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球閥使用方法及常見故障

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球閥使用方法及常見故障

發布日期:2016-06-16 19:09 來源:http://www.414323.live 點擊:

一、概述

 球閥是由旋塞演變而來的,它的啟閉件為一個球體,利用球體繞閥桿的軸線旋轉90°實現開啟和關閉的目的。球閥在管線上主要用于切斷、分配和改變介質流動方向,設計成V形開口的球閥還具有良好的流量調節功能。

 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、高壓大口徑、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,其可靠性及其它性能指標均達到較高水平,并已部分取代閘閥、截止閥、節流閥。隨著技術進步,再可以預見的短時間內,特別是石油天然氣管線上,煉油裂解裝置上以及核工業上將有更廣泛的應用。此外,再其他工業中的大中型口徑、中低壓力領域,球閥也將會成為主導的閥門類型之一,其優點是:

1)具有最低的流阻(實際上為零)。

2)因在工作時不會卡住(再無潤滑劑時),故能可靠的應用于腐蝕性介質和低沸點液體中。

3)在較大的壓力和溫度范圍內,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,以保證能用于實驗臺的自動化系統中。快速啟閉閥門時,操作無沖擊。

5)球形關閉件能在邊界位置上自動定位。

6)工作介質再雙面上密封可靠。

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,可以認為它是用于低溫介質系統的最合理的閥門結構。

9)閥體對稱,尤其是焊接閥體結構,能很好的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,可以直接埋于地下,使閥門內件不受浸蝕,最高使用壽命可達三十年,是石油、天然氣管線最理想的閥門。

二、球閥的結構

球閥按球體在閥體內是否可以自由浮動,球閥分為浮動球球閥和固定球球閥兩大類。

1、浮動球球閥

該類閥的球體可以在閥體內自由浮動,球體不與閥桿做成一體,其結構如圖43所示。

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1.左閥體

   2.右閥體

3.密封圈

4.球體

5.閥桿

6.填料

7.填料壓蓋

8.手柄

 


43浮動球球閥

在閥體內裝有兩個氟塑料制成的密封圈,兩圈之間夾緊一個鋼制球體,球體上開有圓孔通道,其直徑與閥體通道的直徑一致。球體用手柄經閥桿驅動,可以在密封圈中自由旋轉,閥門全開時,球體通道與閥體通道中心線重合,使介質通過閥門時流動阻力最小。當閥桿轉動90°時,球體孔中心線垂直閥體通道中心線,靠介質壓力將球體壓在出口端密封圈上,從而保證閥門關閉時的密封,此時進口端密封圈不起密封作用。但當介質反向流動把閥門關閉時,盡管原不起密封作用的密封圈改為起密封作用的密封圈,原起密封作用的密封圈改為不起作用密封的密封圈,但從流向上看,仍為出口端起密封作用。

浮動球球閥在球閥中結構簡單,能按不同流向密封,但密封圈磨損后或溫度變化時,無法自動補償,關閉閥門后填料及閥體均受介質作用,開關閥門較費力。因此,當壓力高時用于小口徑管路上,當壓力低時才可以用于較大口徑的管路上。

2、固定球球閥

該類球閥的球體與閥桿之間不是活動連接結構,而是采用配合或制成一體的結構,因而球體可繞閥桿軸線轉動,密封作用力傳遞到閥桿軸承上,相對浮動球球閥減小了開關閥門時所需的扭矩。球體與閥桿配合連接的固定球球閥如圖44所示。

帶有球體的閥桿在閥體軸承中轉動,密封圈裝在活動套筒內,兩個套筒分別裝在閥體內左右兩端,套筒與閥體間設有O形橡膠圈,由彈簧通過套筒將左右兩閥座密封圈預先壓緊在球體上。當左側為進口端,關閉球閥時,靠作用在套筒端面上的介質壓力進一步把左端密封圈壓緊在球體上,起到密封作用,右端,即出口端的閥座密封圈不起密封作用。如果介質反向流動時,則是右端閥座密封圈起密封作用,而左端閥座密封圈不起密封作用,仍為進口端密封。

 

 

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44固定球球閥

  1. 左閥體        2. 右閥體       3. 彈簧       4. 套筒  

 5. 密封圈        6. O形橡膠圈   7. 球體       8. 閥桿

9. 填料          10. 填料壓蓋

固定球球閥改善了密封圈的受力情況,常用于高壓力的場合,但結構比浮動球球閥復雜。

球閥上有全開和全關的限位結構,手輪或手柄以順時針方向為關,并有表示開關方向的標志;球閥有表示球體通道位置的指示牌或在閥桿頂部開槽;帶扳手的球閥,在開啟位置時,扳手與球體通道平行。

三、球閥適用的場合

由于球閥常用尼龍和聚四氟乙烯作為閥座密封圈材料,因此它的使用溫度受到限制。球閥的截止作用是靠金屬球體在介質壓力的作用,與閥座密封圈之間相互壓緊來完成的(浮動球球閥)。閥座密封圈在一定的接觸壓力作用下,局部發生彈塑變形。這一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。

又由于球閥的閥座密封圈通常采用塑料制成,故在選擇球閥的結構和性能上,要考慮球閥的耐火和防火,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路系統中使用球閥,更應注意耐火和防火。

通常,在雙位調節、密封性能嚴格、泥漿、磨損、縮口通道、啟閉動作迅速、高壓截止、低噪聲、有氣穴和氣化現象,操作力矩小、流體阻力小的管路系統中,推薦使用球閥。

球閥也適用于輕型結構、低壓截止、腐蝕性介質的管路系統中。

在低溫裝置和管路系統中也可選用球閥。

在冶金行業的氧氣管路系統中,需使用經過嚴格脫脂處理的球閥。

在輸油管線和輸氣管線中的主管線需要埋設在地下時,需使用全通經焊接式球閥。

在要求具有調節性能時,需選用帶V形開口的專用結構的球閥。

在石油、石油化工、化工、電力、城市建設中,工作溫度在200℃以上的管路系統可選用金屬對金屬密封的球閥。

四、球閥的選用原則

1. 石油、天然氣的輸送主管線,需要清掃管線的,有需要埋設在地下的,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球閥。

4. 冶金系統中的氧氣管路系統上,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、以聚四氟乙烯作為閥座密封圈的不銹鋼球閥。

8. 冶金系統、電力系統、石化裝置、城市供熱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的球閥。

9. 需要進行流量調節時,可選用蝸輪傳動的、氣動的或電動的帶V形開口的調節球閥。

五、球閥常見故障及排除

球閥在使用中的常見故障是填料磨損造成外部泄漏或閥座密封圈損壞造成內部泄漏。

由于填料磨損,填料壓蓋相對松動而出現泄漏時,可再緊一緊填料壓蓋。如用壓緊填料壓蓋的方法不能消除泄漏,說明填料失去彈性,無補償能力,應將填料全部更換。

壓緊填料時,應對稱上緊壓蓋螺栓,避免壓蓋傾斜,并留有供壓緊用的間隙。在壓緊填料的同時應轉動閥桿,以使閥桿周圍填料均勻,并防止壓得太死,以免影響閥桿轉動,增加對填料的磨損,縮短使用壽命。

閥座密封圈的損壞,對于采用塑料閥座的密封圈損壞時應更換;金屬對金屬密封的密封面損壞時,密封面損傷深度小于0.05mm時,可直接對之研磨;大于此深度時,應先對其加工,之后再研磨,也可將其更換。與金屬閥座一起使用的球體有時也需要研磨,研磨球體可用研磨套,也可用有凹球面的磨具進行研磨。


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