保溫夾套球閥結構改進措施

之前介紹SY42AX煤礦水管路減壓閥應用案例，現在介紹保溫夾套球閥結構改進措施隨著國內工業的不斷發展，對管線上使用的保溫球閥的需求也隨之增加，對保溫球閥的要求也越來越高，用戶選用保溫球閥時，特別關注該閥有沒有具有良好的密封性能以阻止介質的泄漏。由于進口保溫球閥的可靠性較好，因此用戶對重要部位多采用進口保溫球閥，但是進口保溫球閥價格昂貴，交貨周期較長，售后服務不方便，嚴重影響整套管線的運作。為了減少管線費用，實現保溫球閥的國產化，國內廠家也不斷在國產保溫球閥的質量上、密封可靠性上精益求精，力求代替進口保溫球閥。本文就針對保溫球閥在耐高溫問題上進行分析并提出改進措施。 保溫球閥有兩閥座密封L型結構和四閥座密封T型結構兩種，用戶可根據工況實際情況選擇類型，該三通保溫球閥具有造型美觀，結構緊湊合理，它不僅可實現介質流向的切換，也可使三個通道相互連通，同時也可關閉任一通道，使另外兩個通道連通，靈活控制管路中介質的合流與分流。
 
保溫球閥產品應用：
保溫球閥特別適合于石油、化工、冶金、制藥、食品等各類系統中輸送常溫下會凝固的高粘度介質，防止介質結晶。 由于采用了夾套保溫。即使外界溫度降到零度以下，保溫球閥仍操作靈活保證輸油管道能斷開，其優點是一般控制閥門所沒有的。它是重油輸送管道理想的控制閥門。根據用戶需要夾套注入蒸氣、導熱油、冷卻水、冷氣等。使用整個保溫夾套球閥長溫或降溫達到所需要的溫度。



1、保溫夾套球閥結構改進措施提出問題

目前現有技術領域中的保溫球閥也稱夾套球閥，是在球閥的基礎上焊裝金屬夾套，夾套與閥體之間構成保溫通道，通道內注入蒸汽或其他保溫介質，確保閥內介質能夠正常工作。保溫球閥具有良好的保溫特性，且閥門的通徑與管徑一致，同時又能有效地降低管路中介質熱量損失。主要用于石油、化工、冶金、制藥、食品等各類系統中，以輸送常溫下會凝固的高粘度介質。 夾套保溫球閥該產品具有良好的保溫保冷特性,且閥門的通徑和管徑一至,介質呈直線流動，阻力小，適合容易凝固、高粘度的液體介質。同時又能有效降低管路中介質的熱量損失。整體式夾套設計，更能均勻地保溫、保冷。夾套、閥體外側與夾套接管焊接，允許蒸汽或冷水的壓力為1MPa。主要用于石油、化工、制藥、食品等各類系統中，以輸送常溫下會凝固的高粘度介質。

因受閥門密封結構及其相對應的密封材料的制約，其使用的溫度小于200℃。而且長時間在200℃的工況下使用，壽命較短。雖然閥座方面可選用短時間能耐300℃的高強度石墨材料，但閥門中還有許多需要密封的部位仍無法在高溫場合下密封，特別是徑向密封方面，高強度石墨材料不適宜做徑向密封。通常的保溫球閥徑向密封是采用O形圈密封結構，這樣整臺閥門的使用溫度直接受到O形圈使用溫度的制約，目前保溫球閥上使用的O形圈是氟橡膠，而氟橡膠的使用溫度在200℃以內，且不能在這極限溫度內使用。遠遠不能滿足市場中許多介質的要求，如工況介質為松香時，其要求保溫球閥的使用溫度為300℃，這樣才有利于松香介質獲得較為理想的流動性，傳統中用O形圈作為密封零件時，就無法滿足其要求。 傳統的保溫夾套球閥常常采用螺紋旋壓閥座的結構進行密封切斷，閥座靠下面的柱型彈簧及介質共同作用，以確保球芯與閥座緊密結合防止閥門內漏，而閥體之間的墊片往往采用金屬加四氟的雙重密封墊片共同作用以防止閥門外漏。另外由于保溫夾套球閥常常用于粘稠、易凝固帶有腐蝕性介質的工況，所以傳統保溫夾套球閥在普通的球閥上套設一層夾套，使其具有保溫加溫的功能，其球芯、閥座工藝為在不銹鋼基體上熱噴焊硬質合金，以達到提高其表面硬度的效果。此結構在理論上能夠滿足保溫夾套球閥的特殊工況，但在實際的運用中發現其穩定性差、驅動力矩大、易外漏及閥座球芯的硬面層易剝落、損傷等缺點，螺紋旋壓閥座的螺紋會被介質塞滿、凝固，一旦閥門需要拆修就非常困難，這樣勢必影響其安全性能和使用壽命，其效果不能讓人滿意；其主要原因為傳統的保溫夾套球閥介質粘連在球芯、閥座、閥桿上，閥門容易扭曲、卡死，其結構、工藝及密封墊片都不能滿足其在介質具有腐蝕性且常溫下易凝固的工況下使用的要求。因此，就需要對現有的保溫夾套球閥進行改進，使其結構簡單、使用方便，便于裝配及拆卸，有利于保證其安全性能和使用壽命。

