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球阀的优点、分类及其设计相关标准

2019-04-28 球阀设计标准 球阀结构

的目的。球阀在管路上主要用于切断、分配和改变介质流动方向,设计成V形开口的球阀,还具有良好的流量调节功能。球阀不仅结构简单、密封性好,而且在一定公称尺寸范围内具有体积小、重量轻、材料消耗少、安装尺寸小,并且驱动力矩小、操作简便、易实现快速启闭,是近十几年来发展最快的阀门品种之一。球阀的使用非常广泛,使用品种和数量仍在不断扩大,并向高温、高压、大口径、高密封性、长寿命、优良的调节性能以及一阀多功能方向发展。下面无锡科莱恩调节范阀门小编来为大家介绍球阀的作用、结构、分类、优缺点和适用范围、常见故障及排除方法、内漏的原因及处理程序、日常维护方法。
硬密封球阀
球阀的作用
球阀的作用主要是切断流动、分配流速和改变流动方向,它可以九十度旋转。球阀的功能有很多,它还可以当做开关使用。在我国,球阀被广泛的应用在石油炼制、长输管线、化工、造纸、制药、水利、电力、市政、钢铁等行业,在国民经济中占有举足轻重的地位。它具有旋转90度的动作,旋塞体为球体,有圆形通孔或通道通过其轴线。球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向,它只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。球阀最适宜做开关、切断阀使用,V型球阀。电动阀门除应注意管道参数外,尚应特别注意其使用的环境条件,由于电动阀门中的电动装置是一机电设备,其使用状态受其使用环境影响很大。通常状态下,电动球阀、蝶阀在以下环境使用要特别注意。
球阀结构
密封性好,但球体承受工作介质的载荷全部传给了出口密封圈,因此要考虑密封圈材料能否经受得住球体介质的工作载荷,在受到较高压力冲击时,球体可能会发生偏移。这种结构,一般用于中低压球阀。阀门固定球球阀球阀的球体是固定的,受压后不产生移动。固定球球阀都带有浮动阀座,受介质压力后,阀座产生移动,使密封圈紧压在球体上,以保证密封。通常在与球体的上、下轴上装有轴承,操作扭距小,适用于高压和大口径的阀门。
球阀的分类
一、按结构形式可分:
1、浮动球球阀
球阀的球体是浮动的,在介质压力作用下,球体能产生一定的位移并紧压在出口端的密封面上,保证出口端密封。浮动球球阀的结构简单,密封性好,但球体承受工作介质的载荷全部传给了出口密封圈,因此要考虑密封圈材料能否经受得住球体介质的工作载荷。这种结构,广泛用于中低压球阀。
2、固定球球阀
球阀的球体是固定的,受压后不产生移动。固定球球阀都带有浮动阀座,受介质压力后,阀座产生移动,使密封圈紧压在球体上,以保证密封。通常在与球体的上、下轴上装有轴承,操作扭距小,适用于高压和大口径的阀门。为了减少球阀的操作扭矩和增加密封的可用程度,近年来又出现了油封球阀,既在密封面间压注特制的润滑油,以形成一层油膜,即增强了密封性,又减少了操作扭矩,更适用高压大口径的球阀。
3、弹性球球阀
球阀的球体是弹性的。球体和阀座密封圈都采用金属材料制造,密封比压很大,依照介质本身的压力已达不到密封的要求,必须施加外力。这种阀门适用于高温高压介质。弹性球体是在球体内壁的下端开一条弹性槽,而获得弹性。当关闭通道时,用阀杆的楔形头使球体涨开与阀座压紧达到密封。在转动球体之前先松开楔形头,球体随之恢复原原形,使球体与阀座之间出现很小的间隙,可以减少密封面的摩擦和操作扭矩。
二、按压力大小:高压球阀,中压球阀,低压球阀;
三、按流道类型:全通径球阀,缩径球阀;
四、按通道位置:直通式,三通式,直角式;
