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石油化工固定球閥

更新時間：2021-02-17

產品型號：Q347F

描述：Q347F石油化工固定球閥有球形閥體,球形閥體的橫向開有相通的進口,出口,球形閥體內配合有球體,球體內開有可與球形閥體的進口,出口貫通的通孔,所述的球體上端有閥桿,所述的閥桿與球形閥體之間采用密封填料轉動連接,

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Q347F石油化工固定球閥的詳細資料：

Q347F石油化工固定球閥 產品說明

分析了石油和天然氣管線用固定球球閥閥座的結構特點和性能，介紹了一種大口徑雙向密封固定球球閥的閥座優(yōu)化設計。,包括有球形閥體,球形閥體的橫向開有相通的進口,出口,球形閥體內配合有球體,球體內開有可與球形閥體的進口,出口貫通的通孔,所述的球體上端有閥桿,所述的閥桿與球形閥體之間采用密封填料轉動連接,其特征在于:所述的球形閥體上進口,出口內側嵌裝有環(huán)形密封圈,所述的環(huán)形密封圈與所述的球體外壁貼合.本實用新型可增強密封效果,閥體與球體相接觸更加緊密可靠,延長密封件的使用壽命.在長輸管線輸送系統(tǒng)中，對管線球閥的性能等要求相當嚴格，如要求具有防火、防靜電、防爆和0泄漏等。為了確保球閥閥座密封達到0 泄漏，根據(jù)API 6D 標準閥座結構的原理，對閥門設計了多種復合型閥座結構，本文介紹一種新型大口徑固定球球閥雙向密封閥座的結構。

產品特點
（1）操作省力：球體由上下軸承支撐，減少摩擦，消除了由于進口壓力推動球體與密封座形成的巨大密封負荷而造成過大的扭矩。
（2）密封性能可靠：PTFE單性材料密封圈嵌于不銹鋼閥座內，金屬閥座尾端設有彈簧保證密封圈足夠的預緊力，閥門在使用過程中密封面磨損時，在彈簧作用下閥門繼續(xù)保證良好密封性能。
（3）防火結構：為防止由于驟熱或火災的出現(xiàn)，使聚四氟乙烯密封圈燒毀，發(fā)生較大泄漏，而助長火勢，在球體與閥座間設置防火密封環(huán)，在密封圈燒毀時，在彈簧力作用下，將閥座密封環(huán)迅速推向球體上，形成金屬與金屬密封，起到一定程度的密封效果。耐火試驗符合APl6FA和APl607標準要求。
（4）自動泄壓功能：當閥門中腔停滯的介質壓力異常升高超過彈簧的預緊力時，閥座后退脫離球體，達到自動泄壓的效果，卸壓后閥座自動復位。
（5）排泄管路：閥體上下均設置排泄孑L，可檢查閥座是否發(fā)生泄漏，在工作中，閥門處于全開或全關時，卸掉中腔壓力，可直接更換填料；可以排放中腔滯留物，減少介質對閥門的污染。輔助密封設置系統(tǒng)（客戶需要請在訂購時說明）
（6）本閥門設計有輔助的閥座緊急密封系統(tǒng)，一旦密封受損或出現(xiàn)緊急十青況而不能密封時，通過輔助密封系統(tǒng)向密封面注射相應的密封劑即可修復密封面，達到緊急密封。當輸送的介質不潔或含有少量顆粒時，為保護密封面，確保達到可靠的密封，還可給這一裝置注射相應的清洗劑或潤滑劑對密封面進行清洗。
（7）廣泛適用于食品、醫(yī)藥、石油、化工、天然氣、鋼鐵、環(huán)保、造紙等輸送管路介質的切斷或流通。還可給這一裝置注射相應的清洗劑或潤滑劑對密封面進行清洗。

2、閥座結構
根據(jù)API 6D 標準提出的雙阻塞與泄壓(DBB)和雙隔離與泄壓(DIB-1 和DIB-2) 的閥座結構原理，閥座結構有單活塞效應、雙活塞效應和組合型3 種。

