Q41H化工部法蘭式金屬硬密封球閥技術(shù)規(guī)范

球閥在石油、天然氣、煤炭和礦石的開采、提煉加工和管道輸送系統(tǒng)中；在化工產(chǎn)品、醫(yī)藥和食品生產(chǎn)種；在水電、火電和核電的電力生產(chǎn)系統(tǒng)中；在城市和工業(yè)企業(yè)的給排水、供熱、和供氣系統(tǒng)中；在農(nóng)田的排灌系統(tǒng)中；在治金生產(chǎn)系統(tǒng)中得以廣泛的應(yīng)用，是一種與生產(chǎn)建設(shè)、國防建設(shè)和人民生活息息相關(guān)的重要機(jī)械產(chǎn)品。球閥密閉在各類管路系統(tǒng)種用于截?cái)嗷蚪油ń橘|(zhì)流，使介質(zhì)按照預(yù)定的程序輸送到各個點(diǎn)。
球閥在作開關(guān)運(yùn)動的過程中。閥座底端的密封材料各位置的壓緊程度會有所變化，亦會造成一些部位因滲進(jìn)介質(zhì)而引起泄漏，嚴(yán)重地影響閥門長時間正常運(yùn)行，使閥座及其底端的密封結(jié)構(gòu)過早損壞。由于泄漏點(diǎn)較多，閥門的使用壽命普遍較短，通常不能滿足用戶的使用要求，只能頻繁更換球閥維持系統(tǒng)的運(yùn)行。
金屬硬密封球閥的球體與閥座采用金屬對金屬的密封方式，為了確保硬密封球閥在各種溫度和壓力下的可靠密封，針對用戶的不同使用工況和要求，可以采用多種優(yōu)良的球體和閥座的硬化技術(shù)，包括超音速噴涂、鎳基噴焊、表面特殊硬化、硬質(zhì)合金噴焊等，球體和閥座表面硬度一般可達(dá)到HRC60以上，較高可達(dá)HRC74以上。密封面材料耐溫可達(dá)540℃，較高可達(dá)980℃。金屬硬密封法蘭球閥材料的結(jié)合強(qiáng)度可以達(dá)到10000PSI以上，密封面材料還具有很好的耐磨擦、耐沖擊等性能。硬密封固定球閥能夠適用于絕大多數(shù)的苛刻工況條件。

Q41H化工部法蘭式金屬硬密封球閥技術(shù)規(guī)范

防止閥門在高溫下的漲死

    高溫工況下由于熱膨脹而容易引起球體與閥座的漲死，從而導(dǎo)致閥門無法開啟。屬硬密封球閥采用了碟簧或彈簧加載的密封結(jié)構(gòu)，在高溫下零部件的熱膨脹可以被碟簧或彈簧所吸收，故能夠保證閥門在高溫下不會被漲死，并能夠在高溫下靈活啟閉。

優(yōu)異的密封性能

    采用的球體研磨工藝，通過球體與研磨器具在空間不同方位的旋轉(zhuǎn)，使球體表面達(dá)到的圓度和光潔度，閥門的密封性能達(dá)到或超過標(biāo)準(zhǔn)要求。

的防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

    閥門的密封面采用金屬對金屬密封結(jié)構(gòu)，填料采用柔性石墨，墊片采用不銹鋼＋柔性石墨結(jié)構(gòu)。因此，閥門即使在火災(zāi)情況下也能確保可靠的密封。

自然的防靜電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

    金屬硬密封球閥的閥體、閥座、球體等金屬零件緊密接觸，自然形成了靜電通道。因此，金屬硬密封球閥不需要設(shè)置專門的防靜電裝置。

雙阻斷及泄放功能

硬密封固定球閥一般采用球前閥座密封結(jié)構(gòu)。金屬硬密封固定球閥的兩個閥座能獨(dú)立切斷進(jìn)口端和出口端的介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)雙阻斷功能。當(dāng)球閥關(guān)閉時，即使閥門進(jìn)出口兩端同時受壓，閥門中腔和兩端通道也可以被相互阻斷，中腔內(nèi)的剩余介質(zhì)可以通過泄放閥排出。

二 Q41H化工部法蘭式金屬硬密封球閥技術(shù)規(guī)范改進(jìn)

2.1 結(jié)構(gòu)

