我国天然气长输管道建设中,通径40英寸以上的高压全焊接球阀主要依赖进口,不仅产品价格昂贵,而且售后服务困难。此次三家单位研制的产品同时通过鉴定暨验收,将大大加快天然气长输管道高压大口径全焊接球阀的国产化进程。
通过对焊缝成形和焊缝金属力学性能的影响因素,以及对焊接试验结果的分析,合理地设计阀门阀体结构、焊缝坡口形式、阀座结构,严格控制阀体原材料的化学成分,选用合理的焊丝焊剂及工艺参数,采用窄间隙坡口多道、多层焊接,适时控制焊接过程中的层间温度,完全可满足全焊接球阀的焊接生产要求。
全焊接球阀是一种典型的窄间隙埋弧焊焊接产品,涉及材料科学、焊接工艺学、焊接装备自动化研制,三维热弹塑性有限元计算以及管线球阀的设计等多方面的知识。
焊接球阀的阻力,无论那种结构,延安焊接球阀,球阀的流阻系数都比较小。特别是全焊接球阀,焊接球阀批发,由于其通道直径等于管道内径,局部阻力损失只有同等长度管道的摩擦阻力,即在所有阀门中,这种球阀的流阻小。
焊接球阀的密闭性,全焊接球阀的阀座都是用聚四氟乙烯等弹性材料制造,金属与非金属材料组成的密封副,通常称为软密封。一般说来,软密封的密封性容易保证,而且对密封表面的加工精度与表面粗糙度要求也不很高。
焊接球阀结构如图1所示。这种球阀跟传统的三段式球阀大的区别就是封闭球体的方式采用焊接方式。因此在焊接过程中内外衬都很重要。此外,焊接球阀销售,球阀在管线上的安装也是采用焊接连接的方式。
阀座密封构造一般为二重密封,即上游和下游二重密封。阀座嵌入圈具有优良的耐腐性、耐磨性和良好的弹性,具有高度的密封性能。
阀座二重密封构造的原理如下所述。
(1)上游侧阀座的密封原理:因上游圧力,焊接球阀采购,阀座受球挤压形成密封,如图3所示。阀座所受压力F上为:
式中p——管内压力;
Fs——弹簧力。
(2)下游侧阀座的密封原理:阀座因阀体内的压力受球挤压形成密封,如图4所示。所受压力F下为:
图4 下游密封原理
式中p——管内压力;
Fs——弹簧力。
阀杆的密封采用抗旋转性强的G-T(氟化橡胶和聚四氟乙烯)密封圈,进行上下二重密封。二重密封圈之间可以注入紧急密封脂, 用以紧急修复。阀杆的密封结构如图5所示。