保溫夾套球閥結構改進措施保溫夾套球閥制造標準：

設計標準	ASME B 16.34 GB/T 12224
結構長度	ASME B 16.10 GB/T 12221
連接法蘭	ASME B 16.5 JB/T 79
驅動方	手動、電動、氣
試驗和檢驗	JB/T9092 API 598
適用介質	重油、膠類等易凝固介質

主要零部件材質：

序號	零件名稱	材 質
		GB	ASTM
1	夾套	25	A105
2	閥座	WCB	A216-WCB
3	閥體	25	A105
4	密封圈	PTFE、對位聚苯
5	球體
6	閥桿	1Cr13	A247-410
7	填料	柔性石墨
8	填料壓蓋 Gland	WCB	A216-WCB

2、保溫夾套球閥結構改進措施改進措施

上海申弘閥門有限公司主營閥門有：蒸汽減壓閥,減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥根據保溫球閥存在的問題，確定對保溫球閥的密封材料和結構進行改進。 對閥門的需求量大幅增加，特別是對石油、化工、制藥等行業中的易凝固、易結晶的介質的管線輸送問題提出了很高的要求，它要求閥門泄漏低、啟閉靈活、使用壽命長并具備保溫的功能。傳統的保溫夾套球閥由于其自身結構及密封材料的缺陷導致其使用壽命、穩定性都不如人意，一旦閥門出現外漏或者內漏勢必管道內的介質將由閥體與球芯、閥座之間的間隙流入下游管路或裝設場所，以至喪封功能，若管內的液體為化學藥劑或易燃物質時，外泄的液體勢必會造成更大的災害；故如何提高保溫夾套球閥的使用壽命及穩定性，則為業者研發的目的。



（1）首先對圖1在支承圈與閥體之間，通常采用O形圈作徑向密封的結構進行改進，取消采用O形圈的密封結構，在圖2支承圈上直接加工出臺階結構使支承圈與閥體之間組成密封腔．在密封腔內裝上耐高溫的柔性石墨材料的密封圈，在密封圈后面加裝一個帶錐截面的墊圈，墊圈后面裝上結構的螺塞，這樣通過旋緊螺塞，螺塞將力傳遞給墊圈，墊圈的錐截面將擠壓密封圈，密封圈產生變形，使其在徑向內外貼緊支承圈和閥體，從而使保溫球閥在徑向獲得耐高溫的密封結構，同時，通過旋緊螺塞，使球體與閥座之間產生預緊密封力，使其獲得密封。

（2）在閥座密封結構上亦做出相應的改進，采用鑲入式結構，將閥體及支承圈挖出凹槽，凹槽底端裝入密封性能*且耐高溫的柔性石墨，既能起到閥座底端的密封作用，又能起到各密封副之間因熱脹冷縮的補償作用。在柔性石墨上面裝上耐高溫的金屬閥座，使用溫度可提高到425℃以內長時間使用，從而解決了保溫球閥不能在200℃以上長時間使用的局面。并且還可根據實際工況的要求選用不同材質的閥座。

（3）在圖1中起排泄作用的底端接管與堵頭是螺紋連接，當溫度升高時，螺紋部分的密封很難保證，決定取消堵頭，在圖2中與底端接管連接的堵頭換上臺階式排污堵頭，連接端用纏繞墊進行密封，確保底端的密封可靠性。



3、結語

通過改進保溫球閥的密封結構，密封性能優良，特別是改進后的柔性石墨代替了O形圈，在溫度≤425℃的工況上得到廣泛使用。隨著國內工業水平的發展和技術進步，其性能將不斷提高，應用范圍將不斷擴大。保溫球閥是根據市場需求而改進設計制造的，該閥門具有整體結構緊湊、操作方便、密封可靠和壽命長等特點，目前該保溫球閥在用戶使用工況中運行良好，各項性能指標均達到設計要求。對容易凝固、高粘度的液體介質具有優良的性能，特別適用于松香之類的稠質介質。與本文相關的論文：自力式煤氣調壓閥組?