，在(zai)其他工(gong)業中的大中型(xing)口(kou)徑、中低壓(ya)力領(ling)域，球閥(fa)(fa)也將(jiang)(jiang)會成為主導(dao)的閥(fa)(fa)門類型(xing)之一。

3 球閥的優點

1. 具有最低的流阻（實際上為零）。
2. 因在工作時不會卡住（在無潤滑劑時），故能可靠地應用與腐蝕性介質和低沸點液體中。
3. 在較大地壓力和溫度范圍內，能實現完全密封。
4. 可實現快速啟閉，某些結構的啟閉時間僅為 0.05~0.1s，以保證能用于試驗臺的自動化系統中。快速啟閉閥門時，操作無沖擊。
5. 球型關閉件能在位置上自動定位。
6. 工作介質在雙面上密封可靠。
7. 在全開和全閉時，球體和閥座的密封面與介質隔離，因此高速通過閥門的介質不會引起密封面的侵蝕。
8. 結構緊湊、重量輕，可以認為它時用于低溫介質系統的最合理的閥門結構。
9. 閥體對稱，尤其時焊接閥體結構，能很好地承受來自管道的應力。
10. 關閉件能承受關閉時的高壓差。
11. 全焊接閥體的球閥，可以直埋于地下，使閥門內件不受侵蝕，最高使用壽命可達 30 年，是石油、天然氣管線最理想的閥門。

由(you)于(yu)球(qiu)閥有上(shang)述優點，所以適(shi)用范圍(wei)很(hen)廣，球(qiu)閥可適(shi)用于(yu)：

1. 公稱通經從 8mm 到 1200mm。
2. 公稱壓力從真空到 42MPa。
3. 工作溫度從 -204℃~815℃。

4 球閥密封性

球(qiu)閥最主要(yao)的(de)(de)(de)閥座(zuo)(zuo)密(mi)(mi)封(feng)(feng)圈材(cai)料(liao)(liao)(liao)就是聚四氟(fu)乙烯(xi)（PTFE），它(ta)對幾(ji)乎所有的(de)(de)(de)化(hua)學物質(zhi)(zhi)都(dou)是惰性(xing)(xing)的(de)(de)(de)，且具有摩擦系數小、性(xing)(xing)能穩定、不易老化(hua)、溫(wen)度適(shi)用(yong)范圍廣(guang)和(he)密(mi)(mi)封(feng)(feng)性(xing)(xing)能優良的(de)(de)(de)綜合(he)性(xing)(xing)特點。但(dan)聚四氟(fu)乙烯(xi)的(de)(de)(de)物理(li)特性(xing)(xing)，包括較高的(de)(de)(de)膨(peng)脹(zhang)系數，對冷流的(de)(de)(de)敏(min)感性(xing)(xing)和(he)不良的(de)(de)(de)熱傳導性(xing)(xing)，要(yao)求閥座(zuo)(zuo)密(mi)(mi)封(feng)(feng)的(de)(de)(de)設計必須(xu)圍繞這(zhe)(zhe)些(xie)特性(xing)(xing)進行。閥座(zuo)(zuo)密(mi)(mi)封(feng)(feng)的(de)(de)(de)塑性(xing)(xing)材(cai)料(liao)(liao)(liao)也包括填充聚四氟(fu)乙烯(xi)、尼(ni)龍和(he)其他許多材(cai)料(liao)(liao)(liao)。但(dan)是，當密(mi)(mi)封(feng)(feng)材(cai)料(liao)(liao)(liao)變硬時(shi)，密(mi)(mi)封(feng)(feng)的(de)(de)(de)可靠性(xing)(xing)就要(yao)受(shou)到破壞，特別是在低壓差的(de)(de)(de)情(qing)況下。此外(wai)，像丁青橡膠這(zhe)(zhe)樣的(de)(de)(de)合(he)成(cheng)橡膠也可用(yong)作閥座(zuo)(zuo)密(mi)(mi)封(feng)(feng)材(cai)料(liao)(liao)(liao)，但(dan)它(ta)所適(shi)用(yong)的(de)(de)(de)介質(zhi)(zhi)和(he)使用(yong)的(de)(de)(de)溫(wen)度范圍藥受(shou)到限制。另外(wai)，如(ru)果介質(zhi)(zhi)不潤滑，使用(yong)合(he)成(cheng)橡膠容(rong)易卡住球(qiu)體。