單向金屬密封球閥(圖1)主要零件有左閥體(包含一體化閥座)、右閥體、球體、右閥座、彈性墊和閥桿等，左閥體上與球體接觸部分，堆焊司太立合金或采用超音速噴涂金屬粒子。獲得超硬噴涂層，并直接在其上做出一體化閥座密封面。球體亦采用超音速噴涂表面硬化技術(shù)。右閥座不起密封作用，無需進(jìn)行表面硬化處理。彈性墊可以采用柔性石墨，亦可采用碟形彈簧。

2、金屬硬密封球閥閥球和閥座的硬化方式

目前金屬硬密封球閥球體表面常用的硬化工藝主要有以下幾種：

（1）球體表面堆焊（或噴焊）硬質(zhì)合金，硬度可達(dá)40HRC以上，球體表面堆焊硬質(zhì)合金工藝復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，且大面積堆焊易使零件產(chǎn)生變形，目前對球體表面硬化的工藝使用較少。

（2）球體表面鍍硬鉻，硬度可達(dá)60～65HRC，厚度0.07～0.10mm，鍍鉻層硬度高、耐磨、耐蝕并能長期保持表面光亮，工藝相對簡單，成本較低。但硬鉻鍍層的硬度在溫度升高時會因其內(nèi)應(yīng)力的釋放而迅速降低，其工作溫度不能高于427℃。另外鍍鉻層結(jié)合力低，鍍層易發(fā)生脫落。

（3）球體表面采用等離子氮化，表面硬度可達(dá)60～65HRC，氮化層厚度0.20～0.40mm，等離子氮化處理硬化工藝由于耐腐蝕性較差，不能在化工強(qiáng)腐蝕等領(lǐng)域使用。

（4）球體表面超音速噴涂（HVOF）工藝，硬度zui高可達(dá)70～75HRC，集合強(qiáng)度高，厚度0.3～0.4mm，超音速噴涂是球體表面硬化主要工藝手段。在火力發(fā)電廠、石油化工系統(tǒng)、煤化工領(lǐng)域的高粘性流體；帶粉塵及固體顆粒狀的混合流體、強(qiáng)腐蝕的流體介質(zhì)中大部分使用該硬化工藝。

Q41H化工部法蘭式金屬硬密封球閥技術(shù)規(guī)范

超音速噴涂工藝是氧燃料燃燒產(chǎn)生高速氣流加速粉末粒子撞擊工件表面，形成致密表面涂層的一種工藝方法。在撞擊過程中，由于粒子的速度較快（500～750m/s）且粒子溫度較低（-3000℃），因此撞擊工件表面后，可以獲得高結(jié)合強(qiáng)度、低空隙率、低氧化物含量的涂層。HVOF的特點(diǎn)是合金粉末粒子速度超過音速，甚至是音速的2～3倍，氣流速度是音速的4倍。HVOF是一種新的加工工藝，噴涂厚度0.3～0.4mm，涂層與工件之間是機(jī)械結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度高（77MPa），涂層孔隙率低（＜1%）。該工藝對工件加熱溫度低（＜93℃），工件不變形，可進(jìn)行冷噴涂。噴涂時，粉末粒子速度（1370m/s），無熱影響區(qū)，工件的成分和組織無變化，涂層硬度高，可進(jìn)行機(jī)加工。

Q41H化工部法蘭式金屬硬密封球閥技術(shù)規(guī)范 特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)

1、手動部分可采用鋼板壓制的手柄或不銹鋼鑄造的手柄。手柄設(shè)有限位結(jié)構(gòu)，在閥門開啟、關(guān)閉的位置設(shè)定限位，當(dāng)閥門使用在關(guān)鍵裝置上時，限位塊上設(shè)有鎖孔可鎖定開關(guān)位置避免誤操作。手柄上有明顯地開和關(guān)標(biāo)識。

2、閥桿采用A182F（1Cr13）整體鍛造并調(diào)制處理，硬度達(dá)到HB220～250。閥桿通過平鍵或花鍵或方契與手柄連接，通用性，拆裝方便。閥桿設(shè)有防吹出結(jié)構(gòu)。

3、閥門的填料選用編結(jié)、柔性石墨密封圈或四氟烯密封圈，使得閥桿在一定的潤滑情況下實(shí)現(xiàn)可靠的密封。

4、根據(jù)需要，球閥可設(shè)計(jì)成防靜電結(jié)構(gòu)，在球體與閥桿、閥桿與閥體之間設(shè)置導(dǎo)電彈簧，避免靜電打火點(diǎn)燃易燃物質(zhì)，確保系統(tǒng)安全。