五、按温度高低:高温球阀,常温球阀,低温球阀,超低温球阀;
六、按密封形式:软密封球阀,硬密封球阀;
七、按阀杆装配:上装式球阀,侧装式球阀;
八、按连接形式:法兰球阀,焊接球阀,螺纹连接球阀,卡箍球阀;
九、按驱动方式:手动球阀,自动控制球阀(气动球阀,电动球阀,液动球阀);
十、按口径大小:超大口径球阀,大口径球阀,中口径球阀,小口径球阀。
气动法兰式V型球阀
球阀的优缺点和适用范围
一、球阀的优缺点
1、优点:
①具有最低的流阻(实际为0);
②因在工作时不会卡住(在无润滑剂时),故能可靠地应用于腐蚀性介质和低沸点液体中;
③在较大的压力和温度范围内,能实现完全密封;
④可实现快速启闭,某些结构的启闭时间仅为0.05~0.1s,以保证能用于试验台的自动化系统中。快速启闭阀门时,操作无冲击;
⑤球形关闭件能在边界位置上自动定位;
⑥工作介质在双面上密封可靠;
⑦在全开和全闭时,球体和阀座的密封面与介质隔离,因此高速通过阀门的介质不会引起密封面的侵蚀;
⑧结构紧凑、重量轻,可以认为它是用于低温介质系统的最合理的阀门结构;
⑨阀体对称,尤其是焊接阀体结构,能很好地承受来自管道的应力;
⑩全焊接阀体的球阀,可以直埋于地下,使阀门内件不受浸蚀,最高使用寿命可达30年,是石油、天然气管线最理想的阀门。
2、缺点:
①因为球阀最主要的阀座密封圈材料是聚四氟乙烯,它对几乎所有的化学物质都有是惰性的,且具有摩擦系数小、性能稳定、不易老化、温度适用范围广和密封性能优良的综合性特点。但聚四氟乙烯的物理特性,包括较高的膨胀系数,对冷流的敏感性和不良的热传导性,要求阀座密封的设计必须围绕这些特性进行。所以,当密封材料变硬时,密封的可靠性就受到破坏。而且,聚四氟乙烯的耐温等级较低,只能在小于180℃情况下使用。超过此温度,密封材料就会老化。而考虑长期使用的情况下,一般只会在120℃不使用。
②它的调节性能相对于截止阀要差一些,尤其是气动阀(或电动阀)。
二、适用范围:
球阀应用在石油炼制、长输管线、化工、造纸、制药、水利、电力、市政、钢铁等行业。
球阀常见故障及排除方法
1、球体被冲翻
排除方法:装配应正确,操作要平稳,不允许作节流阀使用;球体冲翻后应及时修理,更换密封座。
2、用作节流功能时,密封面被损坏
排除方法:球阀不允许作为节流用。
3、密封面被压坏
排除方法:拧紧阀座处螺栓应均匀、力要小,宁可多紧几次,不可一次性紧的太多太紧,损坏的密封面可进行研刮修复。
4、密封面无预紧压力
排除方法:阀座密封面应定期检查预紧压力,发现密封面有泄露或接触过松时应少许压紧阀座密封面;预压弹簧失效应更换。
5、扳手、阀杆和球体三者连接处间隙大,扳手已到关闭位,球体旋转角不足90度而长生泄露
排除方法:有限位机构的扳手、阀杆和球体三者连接处松动和间隙过大时应修理,紧固要牢;调整好限位块,消除扳手提前角,使球体正确开闭。
6、阀座与本体接触面不光洁、磨损,O型圈损坏使阀座泄露。
排除方法:提高阀座与本体接触面光洁度,减少阀座拆卸次数,O型圈定期更换。
气动三片式球阀
球阀内漏的原因及处理程序
一、球阀内漏的原因
1、施工期造成阀门内漏的原因:
①运输和吊装不当引起阀门的整体损伤从而造成阀门内漏;
②出厂时,打完水压没有对阀门进行干燥处理和防腐处理,造成密封面锈蚀形成内漏;
③施工现场保护不到位,阀门两端没有加装盲板,雨水、砂子等杂质进入阀座,造成泄漏;
④安装时,没有对阀座注入润滑脂,造成杂质进入阀座后部,或焊接时烧伤引起内漏;
⑤阀没有在全开位进行安装,造成球体损伤,在焊接时,如果阀不在全开位,焊接飞溅物将造成球体损伤,当附有焊接飞溅物的球体在开关时进一步将造成阀座损伤,从而导致内漏;
⑥焊渣等施工遗留物造成密封面划伤;
