Q41F浮動式軟密封法蘭式球閥選型分析

Q41F碳鋼球閥主要用于截斷或接通介質，也可用于流體的調節與控制。球閥啟閉件(球體)由閥桿驅動，繞球閥軸旋轉。也可用于流體的調節和控制，其中硬密封V型球閥的V型球芯與堆焊硬質合金的金屬閥座剪切力強，特別適于含纖維、微固體顆粒等介質。多通球閥不僅可以靈活控制介質的合流、分流和流向切換，還可以關閉任何通道連接另外兩個通道。這種閥門通常應該水平安裝在管道中。球閥按驅動方式分為氣動球閥、電動球閥和手動球閥。

浮動球閥適用于Class150～Class1500、PN16～PN100、JIS 10K～JIS 20K的各種管路上，用于截斷或接通管路中的介質，選用不同的材質，可分別適用于水、蒸汽、油品、硝酸、醋酸、氧化性介質、尿素等多種介質。本產品可廣泛應用于造紙、石化、化工、冶金、電力、環保、石油、輕工等工業部門的自動化控制系統中。

浮動球閥具有全通徑和縮徑兩種結構形式。用于輸送粘性、易結渣介質管道上的球閥應使用全通徑的，方便定期的刮蠟吹掃器通過。用于輸送氣體或物理性能近似于水的介質的管道上宜使用縮徑球閥，因其重量比全通徑的球閥輕30%左右，有利于減輕管道負荷，降低成本。浮動球閥的驅動方式為手動、蝸輪傳動、氣動、電動或液動。球閥的誕生可以追溯到第二次世界大戰之后，盡管其結構在20世紀初期便已出現，但受限于當時的材料和機械加工技術，未能實現商品化。然而，高分子材料聚四氟乙烯（PTFE）塑料的誕生，這一局面得以改變。這種材料不僅具有出色的抗拉、抗壓強度，還兼具彈塑性、自潤滑特性以及卓越的耐蝕性，非常適合作為密封材料使用，能夠確保可靠的密封效果。

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此外，車球機和磨球機技術的進步，使得高圓度和表面光潔度的球體加工成為可能，從而為球閥的啟閉件提供了理想的選項。于是，一種全新的閥門類型——球閥，以其全通徑、90°角行程回轉的特性，在閥門市場上嶄露頭角，并逐漸取代了傳統的截止閥、閘閥、旋塞閥和蝶閥，應用領域也不斷拓展，涵蓋從小口徑到大口徑、從低壓到高壓、從常溫到高溫/低溫的各種工況。

目前，球閥的口徑已發展到60in，壓力等級高達4500磅級，溫度范圍從液氫溫度-254℃到850～900℃，適應于各種介質及氣-固、液-固兩相流，成為*具發展潛力的閥門類型。

Q41F浮動式軟密封法蘭式球閥選型分析

球閥的分類方式多種多樣，但主要依據其結構原理和密封形式進行劃分。根據結構原理，球閥可分為浮動球閥和固定球閥兩大類。浮動球閥的特點是球體可以在閥座內自由浮動，而固定球閥則是球體與閥座相對固定。此外，還有根據密封形式進行分類的球閥，如V型球閥、軌道球閥等。這些不同類型的球閥在性能和應用上各有特點，可根據具體需求進行選擇。
浮動球球閥是球閥發展初期的主要結構。在這種設計中，介質推動球體，使其擠壓在密封座上，從而獲得可靠的密封效果。由于介質力與閥門通徑的平方成正比，因此隨著通徑的增大和壓力級的提升，介質力會顯著增加。例如，對于Class30NPS 8的浮動球球閥，作用在閥座上的介質力高達約190kN。這樣的力量可能接近材料許用比壓，導致操作力矩大幅增加。因此，浮動球球閥的應用范圍通常限于NPS 8以下，以及壓力級Class1Class300和Class600，特別適用于小口徑NPS 2以下的情況。
圖3-9 展示了整體式側裝浮動球球閥的設計。這種設計在應用中具有獨特的優勢，特別是在小口徑和低壓環境下，其性能表現尤為出色。
圖3-10 展示了分體式側裝浮動球球閥的設計。這種設計同樣具有廣泛的應用場景，特別是在需要更高的靈活性和可維護性的場合下，其設計優勢將更為明顯。
圖3-11展示了三段式浮動球球閥的設計。這種設計同樣具有諸多優勢，尤其在需要高度靈活性和可維護性的應用場合中，其設計特點將更加凸顯。
圖3-12展示了上裝式閥體浮動球球閥的詳細結構。這種設計包含多個關鍵組件，如閥體、閥座、球體、閥桿等，它們共同協作以確保閥門的順暢操作。然而，浮動球球閥的設計在通徑和壓力級方面存在一定的限制，這激發了固定球球閥結構的創新。值得注意的是，“固定球球閥”這一術語在英文中更為準確的對應是“支軸球球閥”，它指的是球體上配備有兩個支承軸的球閥設計。這種改進使得球閥在壓力等級和通徑方面獲得了顯著的拓展。
圖3-14展示了固定球球閥的詳細結構。這種設計的特點在于球體被上下兩端的軸承所固定，使其只能圍繞固定軸線轉動，而無法產生水平方向上的位移。這樣的設計使得密封結構相對復雜，外形尺寸也較大，但其優勢在于使用壽命長，啟閉過程省力。
在固定球閥中，球體與閥桿通常是一體化設計的，而密封閥座則裝在活動套筒內。套筒與閥體之間采用O形橡膠圈進行密封，確保了良好的密封性能。當閥桿在軸承中轉動關閉閥門時，介質壓力會作用在套筒的端面上，進一步壓緊密封閥座，從而實現密封效果。