為了(le)滿足高溫(wen)、高壓、強沖蝕、長壽命(ming)等工業(ye)應(ying)用(yong)的(de)(de)(de)使用(yong)要求(qiu)，近十幾(ji)年來(lai)，金屬密封球(qiu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)得(de)到了(le)很大(da)的(de)(de)(de)發(fa)展。尤其(qi)在工業(ye)發(fa)達的(de)(de)(de)國家(jia)，如(ru)美(mei)國、意大(da)利、德國、西班牙、荷(he)蘭等，對(dui)球(qiu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)結構(gou)不斷改進，出(chu)現全(quan)焊接閥(fa)(fa)(fa)(fa)體直埋(mai)式球(qiu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)、升降(jiang)式球(qiu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)、使球(qiu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)在長輸管線、煉(lian)油裝置(zhi)等工業(ye)領域的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)越來(lai)越廣(guang)泛，出(chu)現了(le)大(da)口徑（3050mm）、高壓力（70MPa）、寬溫(wen)度(du)范圍（-196~815℃）的(de)(de)(de)球(qiu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)，從而使球(qiu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)技術達到一個全(quan)新的(de)(de)(de)水平。

5 球閥設計與制造

由(you)(you)于(yu)計(ji)算機(ji)輔(fu)(fu)助(zhu)設(she)計(ji)（CAD）和(he)計(ji)算機(ji)輔(fu)(fu)助(zhu)制(zhi)造（CAM）以及柔性制(zhi)造系統（FMS）在閥門行業的(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)，使(shi)(shi)球(qiu)(qiu)閥的(de)(de)(de)(de)設(she)計(ji)和(he)制(zhi)造達到(dao)一(yi)個全(quan)新(xin)的(de)(de)(de)(de)水平。不但全(quan)面革(ge)新(xin)了(le)閥門的(de)(de)(de)(de)設(she)計(ji)計(ji)算方式(shi)，減輕了(le)專業技術人(ren)員(yuan)繁重(zhong)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)復性常規設(she)計(ji)工作，使(shi)(shi)技術人(ren)員(yuan)有(you)更(geng)多的(de)(de)(de)(de)精力用(yong)(yong)于(yu)改進、提(ti)(ti)高產品(pin)性能和(he)新(xin)產品(pin)開(kai)(kai)(kai)發，縮短新(xin)產品(pin)的(de)(de)(de)(de)研(yan)究開(kai)(kai)(kai)發周期、全(quan)面提(ti)(ti)高勞動生產率，而且在升降桿式(shi)金屬(shu)密(mi)封(feng)球(qiu)(qiu)閥的(de)(de)(de)(de)研(yan)制(zhi)開(kai)(kai)(kai)發過(guo)程中(zhong)，由(you)(you)于(yu) CAD/CAM 的(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)，出現了(le)由(you)(you)計(ji)算機(ji)輔(fu)(fu)助(zhu)設(she)計(ji)、由(you)(you)計(ji)算機(ji)輔(fu)(fu)助(zhu)數控機(ji)床(chuang)加工制(zhi)造的(de)(de)(de)(de)閥桿螺旋扁，使(shi)(shi)金屬(shu)密(mi)封(feng)球(qiu)(qiu)閥在啟閉(bi)過(guo)程中(zhong)無任何擦(ca)傷和(he)磨損，從而使(shi)(shi)球(qiu)(qiu)閥的(de)(de)(de)(de)密(mi)封(feng)性和(he)使(shi)(shi)用(yong)(yong)壽命(ming)大大提(ti)(ti)高。球(qiu)(qiu)閥在完(wan)全(quan)開(kai)(kai)(kai)啟時，流阻很小，幾乎等于(yu)零，因此(ci)等徑球(qiu)(qiu)閥廣泛應用(yong)(yong)于(yu)石油天然氣管線中(zhong)，因為容易清掃管線。由(you)(you)于(yu)球(qiu)(qiu)閥的(de)(de)(de)(de)球(qiu)(qiu)體(ti)在啟閉(bi)過(guo)程中(zhong)帶有(you)擦(ca)拭性，故大多數球(qiu)(qiu)閥可(ke)用(yong)(yong)于(yu)帶懸浮固體(ti)顆粒的(de)(de)(de)(de)介質中(zhong)，依據(ju)密(mi)封(feng)圈的(de)(de)(de)(de)材料也可(ke)用(yong)(yong)于(yu)粉狀和(he)顆粒狀的(de)(de)(de)(de)介質。