5、密封副形式多樣。根據(jù)不同工況可選用軟密封、硬密封、防火閥座等結(jié)構(gòu)；DN150以下為浮球形式，DN200以下為固定球形式。

6、球閥閥座處可設(shè)置輔助密封結(jié)構(gòu)，在閥座和閥桿部位加裝注脂閥，緊急情況下可暫時密封，并可根據(jù)需要加長閥桿以適宜埋地鋪設(shè)得場所

Q41H化工部法蘭式金屬硬密封球閥技術(shù)規(guī)范主要零件材料 Materials Of main Parts

Q41H化工部法蘭式金屬硬密封球閥技術(shù)規(guī)范外形結(jié)構(gòu)圖

Q41H化工部法蘭式金屬硬密封球閥技術(shù)規(guī)范 主要零件材料及性能

 Q41H化工部法蘭式金屬硬密封球閥技術(shù)規(guī)范PN1.6MPa主要連接尺寸及重量

 Q41H化工部法蘭式金屬硬密封球閥技術(shù)規(guī)范PN1.6PMPa尺寸及重量

球閥的安裝包括：安裝前準(zhǔn)備、球閥安裝、安裝后檢查這三個過程。在使用過程中，球閥也會出現(xiàn)各種問題，比如閥座、調(diào)料、O型圈、密封墊片的更換，氣密性檢查等。今天閥門全部教給你，讓你對球閥的安裝使用了如指掌。

一、Q41H化工部法蘭式金屬硬密封球閥技術(shù)規(guī)范的安裝

1.1 安裝前的準(zhǔn)備

（1）球閥前后管線已準(zhǔn)備好。前后管道應(yīng)同軸，兩法蘭密封面應(yīng)平行。管道應(yīng)能承受球閥的重量，否則管道上必須配有適

當(dāng)?shù)闹巍?/p>

（2）把閥前后管線吹掃干凈，清除掉管道內(nèi)的油污、焊渣和一切其它雜質(zhì)。

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

（4）拆去球閥兩端連接法蘭上的保護(hù)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(qū)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(qū)

動器的球閥應(yīng)直立安裝，即安裝在水平管道上，且驅(qū)動裝置處于管道上方。

（2）閥法蘭與管線法蘭間按管路設(shè)計(jì)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(qū)動器時）。

1.3 安裝后的檢查

（1）操作驅(qū)動器啟、閉球閥數(shù)次，應(yīng)靈活無滯澀，證實(shí)其工作正常。

（2）按管路設(shè)計(jì)要求對管道與球閥間的法蘭結(jié)合面進(jìn)行密封性能檢查。

二、Q41H化工部法蘭式金屬硬密封球閥技術(shù)規(guī)范球閥的維修

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(jìn)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型圈時宜使用專用工具。

（3）裝配時法蘭上的螺栓必須對稱、逐步、均勻地?cái)Q緊。

（4）清洗劑應(yīng)與球閥中的橡膠件、塑料件、金屬件及工作介質(zhì)（例如燃?xì)猓┑染嗳荨９ぷ鹘橘|(zhì)為燃?xì)鈺r，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(xì)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(yīng)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(jìn)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(yīng)與球閥金屬材料、橡膠件、塑料件及工作介質(zhì)均相容。工作介質(zhì)為燃?xì)鈺r，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(yīng)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(zhì)、異物等污染、粘附或停留在零件表面上或進(jìn)入內(nèi)腔。