(1) 雙阻塞與泄壓閥座

雙阻塞與泄壓閥座( DBB) 即單活塞效應閥座是自泄壓閥座結構，介質進口端和出口端閥座結構一致，它是閥前閥座密封原理，介質可以雙向流動。DBB 閥座有雙密封閥座( 圖1) 和單密封閥座( 圖2) 兩種結構。雙密封閥座是由兩個能夠單獨實現(xiàn)閥座密封的非金屬材料組合而成，在介質壓力作用下，初級閥座支撐座上產生的△A1環(huán)形面積差的壓力加上彈簧力，確保初級閥座和球體形成密封副。當初級閥座密封失效后，介質通過初級閥座到達次級閥座，在次級閥座支撐座上產生的△A1 '環(huán)形面積差的壓力加上彈簧力，確保次級閥座和球體形成密封副。這種閥座結構能夠在閥腔內的介質壓力達到公稱壓力的1.33 倍時，推開介質出口端次級閥座支撐座，使介質壓力到達初級閥座，介質再推開介質出口端初級閥座支撐座，使閥門的介質壓力泄放到出口端，保障了閥門體腔內壓力不過載。

(2) 雙隔離與泄壓閥座

雙隔離與泄壓閥座( DIB-1) 即雙活塞效應閥座，介質進口端和出口端閥座結構一致，其閥前閥座和閥后閥座都能夠實現(xiàn)密封，介質可以雙向流動。DIB-1 閥座有雙密封閥座( 圖3) 和單密封閥座( 圖4) 兩種結構。雙密封閥座由兩個能夠單獨實現(xiàn)閥座密封的非金屬材料組合而成。在介質進口端，初級閥座支撐座上產生的△A1環(huán)形面積差的壓力加上彈簧力，確保初級閥座和球體形成密封副。當初級閥座密封失效后，介質通過初級閥座到達次級閥座，在次級閥座支撐座上產生的△A1 '環(huán)形面積差的壓力加上彈簧力，確保次級閥座和球體形成密封副。

當進口端雙重閥座密封全部失效后，介質進入閥腔，到達出口端閥座，在次級閥座支撐座上產生的△A2環(huán)形面積差的壓力加上彈簧力，確保次級閥座和球體形成密封副。當次級閥座密封失效，介質壓力到達出口端初級閥座，介質推開初級閥座支撐座，介質進入出口端，不能形成密封副。所以，雙密封閥座在出口端僅為一重閥座密封，是三重閥座密封。由于雙活塞效應閥座在閥腔異常升壓時，進出口兩端次級閥座都能夠與球體形成密封副，所以體腔內超標的介質壓力不能泄放，不具備閥腔自泄壓功能。因此，閥門需要在閥體上安裝自動泄壓閥，在閥腔壓力達到公稱壓力的1. 33 倍時，可通過自動泄壓閥釋放閥腔內過高壓力。

(3) 組合的雙隔離與泄壓閥座

組合的雙隔離與泄壓閥座( DIB-2) 是結合雙阻塞與泄壓和雙隔離與泄壓結構的優(yōu)點，介質進口端使用DBB 閥座，介質出口端采用DIB-1 閥座。組合的雙隔離與泄壓閥座為介質單向流動，進出口兩端雙向密封。DIB-2 結構是三重閥座密封。當體腔壓力達到公稱壓力的1.33 倍時，體腔內介質推開進口端次級閥座支撐座和初級閥座支撐座脫離球體，閥腔內的壓力向介質進口端自動泄放，確保閥門安全。

3、分析
(1) DBB 閥座的主要優(yōu)點是自泄壓，介質未排放到閥門外，不會增加石油和天然氣等易燃易爆介質泄漏造成的危害。但是，單密封閥座僅為進口端一重密封，雙密封閥座也僅僅為進口端二重密封。雖然閥座密封可以達到0 泄漏，但很難滿足長輸管道苛刻工況的要求。

(2) DIB-1 閥座密封壽命長，基本滿足長輸管道的苛刻工況。但DIB-1 閥座的閥腔不具備自泄壓功能，需要在閥體上安裝自泄壓安全閥，增加了閥門的泄漏點。如果泄壓安全閥失效，閥腔異常升壓帶來的危險無法預估。一般來說，在石油和天然氣長輸管道上使用較少。

(3) DIB-2 閥座綜合了DBB 和DIB-1 結構的優(yōu)點，是石油和天然氣長輸管道系統(tǒng)中，優(yōu)先選擇的閥座密封結構。DIB-2 閥座結構比較復雜，零件較多，造成零件尺寸精度較難控制，零件的強度和剛度較差，初級和次級閥座之間距離較大，要保證兩個閥座和球體都達到密封，要增大球體的直徑，從而增加閥門的操作扭矩和原材料成本。