⑦出厂或安装时限位不准确造成泄漏,如果阀杆驱动套或其他附件与之装配角度错位,阀门将泄漏。
2、运行期造成阀门内漏的原因:
①最常见的原因是运营管理者考虑到较为昂贵的维护费用对阀门不进行维护,或缺乏科学的阀门管理和维护办法对阀门不进行预防性维护,造成设备提前出现故障;
②操作不当或没有按照维护程序进行维护造成内漏;
③在正常操作时,施工遗留物划伤密封面,造成内漏;
④清管不当造成密封面损伤造成内漏;
⑤长期不保养或不活动阀门,造成阀座和球体抱死,在开关阀门时造成密封损伤形成内漏;
⑥阀门开关不到位造成内漏,任何球阀无论开、关位,一般倾斜2°~3°就可能引起泄漏;
⑦许多大口径球阀大都有阀杆止动块,如果使用时间长,由于锈蚀等原因在阀杆和阀杆止动块间将会堆积铁锈、灰尘、油漆等杂物,这些杂物将造成阀门无法旋转到位而引起泄漏——如果阀门是埋地的,加长阀杆会产生并落下更多的锈蚀和杂质妨碍阀球旋转到位,引起阀门泄漏;
⑧一般的执行机构也有限位,如果长期造成锈蚀,润滑脂硬化或限位螺栓松动将使限位不准确,造成内漏;
⑨电动执行机构的阀位设定靠前,没有关到位造成内漏;
⑩缺乏周期性的维护和保养,造成密封脂变干、变硬,变干的密封脂堆积在弹性阀座后,阻碍阀座运动,造成密封失效。
二、球阀内漏的判断方法
天然气管线上常用的是固定轴球阀,其一般的检查方法是:将阀门转动到全开或全关位,通过阀体排污嘴的排放检查是否有泄露。如果可以排干净,则证明密封良好。如果始终有压力排出,则可以认为阀门泄漏了,这时要对阀门进行相应的处理。但要特别强调的是对于GRoVEB-5和B-7A型球阀、PBV球阀、ROBERTCORT球阀只能在全关位进行检查,因为这类球阀在阀体上开了一个通道,当全开位时,用以平衡管线和阀腔的压力。但当全关位时,不会出现这种情况。
三、球阀内漏的处理程序
①首先检查阀门的限位,看是否通过调整限位能解决阀门的内漏。
②先注入一定量的润滑脂看是否能止漏,这时注入速度一定要慢,同时观察注脂枪出口压力表指针的变化来确定阀门的内漏情况。
③如果不能止漏,有可能是早期注入的密封脂变硬或密封面损坏造成内漏。建议这时注入阀门清洗液,对阀门的密封面以及阀座进行清洗。一般最少浸泡半小时,如果有必要可以浸泡几小时甚至几天,待固化物全部溶解后再做下一步处理。在这一过程中最好能开关活动阀门几次。
④重新注入润滑脂,间断的开、关阀门,将杂质排出阀座后腔和密封面。
⑤在全关位进行检查,如果仍有泄漏,应注入加强级密封脂,同时打开阀腔进行放空,这样可以产生大的压差,有助于密封,一般情况下,通过注入加强级密封脂内漏可以消除。
⑥如果仍然有内漏,就要对阀门进行维修或更换。
GB标准气动球阀
球阀的日常维护方法
1、必须先查明球阀上、下游管道确已卸除压力后,才能进行拆卸分解操作。
2、分解及再装配时必须小心防止损伤零件的密封面,特别是非金属零件,取出O型圈时宜使用专用工具。
3、装配时球阀法兰上的螺栓必须对称、逐步、均匀地拧紧。
4、球阀非金属零件清洗后应立即从清洗剂中取出,不得长时间浸泡。
5、清洗后需待被洗壁面清洗剂挥发后(可用未浸清洗剂的绸布擦)进行装配,但不得长时间搁置,否则会生锈、被灰尘污染。
6、球阀新零件在装配前也需清洗干净。
7、使用润滑脂润滑。润滑脂应与球阀金属材料、橡胶件、塑料件及工作介质均相容。工作介质为燃气时,可用例如特221润滑脂。在密封件安装槽的表面上涂一薄层润滑脂,在橡胶密封件上涂一薄层润滑脂,阀杆的密封面及摩擦面上涂一薄层润滑脂。
8、球阀装配时应不允许有金属碎屑、纤维、油脂(规定使用的除外)灰尘及其它杂质、异物等污染、粘附或停留在零件表面上或进入内腔。
 
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