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此外，固定球閥還可以根據閥體的結構形式進行分類。常見的結構形式包括全焊接式、上裝式球閥（整體式、一體式或一片式），以及側裝式球閥。側裝式球閥又可細分為整體式、兩段式、分體式和三段式等多種結構形式。其中，分體式球閥的閥體是整體的，但可以由主、副閥體組成，或者由一個主閥體和兩個副閥體組成，這種設計在特定應用場景下具有優勢。
依據閥門密封材料的不同，球閥可分為軟密封球閥和硬密封球閥。軟密封球閥采用聚四氟乙烯（PTFE）、增強聚四氟乙烯、尼龍等高分子材料或橡膠作為密封材料，而硬密封球閥則使用金屬材料。球閥的功能分類包括二通開關閥、三通和四通換向閥以及調節型球閥。操作方式上，球閥可分為手動、蝸輪傳動、氣動、氣液聯動、電動、電液聯動和液動等類型。
閥門的連接方式則分為法蘭端連接、焊接端連接和螺紋端連接，其中焊接端又包括承插焊和對焊焊接連接兩種方式。
此外，還有一些根據特定應用場合直接命名的特種球閥，例如管線球閥，特別適用于長距離輸送管線；夾套球閥，用于加熱和保溫管線；襯塑球閥，用于防腐；鎖渣球閥，用于煤氣化爐渣液排放；以及疏水球閥，用于電廠高溫高壓蒸汽排放等。
另一方面，根據球閥啟閉件球體的形狀和尺寸，球閥可分為V形球閥、半球閥、全通徑球閥和縮徑球閥等類型。其中，全通徑球閥的流道直徑與管線直徑相等，提供*大的流通能力和流量系數CV值，同時具有*小的流阻。這在工程應用中具有重要意義，特別是從節能環保的角度來看，球閥被視為一種節能型產品。以2in閥門為例，其與其他類型閥門（如閘閥、截止閥、蝶閥、旋塞閥）的流量系數比較如表3-1所示。
V型球閥，以其獨特設計和高效性能脫穎而出。其半球體閥芯一側巧妙地開設了V形口，使得通過調節閥芯開度，能夠靈活地改變介質流通的截面積，從而實現對流量的精確控制。此外，它還具備開關功能，能夠輕松地開啟或關閉管路。值得一提的是，V型球閥還具有自清洗作用，在小開度范圍內也能實現微小流量的精細調節，展現出卓越的可調比。因此，它特別適用于含有纖維、細顆粒以及料漿類介質的輸送。在設計上，V型球閥嚴格遵循JB/T 13517標準，確保了其高度的可靠性和穩定性，成為流體控制領域中不可或缺的重要閥門類型。球閥因其操作簡便和介質流動阻力小的特點，在許多場合下都有廣泛的應用。它特別適用于需要快速啟閉或要求低阻力的場合，例如水、汽油等介質的輸送，以及漿性和黏性介質的輸送管路。

Q41F浮動式軟密封法蘭式球閥選型分析的一般要求

防止閥桿脫出。
球閥設計時，必須考慮防止閥桿意外脫出的安全措施，確保使用過程中的穩定性。

直角轉彎耳軸安裝。
對于直角轉彎耳軸安裝的球閥，應配備帶有熱塑性插入件的金屬容納座，以適應不同的安裝需求。同時，還需設置緊急閥桿和閥座密封劑注入口，以備不時之需。

