單焊縫全焊接球閥的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

2013-11-01 王金良惠生工程( 中國(guó)) 有限公司

　　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。

1、概述

　　球閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流阻小，密封性能好，使用廣泛，是近年來(lái)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(guò)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下的強(qiáng)度要求及閥體連接法蘭的剛度要求，從而使閥體閥蓋體積增大，造成閥門體積大、質(zhì)量重，原材料成本高。真空技術(shù)網(wǎng)(http://smsksx.com/)發(fā)現(xiàn)閥門加工過(guò)程中，閥體的內(nèi)外表面及兩端都需要加工，加工工序繁雜，增加了加工成本。

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1 螺栓連接的三體式球閥

　　2.2、焊接連接

　　焊接連接三體式球閥(圖2)外泄漏點(diǎn)少，可用于直埋式。

　　由于焊接連接三體式球閥的圓筒形主閥體與左、右閥體連接法蘭無(wú)法減小，所以其體積、質(zhì)量和原材料成本與螺栓連接結(jié)構(gòu)球閥的體積相似。在閥門加工過(guò)程中，閥體的內(nèi)外表面及兩端均需要加工，尤其是球體上下固定板的加工精度要求很高，難度大，加工工序繁雜，使加工成本較高。閥體焊接的兩條焊縫離閥座圈距離較近，焊接時(shí)產(chǎn)生的高溫容易傳導(dǎo)至閥座圈位置，使閥座密封圈和O形圈易燒損或變形，而導(dǎo)致閥門內(nèi)漏。另外，焊接使閥門產(chǎn)生的焊接應(yīng)力，容易使閥體產(chǎn)生變形，當(dāng)變形導(dǎo)致閥座圈卡塞時(shí)，則無(wú)法密封。因此三體焊接結(jié)構(gòu)的球閥制造難度大。裝配過(guò)程中閥體焊接后不能拆卸，使閥座密封圈壓縮余量無(wú)法調(diào)整，密封效果難以控制，使閥門生產(chǎn)制造精度要求高，成品率低。

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

圖2 焊接連接的三體式球閥

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(jiǎn)單化，使毛坯鑄造或鍛壓過(guò)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(duì)焊的焊接球閥焊縫距閥座圈較遠(yuǎn)，焊接過(guò)程中可以控制高溫不能傳導(dǎo)至閥座位置，對(duì)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(wú)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(wú)法調(diào)整。為此對(duì)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(zhǎng)。

新型結(jié)構(gòu)的球閥