6 球閥適用場合

由于球(qiu)閥(fa)通(tong)常用(yong)橡(xiang)膠、尼龍和聚四氟乙(yi)烯作(zuo)(zuo)為閥(fa)座(zuo)(zuo)(zuo)密(mi)封(feng)圈(quan)(quan)材料，因此它的(de)使用(yong)溫度(du)受到閥(fa)座(zuo)(zuo)(zuo)密(mi)封(feng)圈(quan)(quan)材料的(de)限制(zhi)(zhi)。球(qiu)閥(fa)的(de)截止作(zuo)(zuo)用(yong)是靠金屬球(qiu)體在介(jie)質的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)下，于塑料閥(fa)座(zuo)(zuo)(zuo)之間相互壓緊來(lai)完成的(de)（浮動球(qiu)球(qiu)閥(fa)）。閥(fa)座(zuo)(zuo)(zuo)密(mi)封(feng)圈(quan)(quan)在一定的(de)接觸(chu)壓力(li)作(zuo)(zuo)用(yong)下，局(ju)部地區(qu)發生彈(dan)塑變形。這一變形可(ke)以補(bu)償球(qiu)體的(de)制(zhi)(zhi)造精度(du)和表面(mian)粗(cu)糙度(du)，保證球(qiu)閥(fa)的(de)密(mi)封(feng)性能。

又由于(yu)球閥(fa)的閥(fa)座密封圈通常采用(yong)塑料制成，故在選擇(ze)球閥(fa)的結構(gou)和(he)(he)性能上(shang)，要考慮球閥(fa)的耐火(huo)和(he)(he)防(fang)火(huo)，特別是(shi)在石油、化工、冶金等部門，在易燃、易爆介質的設備和(he)(he)管路系統(tong)中使(shi)用(yong)球閥(fa)，更應注(zhu)意耐火(huo)和(he)(he)防(fang)火(huo)。

通(tong)常，在雙位調節(jie)、密封性能嚴格、泥漿、磨(mo)損、縮口通(tong)道、啟閉動(dong)作迅速(su)（1/4 轉啟閉）、高壓截止（壓差大(da)）、低噪聲、有氣(qi)穴(xue)和(he)氣(qi)化現象(xiang)、向大(da)氣(qi)少(shao)量滲漏，操作力矩小、流體阻力小的管路(lu)系(xi)統中，推薦使用球閥。

球閥(fa)也適用于輕型結(jie)構、低(di)壓(ya)截止(zhi)（壓(ya)差小）、腐蝕(shi)性(xing)介(jie)質(zhi)的管路系統中(zhong)。

在低(di)溫（深冷）裝置和管路(lu)系統中也可選用(yong)球閥(fa)。

在冶金行業的氧氣管路系統中(zhong)，需使用(yong)經(jing)過嚴格脫脂(zhi)處理的球閥。

在輸油管(guan)線和輸氣管(guan)線中的(de)主管(guan)線需埋設在地下時(shi)，需使用全(quan)通徑焊接式球(qiu)閥。

在要求具(ju)有調節性能時，需選用(yong)帶Ｖ形開口(kou)的專用(yong)結構(gou)的球閥。

在(zai)石油(you)、石油(you)化工、化工、電(dian)力(li)、城市建設中，工作溫度在(zai) 200℃ 以上的(de)管路系(xi)統可選用金(jin)屬對(dui)金(jin)屬密(mi)封(feng)的(de)球閥。

7 球閥適用原則

1. 石油、天然氣的輸送主管線、需要清掃管線的，又需埋設在地下的，選用全通經、全焊接結構的球閥；埋設在地上的，選擇全通經焊接連接或法蘭連接的球閥；支管，選用法蘭連接、焊接連接，全通經或縮徑的球閥。
2. 成品油的輸送管線和貯存設備，選用法蘭連接的球閥。
3. 城市煤氣和天然氣的管路上，選用法蘭連接和內螺紋連接的浮動球閥。
4. 冶金系統中的氧氣管路系統中，宜選用經過嚴格脫脂處理，法蘭連接的固定球球閥。
5. 低溫介質的管路系統和裝置上，宜選用加上閥蓋的低溫球閥。
6. 煉油裝置的催化裂化裝置的管路系統上，可選用升降桿式球閥。
7. 化工系統的酸堿等腐蝕性介質的裝置和管路系統中，宜選用奧氏體不銹鋼制造的、聚四氟乙烯為閥座密封圈的全不銹鋼球閥。
8. 冶金系統、電力系統、石化裝置、城市供熱系統中的高溫介質的管路系統或裝置上，可選用金屬對金屬密封球閥。
9. 需要進行流量調節時，可選用蝸輪蝸桿傳動的、氣動或電動的帶 V 形開口的調節球閥。