2.2 在線維修

閥桿填料，O型密封圈以及外部零件等的更換可在管線上進(jìn)行而不需將閥從管線上拆下。分解順序按不同驅(qū)動裝置分述如

下：

2.2.1 帶手柄的球閥──填料的更換

（1）關(guān)閉球閥上、下游的截?cái)嚅y。放氣卸除球閥前后管道中的壓力。

（2）使球閥處于全閉狀態(tài)。

（3）擰掉螺母，拆下墊圈、扳手頭及手柄。

（4）擰掉螺母，拆下彈簧墊圈、閥桿限位器和填料壓蓋。

（5）取出填料。

（6）檢查拆下的零件，如有損傷予以修復(fù)或更換，將各零件清洗干凈。

（7）擦洗并潤滑填料函密封面。

（8）裝入新填料。

（9）按分解的逆順序依次裝上填料壓蓋、閥桿限位器、彈簧墊圈，用螺母固緊上述零件。

（10）再裝上扳手頭及手柄，裝上墊圈，用螺母固緊。

（11）操作手柄檢查球閥的開啟關(guān)閉靈活性。

（12）氣密性試驗(yàn)。

2.2.2帶齒輪箱的球閥──填料的更換

（1）關(guān)閉球閥上、下游的截?cái)嚅y。放氣卸除球閥前后管路中的壓力。

（2）使球閥處于全閉狀態(tài)。

（3）擰掉螺釘，拆下齒輪箱。

（4）擰掉螺釘，拆下驅(qū)動器法蘭。

（5）擰掉螺母，拆下彈簧墊圈及填料壓蓋，取出填料。

（6）檢查拆下的零件，如有損傷，予以修復(fù)或更換，將各零件清洗干凈。

（7）清洗并潤滑填料函密封面。

（8）裝入新填料。

（9）按分解的逆順序依次裝上填料壓蓋、彈簧墊圈，用螺母固緊上述零件。再裝上驅(qū)動器法蘭用螺釘固緊。

（10） 裝上齒輪箱，用螺釘固緊。

（11） 操作齒輪箱檢查球閥的啟閉靈活性。

（12） 氣密性試驗(yàn)。

2.2.3帶氣動驅(qū)動器的球閥──填料及O型圈的更換

（1）關(guān)閉球閥上、下游的截?cái)嚅y。放氣卸除球閥前后管路中的壓力。

（2）使球閥處于全閉狀態(tài)。拆除氣動管線

（3）擰掉螺釘35 將驅(qū)動器及驅(qū)動器法蘭一起拆下。

（4）取下閥桿上的鍵，擰掉螺釘，拆下填料壓蓋，取出填料。

（5）從填料壓蓋中取出O型圈。

（6）檢查拆下的零件，如有損傷予以修復(fù)或更換，將各零件清洗干凈。

（7）清洗并潤滑填料函密封面及O型圈安裝槽。

（8）裝入新填料，裝入新O型圈。

（9）裝上填料壓蓋，用螺釘固緊，裝上鍵。

（10）將驅(qū)動器法蘭及驅(qū)動器一起裝上，用螺釘固緊。

（11）接上氣動管線，操作驅(qū)動器檢查閥的開啟關(guān)閉靈活性。

（12）氣密性試驗(yàn)。

2.3 線下維修──閥座的更換，O型圈、密封墊片的更換。

閥座、球、閥桿、閥內(nèi)部各密封件的更換及修理需預(yù)先將球閥從管線上拆下才能進(jìn)行。

2.3.1 兩件對分式球閥

（1）關(guān)閉球閥上、下游的截?cái)嚅y，放氣卸除球閥前后管路中的壓力。

（2）關(guān)閉球閥，使處于全閉狀態(tài)。如是氣動裝置驅(qū)動的，拆除氣動管線。

（3）將閥從管線上拆下，翻轉(zhuǎn)放置使閥體接體向上。

（4）擰掉螺母，拆下閥體接體。

（5）拆下閥座及O 型圈。

（6）從閥體接體上拆下O型圈及密封墊片。

（7）取出球。

（8）拆下另一端的閥座及O型圈。

（9）檢查閥體（1），球及閥體接體，如有損傷予以修復(fù)，將零件清洗干凈。

（10）潤滑閥座安裝面及各密封安裝槽。

（11）將新的O型圈，密封墊片裝入閥體接體的安裝槽中。

（12）預(yù)先將O型圈裝入閥座中，將閥座裝入閥體及閥體接體中。

（13）將球裝入閥體中，必須使閥桿配入球上的槽中。

（14）將閥體接體裝上閥體，用螺母固緊。

（15）裝上氣動管線（氣動驅(qū)動器驅(qū)動的球閥），操作驅(qū)動裝置檢查閥的啟閉靈活性。

（16）氣密性試驗(yàn)。

（17）裝上管線，按管線要求進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。

2.3.2三件式球閥

（1）關(guān)閉球閥上、下游的截?cái)嚅y，放氣卸除球閥前后管路中的壓力。

（2）關(guān)閉球閥使處于全閉狀態(tài)

