液化天然氣(LNG)儲運系統需使用-162℃**溫球閥,其材料選擇與熱處理工藝尤為關鍵。閥體通常采用ASTM A352 LCB(-46℃)或LC3(-101℃)低溫鋼,經正火+回火處理細化晶粒;球體與閥桿使用奧氏體不銹鋼(如SS316L),避免低溫脆變。密封環節采用雙重保障:主密封為金屬對金屬硬密封(Inconel 718堆焊),次密封填充低溫彈性體(如Kel-F或PTFE改性材料)。制造時需進行深冷處理(-196℃×8h),確保組件在溫差驟變下的尺寸穩定性。以韓國某LNG接收站項目為例,其進口**溫球閥通過BS 6364標準測試,在-196℃至+50℃循環1000次后仍保持零泄漏,使用壽命達30年。金屬密封球閥的壽命通常超過10萬次啟閉。浙江球閥源頭
針對SF6氣體易吸附的特性,球閥內表面采用特殊處理工藝。首先進行電解拋光,使表面粗糙度降至Ra0.1μm以下;然后鍍覆金或鎳保護層,厚度不小于5μm。閥座采用特殊配方的PTFE復合材料,添加15%碳纖維增強,既保證密封性又減少氣體吸附。某特高壓工程中,經過這種處理的球閥使氣體回收率提高至99.8%,遠高于常規閥門的97.5%。閥門內部死角容積控制在0.5cm3以下,比較大限度減少氣體殘留。SF6球閥采用三級密封系統確保零泄漏。***級為金屬硬密封,接觸壓力達200N/mm2;第二級為波紋管密封,波紋層數不少于8層;第三級為磁力傳動裝置,完全消除閥桿穿透處的泄漏可能。根據GB/T 11023標準,閥門泄漏率必須小于0.5%/年。某直流換流站采用的DN100球閥,經過氦質譜檢測,實際泄漏率*為0.01%/年。密封面硬度控制在HRC45-50之間,既保證密封性又避免過硬導致脆裂。湖南對夾式球閥球閥的密封等級可達ANSI VI級。
閥體材料選用低碳奧氏體不銹鋼(316L),碳含量控制在0.03%以下。密封材料采用特殊配方的PTFE,添加碳纖維和MoS?,既保證密封性又避免與SF6分解物反應。所有非金屬材料需通過ASTM D2029測試,證明其在SF6環境中的穩定性。某實驗室加速老化試驗表明,優化后的材料組合可使閥門壽命延長至50年。金屬部件間的電位差控制在0.1V以內,避免電化學腐蝕。所有與SF6氣體接觸的表面均需進行特殊處理。先進行噴砂處理(120目氧化鋁),然后電解拋光30分鐘,***進行48小時鈍化處理。關鍵密封面還需鍍覆0.5μm厚的金層,使表面能降至18dyn/cm以下。某制造商的測試數據顯示,經過這種處理的球閥內部氣體分解物含量降低90%。閥門裝配在Class 100潔凈室內進行,確保無顆粒污染。**終產品需通過SEMI F57標準的潔凈度檢測。
固定球閥(Trunnion Mounted Ball Valve)的**特征在于球體通過上下兩根剛性支撐軸(Trunnion)固定在閥體內,形成雙點機械約束。這種設計將介質壓力產生的側向推力分散至閥體與支撐軸,***降低操作扭矩(較浮動球閥減少40%~60%)。在高壓工況(如PN420/Class 2500)下,球體與閥座間通過碟形彈簧預緊力實現初始密封,介質壓力進一步強化密封接觸應力。例如,某天然氣長輸管線項目中,DN600固定球閥在9.0 MPa壓力下的啟閉扭矩*2800 N·m,而同等工況浮動球閥需4800 N·m。根據API 6D標準,固定球閥需通過4倍額定壓力的殼體強度測試,確保支撐軸與閥體連接處無塑性變形。
球閥的工作原理基于球體的旋轉運動來實現流體的通斷或調節的。當球體的通孔與管道軸線對齊時,閥門處于全開狀態,流體可自由通過的;當球體旋轉90度,通孔與管道垂直時,閥門關閉,完全阻斷流體。這種“全開全關”的特性使其非常適合需要快速切斷的工況。球閥的操作方式多樣,包括手動(手柄或齒輪箱)、氣動、電動或液動。手動球閥適用于小口徑和低壓系統,而自動化控制的球閥則廣泛應用于需要遠程操作或頻繁調節的工業的流程中。縮徑球閥結構更緊湊,但會增加系統壓降。遼寧固定球閥
低溫球閥采用延長閥蓋防止填料凍結。浙江球閥源頭
工業球閥的密封性能直接影響其可靠性,常見密封形式包括軟密封(PTFE/橡膠)和金屬硬密封。軟密封球閥泄漏等級可達ANSI VI級(零泄漏),耐溫一般≤200℃,適用于潔凈介質(如水、空氣);金屬硬密封采用司太立合金或碳化鎢涂層,耐高溫(≤600℃)和高壓(PN420),適用于含顆粒或腐蝕性介質(如酸、堿)。在腐蝕性環境中,閥體可內襯PTFE或噴涂哈氏合金,閥桿采用波紋管密封防止介質外泄。例如,某化工廠的氯堿生產線采用316L內襯PTFE球閥,將使用壽命從6個月延長至5年以上。浙江球閥源頭