閥桿密封件選擇。
在選用閥桿密封件時，推薦使用帶有彈簧激勵特氟龍的熱塑性閥桿密封件，或帶有油脂注入的u-cup熱塑性閥桿密封件，以及帶有彈性部件的熱塑性人字形唇形密封件，以確保密封效果的持久性。
采用聚四氟乙烯材質的密封件，其耐溫范圍可達167℃(350℉)。而對于其他熱塑性密封材料，其額定溫度可超越這一范圍，但具體性能需依據材料特性及密封設計來定。若需在350℉以上使用非金屬密封件，必須事先獲得客戶許可。此外，僅含彈性體的閥桿密封件應配備主密封件和次密封件，其間還需設置泄漏檢測/密封劑注入口。

在選購球閥時，若涉及端部連接的承插焊或密封焊接，供應商應在建議書中明確是否應提供100mm(4英寸)的接頭。為防止現場可能出現的閥座損壞，供應商應采用長接頭進行焊接。若未作特別規定，球閥應采用長結構型設計。
4“及以下的閥門，盡管face to face尺寸保持一致，但實際重量卻因型號而異。同時，若球閥是安裝在保溫管道上，其閥桿通常需要特別加長100mm，以確保使用的便捷性和安全性。

Q41F浮動式軟密封法蘭式球閥選型分析特點
1、O型浮動式球閥采用全通徑或縮徑設計，流通阻力小。

2、閥門采用高平臺結構，ISO5211連接標準，能使安裝電/氣動執行器更為化。

3、閥桿采用內裝式，軸肩及聚四氟乙烯（或增強石墨）推力墊結構防止閥桿因管道內壓力 而吹 出，同時聚四氟乙烯（或增強石墨）材料減小閥門的啟閉扭矩，使操作更為省力。

4、具有防火防靜電結構，在閥桿與閥體及閥桿與球體之間設置導電彈簧，避免因靜電打火點燃易燃介質。確保系統安全。

5、耐火結構雙重保護，當萬一發生火災而使密封圈燒損時，球閥的各個密封部位均能形成金屬對金屬的硬密封結構。

6、可選配本公司生產的氣動、電動、及氣動調節型、電動調節型。具體請見本書執行器及調節閥部份。

Q41F浮動式軟密封法蘭式球閥選型分析與其它閥類相比，球閥具優點
1、流體阻力小，球閥是所有閥類中流體阻力*小的一種，即使是縮徑球閥，其流體阻力也相當小。
2、開關迅速、方便，只要閥桿轉動90°，球閥就完成了全開或全關動作，很容易實現快速啟閉。
3、密封性能好。球閥閥座密封圈一般采用聚四氟乙烯等彈性材料制造，易于保證密封，而且球閥的密封力隨著介質壓力的增加而增大。
4、閥桿密封可靠。球閥啟閉時閥桿只作旋轉運動，因此閥桿的填料密封不易被破壞，而且閥桿倒密封的密封力隨著介質壓力的增加而增大。
5、球閥的啟閉只做90°轉動，故容易實現自動化控制和遠距離控制，球閥可配置氣動裝置、電動裝置、液動裝置、氣液聯動裝置或電液聯動裝置。
6、球閥通道平整光滑，不易沉積介質，可以進行管線通球。