主要零件及材質

序號	零件名稱	普通碳鋼系列	不銹鋼系列		低溫鋼系列		抗硫系列
							GB標準	NACE標準
1	閥蓋	A216 WCB	A351 CF8、CF8M、CF3、CF3M		A352 LCB、 LCC+ENP		A216 WCB	A351 CF8M
2	螺母	A194 2H	A194 8 、8M		A194 4		A194 2HM	A194 2HM
3	螺柱	A193 B7	A193 B8、B8M		A320 L7		A193 B7M	A193 B7M
4	墊片	柔性石墨+不銹鋼
5	O形圈	氟橡膠
6	彈簧	INCONEL X-750
7	O形圈	氟橡膠
8	O形圈	氟橡膠
9	擋圈	PTFE
10	防火圈	石墨盤根
11	閥座支撐圈	A105+ HCr/ENP	A182 F304、F316、F304L、F316L	F182 F6a		A105+ HCr/ENP		A182、F316+ENP
12	閥座	PTFE、RPTFE、高分子聚合物NYLON、MOLON或PEEK
13	止推墊片	PTFE、或PTFE+柔性石墨
14	鍵	GB/T699 45、ASTM 1045
15	閥桿	A182 F6a	A182 F304、F316、F304L、F316L	A182 F6a		A182 F304		A182 F316+ENP
16	防靜電裝置	不銹鋼組合件
17	軸套	304+PTFE
18	球體	A105+ HCr/ENP	A182 F304、F316、F304L、F316L	A352 LCB、 LCC+ENP		A105+ HCr/ENP		A351 CF8M+ENP
19	墊片	PTFE
20	軸套	304+PTFE
21	螺母	A194 2H	A194 8 、8M	A194 4		A194 2HM		A194 2HM
22	螺柱	A193 B7	A193 B8、B8M	A320 L7		A193 B7M		A193 B7M
23	底蓋	A105+ HCr/ENP	A182 F304、F316、F304L、F316L	A182 F6a		A105+ENP/A182 F3164+ENP
24	墊片	柔性石墨+不銹鋼
25	閥體	A216 WCB	A351 CF8、CF8M、CF3、CF3M	A352 LCB、 LCC+ENP		A216 WCB		A351 CF8M
26	墊片	柔性石墨+不銹鋼
27	O形圈	氟橡膠
28	上蓋	A105+ HCr/ENP	A182 F304、F316、F304L、F316L	A182 F6a		A105+ENP/A182 F3164+ENP
29	螺釘	A193 B7	A193 B8、B8M	A320 L7		A193 B7M		A193 B7M
30	O形圈	氟橡膠
31	O形圈	氟橡膠
32	填料	柔性石墨/石墨盤根
33	螺母	A194 2H	A194 8 、8M	A194 4		A194 2HM		A194 2HM
34	螺柱	A193 B7	A193 B8、B8M	A320 L7		A193 B7M		A193 B7M
35	聯(lián)接盤	A105+ HCr/ENP	A182 F304、F316、F304L、F316L	A182 F6a		A105+ENP/A182 F3164+ENP
H 36	定位銷	不銹鋼
37	螺釘	A193 B7	A193 B8、B8M	A320 L7		A193 B7M		A193 B7M
38	蝸輪箱	組合件
39	注脂閥	同殼體材料
40	排污閥	同殼體材料
41	注脂閥	同殼體材料

技術規(guī)范

設計依據(jù)	國標系列	美標系列
設計標準	GB/T12237	AP16D	ANSI B16.34
法蘭連接結構長度	GB/T12221	AP16D	ANSI B16.10
結構長度(焊接)	GB/T15188.1	AP16D	ANSI B16.10
連接法蘭	GB/T9113 JB/T79 HG20592	ANSI B16.5、B16.47
對焊端	GB/T12224	ANSI B16.25
試驗和檢驗	GB/T9092	AP16D	AP1598

試驗壓力

壓力等級		試驗壓力(MPa）
公稱壓力（PN）	磅級（Class）	殼體試驗	密封試驗
1.0	-	1.5	1.1
1.6	-	2.5	1.76
2.5	-	3.8	2.75
4.0	-	6.0	4.4
6.4	-	9.6	7.04
10.0	-	15.0	16.5
16.0		24.0	17.6
25.0		37.5	27.5
32.0		48.0	35.2
42.0		58.8	46.2
-	150	3.0	2.2
-	300	7.6	5.6
-	600	15.0	11.0
	800	18.2	14.3
	900	22.5	16.5
	1500	35.0	27.5
	2500	63.0	46.2
	3500	84.0	61.6
	4500	114.0	83.6
-	10K	2.4	1.5
-	20K	5.8	4.0

