球閥出現于20世紀50年代。隨著科學技術的快速發展,生產工藝和產品結構的不斷改進,球閥在短短50年內迅速發展成為主要閥門。球閥在西方工業發達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的流動方向。它只能通過旋轉90度和小旋轉扭矩密切關閉。球閥適用于開關和切斷閥。
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的作用下,在塑料閥座之間相互壓緊(浮動球閥)。閥座密封圈在一定的接觸壓力下,局部地區發生彈性變形。這種變形可以補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構和性能時,應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,在易燃易爆介質的設備和管道系統中,應更加注意耐火性和防火性。
球閥的分類。
球閥分有:浮動球球閥、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:
1.流阻低(實際為零)。
2.在沒有潤滑劑的情況下工作不會卡住,因此可以可靠地應用于腐蝕性介質和低沸點液體。
3.在較大的壓力和溫度范圍內,可實現100%密封。
4.可實現超快開關,某些結構的開關時間僅為0.05~0.1s,以保證試驗臺的自動化系統。閥門快速啟閉時,操作無沖擊。
5.球形關閉件可在位置上自動定位。
6.雙面工作介質密封可靠。
7.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,適用于低溫介質系統的閥門結構。
9.閥體對稱,特別是焊接閥體結構,能很好地承受管道的應力。
10.關閉件在關閉時能承受高壓差。
11.全焊接閥體的球閥可直接埋在地下,使閥門內部件不受侵蝕,使用壽命可達30年,是石油和天然氣管道中常用的閥門。
球閥的適用場合:
球閥的許多獨特特點決定了球閥的廣泛應用。通常在雙位調節、嚴格密封性能、泥漿、磨損、縮口通道、快速啟閉(1/4轉動啟閉)、高壓截止(壓差大)、低噪聲、氣穴氣化現象、少量泄漏到大氣、運行扭矩小、流體阻力小的管道系統中,建議使用球閥。
球閥也適用于輕結構、低壓截止(壓差小)、腐蝕性介質的管道系統。球閥也可用于低溫(深冷)裝置和管道系統。在冶金行業的氧氣管道系統中,需要使用嚴格脫脂的球閥。當輸油管道和輸氣管道中的主管道需要埋在地下時,應采用全直徑焊接球閥。當需要調整性能時,應選擇具有V形開口特殊結構的球閥。在石油、石化、化工、電力、城市建設中,工作溫度在200度以上的管道系統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、全焊接結構的球閥;
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備。
浮動球閥用法蘭和內螺紋連接在城市煤氣和天然氣管道上。
在冶金系統中的氧氣管道系統中,應選用經過嚴格脫脂和法蘭連接的固定球閥。
在低溫介質的管道系統和裝置上,應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。
在化工系統的酸堿等腐蝕性介質裝置和管道系統中,應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、電力系統、石化裝置、城市供熱系統中的高溫介質管道系統或裝置。
當需要流量調節時,可以選擇蝸輪蝸桿驅動、氣動或電動V形開口的調節球閥。
球閥應用廣泛,使用品種和數量仍在擴大,并向高壓、高溫、大直徑、高密封、壽命長、調節性能好、閥門多功能方向發展,其可靠性等性能指標達到較高水平,部分可更換閘閥、截止閥、調節閥。
隨著球閥技術的進步,它將在可預見的短時間內得到更廣泛的應用,特別是在石油天然氣管道、煉油裂解裝置和核工業。此外,在其他工業中,球閥也將成為主導閥門類型之一。