Q41F浮動式軟密封法蘭式球閥選型分析主要性能規范 Capability Criterion

Q41F浮動式軟密封法蘭式球閥選型分析壓力試驗 Pressure Test

Q41F浮動式軟密封法蘭式球閥選型分析主要零件材料 Materials Of main Parts

Q41F浮動式軟密封法蘭式球閥選型分析外形結構圖

Q41F浮動式軟密封法蘭式球閥選型分析主要外型尺寸 Main outer Size

Q41F浮動式軟密封法蘭式球閥選型分析規格主要尺寸 Size Main Dimensions

一、Q41F浮動式軟密封法蘭式球閥選型分析的使用方法：

1、開關操作：通過旋轉球體實現開關，通常為90度，也有180度或360度的情況；

2、間歇式操作：通常用于流體控制；

3、全通操作：通過將球閥完全打開，來保證流體流通；

4、截止操作：通過完全關閉球閥來阻斷流體流動；

5、逐漸開啟或關閉：逐漸調節流體量。

二、Q41F浮動式軟密封法蘭式球閥選型分析的安裝要點：

1、球閥應安裝在管道的*低部，以便排空管道中的空氣和水；

2、球閥應安裝在易于操作的位置，以便維修和更換；

3、球閥的法蘭連接應按照管道的標準連接；

4、球閥的法蘭連接應配合管道的法蘭連接，密封好。

三、Q41F浮動式軟密封法蘭式球閥選型分析的維修技巧：

1、球閥泄漏：檢查球閥的密封情況，如果是O形密封圈出現問題，應該及時更換；

2、球閥堵塞：檢查管道中是否有雜質，清洗管道，更換球閥；

3、球閥漏氣：檢查球閥本身是否有漏氣現象，可以更換密封件或調節閥門；

4、球閥運動不靈活：檢查球閥運動是否順暢，可以加潤滑油或更換閥座。

需要注意的是，在進行球閥維修前，應將其處于關閉狀態，并排空管道中的流體。

一、Q41F浮動式軟密封法蘭式球閥選型分析準備與檢查
在安裝球閥之前，需做好一系列準備工作：
1. 確保所選安裝位置上的管線同軸，管線兩端的法蘭平行。同時驗證管線結構能否承載球閥的重荷，若無法承受，必須增設支撐裝置。
2. 清潔管線，移除內部的雜質與焊接殘留物，可通過吹掃實現。
3. 仔細核對球閥的標識，并通過多次完全開閉來測試其功能完整性。再全面檢查閥體及其各部件是否完好無損。
4. 在拆除球閥兩端的保護帽之后，檢查并清潔其內部腔體，尤其要確保球形密封面無損傷，因為即使是微小的雜質也可能導致其失效。
二、Q41F浮動式軟密封法蘭式球閥選型分析安裝步驟

1. 球閥可以安裝在管道的任何一段，如果帶有執行機構（如齒輪傳動裝置、電-氣動驅動器），則必須保持垂直方向，并保證進出口水平。
2. 遵循管路設計規范，在球閥與管線法蘭之間正確安裝密封墊片。
3. 法蘭連接的螺栓要逐一、對稱、且均勻緊固。
4. 如球閥配備了氣動或電動執行機構，應根據說明書指引完成相應的氣源和電源的連接工作。
三、Q41F浮動式軟密封法蘭式球閥選型分析安裝后的驗收工作
完成安裝后，必須進行一系列檢測來確保球閥的安裝質量：
1. 通過數次啟閉球閥，檢查其運動是否靈活，受力分布是否均勻，并驗證其操作的正常性。
2. 按照管道系統的壓力設計標準，檢測球閥與管道法蘭接合部位的密封效果。
四、Q41F浮動式軟密封法蘭式球閥選型分析維修注意事項
在進行球閥的維護時，以下事項尤為重要：
1. 只有在消除球閥前后的壓差之后，才允許對球閥進行解體維修。
2. 解體及再組裝過程應格外小心，以免損傷具有密封作用的零部件，尤其是像O型密封圈這樣的非金屬件，操作時應盡量使用專用工具。
3. 在重新裝配球閥體時，務必遵循螺栓的對稱、漸進和均勻擰緊原則。
4. 所用清洗劑必須與被維修閥門內部的橡膠、塑料、金屬元件及輸送的介質（如燃氣）相容。燃氣介質系統中的金屬部分可以使用符合GB484-89標準的汽油進行清洗，而非金屬元件則應使用純凈水或乙醇清洗。
5. 單體零部件可以通過浸洗的方式來清洗；對于那些難以解體的含有非金屬件的金屬組件，則應使用干凈細膩的布浸上清洗劑后小心擦洗。清潔工作需確保清除所有表面附著的油污、殘膠、塵埃及其它污物。
6. 非金屬零部件在清洗完成后應立即取出并防止長時間浸在清洗液中。
7. 清潔后需待被洗部件表面的清洗劑揮發后（可以用干布輕輕擦拭以助揮發）及時進行組裝，不應長時間放置以防生銹或被塵埃再次污染。
8. 在組裝前，即便是新的零件也必須要徹底清潔。
9. 裝配時要涂抹合適的潤滑脂。這種潤滑脂必須與球閥所使用的各種材料及其介質兼容。如在燃氣環境中，可能會選用特定型號如特221的潤滑脂。所有需要潤滑的表面上都要涂上薄薄的潤滑層。
10. 在裝配全程中應防止金屬碎屑、纖維、多余油脂、灰塵以及任何形式的污染物接觸到零部件表面或進入閥體內腔。