（3）將閥從管線上拆下，翻轉(zhuǎn)放置使一端的閥體接體向上。

（4）擰掉螺母，拆下閥體接體。

（5）拆下閥座、彈簧、O型圈。

（6）從閥體接體上拆下O型圈及密封墊片。

（7）取出球。

（8）翻轉(zhuǎn)使另一端閥體接體向上，按順序?qū)⒘硪欢说母髁慵鹣隆?/p>

（9）檢查閥體、球、閥體接體，如有損傷予以修復(fù)。將零件清洗干凈。

（10）潤滑閥座安裝面及各密封安裝槽，將新的O型圈、密封墊片裝入閥體接體的安裝槽中。

（11）將新O型圈裝入新閥座中，將彈簧放在相關(guān)位置上。

（12）先將球裝入閥體中，必須使閥桿配入球的槽中。

（13）用（12）的方法裝入另一端的閥座及閥體接體。

（14）擰緊螺母。

（15）操作驅(qū)動裝置檢查閥的啟閉靈活性。

（16）氣密性試驗(yàn)。

（17）裝上管線，按管線要求進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。

2.4 線下維修─球閥的全面分解，O型圈及止推墊片的更換。

（1）按2.3節(jié)拆下球閥進(jìn)行分解。

（2）按2.2節(jié)進(jìn)行分解。

（3）拆下閥桿，取出止推墊片及O型圈。

（4）檢查各零件，如有損傷予以修復(fù)，將各零件清洗干凈。

（5）潤滑各密封面，閥桿上涂一薄層潤滑脂。

（6）裝上新的O型圈及止推墊片，裝上閥桿。

（7）按2.2節(jié)進(jìn)行裝配。

（8）按2.3節(jié)進(jìn)行裝配。

（9）操作驅(qū)動裝置檢查閥的啟閉靈活性。

（10）氣密性試驗(yàn)。

（11）裝上管線，按管線要求進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。

2.5 Q41H化工部法蘭式金屬硬密封球閥技術(shù)規(guī)范氣密性試驗(yàn)

2.5.1 對拆下的球閥進(jìn)行的氣密性試驗(yàn)。

（1）將閥處于半開狀態(tài)。將球兩端部用帶管接頭的法蘭蓋密封。

（2）向一端引入試驗(yàn)介質(zhì)，試驗(yàn)介質(zhì)為清潔的氮?dú)饣蚩諝狻Ａ硪欢斯芙宇^堵住。逐漸增壓至5.6bar 后關(guān)閉進(jìn)氣閥停止進(jìn)氣。

（3）將球轉(zhuǎn)動幾次后將球閥關(guān)閉（操作驅(qū)動裝置）

（4）打開另一端（非引入試驗(yàn)氣體端）的管接頭堵頭使該腔壓力降為大氣壓。

（5）在試驗(yàn)壓力（5.6bar）下，大于5min 的時間內(nèi)，進(jìn)氣腔的壓力不得下降。所用壓力表應(yīng)為0.4 級，量程10bar。

（6）同時用肥皂水檢查各連接法蘭部位及填料部位的對外泄漏，不得有不斷增大的氣泡出現(xiàn)。

（7）然后從另一端引入試驗(yàn)介質(zhì)，重復(fù)上述試驗(yàn)。

（8）試驗(yàn)合格后用壓縮空氣吹凈肥皂水殘余。拆除兩端法蘭蓋，清除球閥兩端部密封面上密封殘余，如有殘余進(jìn)入閥孔內(nèi)，應(yīng)予清除并擦洗干凈。

2.5.2 在線密封試驗(yàn)

（1）查明被試球閥上、下游的截?cái)嚅y已關(guān)閉。

（2）使被試球閥處于半開啟狀態(tài)。

（3）向被試球閥前管道引入試驗(yàn)介質(zhì)，試驗(yàn)介質(zhì)為清潔的氮?dú)庵饾u增壓至5.6bar 后關(guān)閉進(jìn)氣閥停止進(jìn)氣。

（4）將球轉(zhuǎn)動幾次后將球閥關(guān)閉（操作驅(qū)動裝置）。

（5）打開被試球閥下游管道上的放氣閥使球閥出口腔壓力為大氣壓。

（6）在試驗(yàn)壓力下（5.6bar），大于15min 的時間內(nèi)進(jìn)氣腔壓力不得下降，所用壓力表應(yīng)為0.4 級，量程10bar。

（7）同時用肥皂水檢查各連接法蘭部位及填料部位的對外泄漏，不得有不斷增大的氣泡出現(xiàn)。

（8）然后向被試球閥后管道引入試驗(yàn)介質(zhì)，重復(fù)上述試驗(yàn)。

（9）試驗(yàn)合格后用壓縮空氣吹凈肥皂水殘余。