Q347F石油化工固定球閥外形結構圖

PN1.6MPa主要連接尺寸用重量

公稱通徑DN		25	32	40	50	65	80	100	125	150	200	250	300	350	400	450	500	600	700
d1		25	32	40	50	65	80	100	125	150	200	250	300	337	387	438	489	591	686
L		165	180	190	216	241	283	305	356	394	457	533	610	686	762	864	914	1067	1245
H		50	55	80	102	114	127	152	184	219	273	360	395	430	470	550	580	700	800
手動	H1	75	85	95	107	125	152	178	300	330	398	495	580	625	670	698	840	1050	1100
	E	-	-	-	-	-	-	-	-	-	116	116	171	171	257	257	257	150	83
	F	-	-	-	-	-	-	-	-	-	350	350	400	420	400	420	400	410	650
	W	160	160	230	230	400	400	650	1050	1050	600	600	800	800	800	800	800	800	800
	Wt(Kg)	4.5	5.7	7.0	12	16	22	35	58	74	205	322	460	576	864	1280	1600	1600	4500
電動	H2	-	-	-	-	-	-	-	-	554	600	652	760	770	830	-	940	940	1115
電動	L1	-	-	-	-	-	-	-	-	235	235	235	259	400	400	-	410	410	410
氣動	H3	215	240	264	274	379	389	479	552	666	736	926	1059	1127	1393	1468	1538	1538	1450
氣動	L2	200	270	270	270	405	405	576	576	776	776	776	1060	1060	1360	1360	1360	1360	2840

PN2.5MPa主要連接尺寸用重量

公稱通徑DN		25	32	40	50	65	80	100	125	150	200	250	300	350	400	450	500	600	700
d1		25	32	40	50	65	80	100	125	150	200	250	300	337	387	438	489	591	686
L		165	180	190	216	241	283	305	381	403	502	568	648	762	838	914	991	1143	1346
H		50	55	80	102	114	127	152	184	219	273	360	395	430	470	550	580	700	800
手動	H1	75	85	95	107	125	152	178	300	330	398	495	580	625	670	698	840	1050	1100
	E	-	-	-	-	-	-	-	-	-	116	116	171	171	257	257	257	150	83
	F	-	-	-	-	-	-	-	-	-	350	350	420	420	400	400	400	410	650
	W	160	160	230	230	400	400	650	1050	1050	600	600	800	800	800	800	800	800	800
	Wt(Kg)	4.5	5.7	7.0	15	24	30	55	87	118	255	370	533	640	1030	1524	2100	4200	5300
電動	H2	-	-	-	-	-	-	-	-	235	235	400	400	410	410	-	420	690	690
電動	L1	-	-	-	-	-	-	-	-	74	350	350	420	420	400	-	400	410	650
氣動	H3	215	240	264	340	379	452	479	646	666	814	1002	1059	1150	1205	1250	1295	1390	1470
氣動	L2	200	270	270	405	405	574	574	756	756	1060	1060	1060	1360	1360	2840	2840	3300	3300

PN4.0MPa主要連接尺寸及重量

公稱通徑DN		25	32	40	50	65	80	100	125	150	200	250	300	350	400	450	500	600	700
d1		25	32	40	50	65	80	100	125	150	200	250	300	337	387	438	489	591	686
L		165	180	190	216	241	283	305	381	403	502	568	648	762	838	914	991	1143	1346
H		50	55	80	102	114	127	152	184	219	273	360	395	430	470	550	580	700	800
手動	H1	75	85	95	107	125	152	178	300	330	398	495	580	625	670	698	840	1050	1100
	E	-	-	-	-	-	-	-	-	-	116	116	171	171	257	257	257	150	83
	F	-	-	-	-	-	-	-	-	-	350	350	420	420	400	400	400	410	650
	W	160	160	230	230	400	400	650	1050	1050	600	600	800	800	800	800	800	800	800
	Wt(Kg)	4.5	5.7	7.0	15	24	30	55	87	118	255	370	533	640	1030	1524	2100	4200	5300
電動	H2	-	-	-	-	-	-	-	-	235	235	400	400	410	410	-	420	690	690
電動	L1	-	-	-	-	-	-	-	-	74	350	350	420	420	400	-	400	410	650
氣動	H3	215	240	264	340	379	452	479	646	666	814	1002	1059	1150	1205	1250	1295	1390	1470
氣動	L2	200	270	270	405	405	574	574	756	756	1060	1060	1060	1360	1360	2840	2840	3300	3300

