單焊縫全焊接球閥的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

1 概述

球閥結(jié)構(gòu)簡單，流阻小，密封性能好，使用廣泛，是近年來發(fā)展較快的閥門品種之一。但球閥制造工藝復(fù)雜，質(zhì)量重，成本高，特別是大中口徑的球閥。本文介紹一種綜合性能較好的單焊縫全焊接式球閥。

2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

目前大中口徑球閥的主要結(jié)構(gòu)有螺栓連接的三體式球閥和焊接連接的三體式球閥等。

2.1 螺栓連接

螺栓連接三體式球閥（圖 1）在裝配過程中閥體可以多次拆卸，組裝方便，有利于閥座密封圈壓縮余量的調(diào)整，易損件可以更換，從而使閥門生產(chǎn)制造的成品率較高。但是，螺栓連接三體式球閥的外泄漏點(diǎn)多，在設(shè)計(jì)時(shí)除考慮閥體壁厚必須滿足設(shè)計(jì)壓力下的強(qiáng)度要求外，還應(yīng)考慮連接螺栓在設(shè)計(jì)（或操作）壓力和墊片密封比壓作用

本文介紹了單焊縫全焊接球閥的結(jié)構(gòu)、制作工藝、制造成本和綜合性能。

圖 1 螺栓連接的三體式球閥

1. 球體 2. 左閥體 3. 主閥體 4. 閥桿5. 上固定軸 6. 右閥體 7. 下轉(zhuǎn)軸

圖 2 焊接連接的三體式球閥

1. 球體 2. 左閥體 3. 主閥體 4. 閥桿5. 上固定板 6. 右閥體 7. 焊縫 8. 下固定板

緯途流體 —— 專注于氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)

3 新結(jié)構(gòu)

新結(jié)構(gòu)球閥（圖 3）閥體采用二半橢圓體焊接式，焊縫在閥體的中間，遠(yuǎn)離密封元件。經(jīng)計(jì)算分析，新型單焊縫焊接式球閥閥體的壁厚減小 13% ～ 35%，整體質(zhì)量較三體式球閥減輕 30% ～ 40%。由于橢圓形閥體最大體腔壁厚與其進(jìn)出口端流道部位的壁厚相近，再考慮流道部位需要機(jī)械加工的因素，在實(shí)際生產(chǎn)中橢圓形閥體可用同一壁厚進(jìn)行毛坯的鑄造或鍛壓，不僅使模具簡單化，使毛坯鑄造或鍛壓過程中由于壁厚差引起的局部應(yīng)力減小，還提高了

毛坯鑄造或鍛壓的成品率。兩個(gè)半橢圓形閥體對焊的焊接球閥焊縫距閥座圈較遠(yuǎn)，焊接過程中可以控制高溫不能傳導(dǎo)至閥座位置，對 O 形圈和密封圈熱影響較小，不會(huì)使閥座密封圈和 O 形圈燒壞或變形而導(dǎo)致閥門內(nèi)漏。由于焊縫距離閥座圈較遠(yuǎn)，焊接應(yīng)力導(dǎo)致閥體閥座部位的變形有限，不會(huì)導(dǎo)致閥座圈卡塞而無法密封。新型二體式焊接球閥的焊縫加工精度要求高，需達(dá)到一次焊成，避免出現(xiàn)報(bào)廢等現(xiàn)象。閥門裝配時(shí)，左右閥體焊接后不能拆卸，使閥座密封圈壓縮余量無法調(diào)整。為此對閥座密封圈結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)（圖 4），使閥門的密封效果好，使用壽命長。

4 結(jié)語

新型單焊縫球閥體積小，質(zhì)量輕，外形美觀，泄漏點(diǎn)少，節(jié)約原材料，制造成本低，可廣泛應(yīng)用于石油、天然氣長距離輸送管線，尤其是大中口徑埋地式的長輸管線。