4、優(yōu)化設計

經過對DBB、DIB-1 和DIB-2 閥座結構的分析和研究，對大口徑管線固定球球閥的閥座結構進行了優(yōu)化設計。新閥座為雙向雙重密封，介質單向流動，進出口端雙重密封( 四重密封) ，初級閥座和次級閥座共用一個閥座支撐座，兩個閥座相鄰，結構簡單，密封可靠，零件受力良好，確保閥座0 泄漏，增加了閥座密封壽命。

球閥的安裝和維護步驟：

1.1安裝前的準備

（1）球閥前后管線已準備好。前后管道應同軸，兩法蘭密封面應平行。管道應能承受球閥的重量，否則管道上必須配有適當?shù)闹巍?/p>

（2）把閥前后管線吹掃干凈，清除掉管道內的油污、焊渣和一切其它雜質。

（3）核對球閥的標志，查明球閥完好無損。將閥全開全閉數(shù)次證實其工作正常。

（4）拆去球閥兩端連接法蘭上的保護件。

（5）檢查閥孔清除可能有的污物，然后清洗閥孔。閥座與球之間即使僅有微小顆粒的異物也可能會損傷閥座密封面。

1.2安裝

（1）把閥裝上管線。閥的任何一端都可裝在上游端。用手柄驅動的閥可安裝在管道上的任意位置。但帶有齒輪箱或氣動驅動器的球閥應直立安裝，即安裝在水平管道上，且驅動裝置處于管道上方。

（2）閥法蘭與管線法蘭間按管路設計要求裝上密封墊。

（3）法蘭上的螺栓需對稱、逐次、均勻擰緊。

（4）連接氣動管線（采用氣動驅動器時）。

1.3安裝后的檢查

（1）操作驅動器啟、閉球閥數(shù)次，應靈活無滯澀，證實其工作正常。

（2）按管路設計要求對管道與球閥間的法蘭結合面進行密封性能檢查。

2閥的維修

2.1通則

（1）必須先查明球閥上、下游管道確已卸除壓力后，才能進行拆卸分解操作。

（2）分解及再裝配時必須小心防止損傷零件的密封面，特別是非金屬零件，取出O型圈時宜使用工具。

（3）裝配時法蘭上的螺栓必須對稱、逐步、均勻地擰緊。

（4）清洗劑應與球閥中的橡膠件、塑料件、金屬件及工作介質（例如燃氣）等均相容。工作介質為燃氣時，可用汽油（GB484-89）清洗金屬零件。非金屬零件用純凈水或酒精清洗。

（5）分解下來的單個零件可以用浸洗方式清洗。尚留有未分解下來的非金屬件的金屬件可采用干凈的細潔的浸漬有清洗劑的綢布（為避免纖維脫落粘附在零件上）擦洗。清洗時須去除一切粘附在壁面上的油脂、污垢、積膠、灰塵等。

（6）非金屬零件清洗后應立即從清洗劑中取出，不得長時間浸泡。

（7）清洗后需待被洗壁面清洗劑揮發(fā)后（可用未浸清洗劑的綢布擦）進行裝配，但不得長時間擱置，否則會生銹、被灰塵污染。

（8）新零件在裝配前也需清洗干凈。

（9）使用潤滑脂潤滑。潤滑脂應與球閥金屬材料、橡膠件、塑料件及工作介質均相容。工作介質為燃氣時，可用例如特221潤滑脂。在密封件安裝槽的表面上涂一薄層潤滑脂，在橡膠密封件上涂一薄層潤滑脂，閥桿的密封面及摩擦面上涂一薄層潤滑脂。

（10）裝配時應不允許有金屬碎屑、纖維、油脂（規(guī)定使用的除外）灰塵及其它雜質、異物等污染、粘附或停留在零件表面上或進入內腔。

5、結語
閥座密封寬度對密封副的結構應力和密封性能均有很大的影響。隨著密封寬度的增大，密封副所受的應力和應變均增大，密封面所受的等效應力和接觸應力也增大，使密封性能提高，但隨之也導致了密封面上摩擦應力的增大，使密封圈的使用壽命縮短，因此，還應采取措施減小摩擦應力，延長密封圈的使用壽命。

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