Q41H化工部法蘭式金屬硬密封球閥技術規范

球閥在石油、天然氣、煤炭和礦石的開采、提煉加工和管道輸送系統中；在化工產品、醫藥和食品生產種；在水電、火電和核電的電力生產系統中；在城市和工業企業的給排水、供熱、和供氣系統中；在農田的排灌系統中；在治金生產系統中得以廣泛的應用，是一種與生產建設、國防建設和人民生活息息相關的重要機械產品。球閥密閉在各類管路系統種用于截斷或接通介質流，使介質按照預定的程序輸送到各個點。
球閥在作開關運動的過程中。閥座底端的密封材料各位置的壓緊程度會有所變化，亦會造成一些部位因滲進介質而引起泄漏，嚴重地影響閥門長時間正常運行，使閥座及其底端的密封結構過早損壞。由于泄漏點較多，閥門的使用壽命普遍較短，通常不能滿足用戶的使用要求，只能頻繁更換球閥維持系統的運行。
金屬硬密封球閥的球體與閥座采用金屬對金屬的密封方式，為了確保硬密封球閥在各種溫度和壓力下的可靠密封，針對用戶的不同使用工況和要求，可以采用多種優良的球體和閥座的硬化技術，包括超音速噴涂、鎳基噴焊、表面特殊硬化、硬質合金噴焊等，球體和閥座表面硬度一般可達到HRC60以上，較高可達HRC74以上。密封面材料耐溫可達540℃，較高可達980℃。金屬硬密封法蘭球閥材料的結合強度可以達到10000PSI以上，密封面材料還具有很好的耐磨擦、耐沖擊等性能。硬密封固定球閥能夠適用于絕大多數的苛刻工況條件。

Q41H化工部法蘭式金屬硬密封球閥技術規范

防止閥門在高溫下的漲死

    高溫工況下由于熱膨脹而容易引起球體與閥座的漲死，從而導致閥門無法開啟。屬硬密封球閥采用了碟簧或彈簧加載的密封結構，在高溫下零部件的熱膨脹可以被碟簧或彈簧所吸收，故能夠保證閥門在高溫下不會被漲死，并能夠在高溫下靈活啟閉。

優異的密封性能

    采用的球體研磨工藝，通過球體與研磨器具在空間不同方位的旋轉，使球體表面達到的圓度和光潔度，閥門的密封性能達到或超過標準要求。

的防火結構設計

    閥門的密封面采用金屬對金屬密封結構，填料采用柔性石墨，墊片采用不銹鋼＋柔性石墨結構。因此，閥門即使在火災情況下也能確保可靠的密封。

自然的防靜電結構設計

    金屬硬密封球閥的閥體、閥座、球體等金屬零件緊密接觸，自然形成了靜電通道。因此，金屬硬密封球閥不需要設置專門的防靜電裝置。

雙阻斷及泄放功能

硬密封固定球閥一般采用球前閥座密封結構。金屬硬密封固定球閥的兩個閥座能獨立切斷進口端和出口端的介質，實現雙阻斷功能。當球閥關閉時，即使閥門進出口兩端同時受壓，閥門中腔和兩端通道也可以被相互阻斷，中腔內的剩余介質可以通過泄放閥排出。

二 Q41H化工部法蘭式金屬硬密封球閥技術規范改進

2.1 結構

單向金屬密封球閥(圖1)主要零件有左閥體(包含一體化閥座)、右閥體、球體、右閥座、彈性墊和閥桿等，左閥體上與球體接觸部分，堆焊司太立合金或采用超音速噴涂金屬粒子。獲得超硬噴涂層，并直接在其上做出一體化閥座密封面。球體亦采用超音速噴涂表面硬化技術。右閥座不起密封作用，無需進行表面硬化處理。彈性墊可以采用柔性石墨，亦可采用碟形彈簧。

2、金屬硬密封球閥閥球和閥座的硬化方式

目前金屬硬密封球閥球體表面常用的硬化工藝主要有以下幾種：

（1）球體表面堆焊（或噴焊）硬質合金，硬度可達40HRC以上，球體表面堆焊硬質合金工藝復雜，生產效率低，且大面積堆焊易使零件產生變形，目前對球體表面硬化的工藝使用較少。

（2）球體表面鍍硬鉻，硬度可達60～65HRC，厚度0.07～0.10mm，鍍鉻層硬度高、耐磨、耐蝕并能長期保持表面光亮，工藝相對簡單，成本較低。但硬鉻鍍層的硬度在溫度升高時會因其內應力的釋放而迅速降低，其工作溫度不能高于427℃。另外鍍鉻層結合力低，鍍層易發生脫落。

（3）球體表面采用等離子氮化，表面硬度可達60～65HRC，氮化層厚度0.20～0.40mm，等離子氮化處理硬化工藝由于耐腐蝕性較差，不能在化工強腐蝕等領域使用。

（4）球體表面超音速噴涂（HVOF）工藝，硬度zui高可達70～75HRC，集合強度高，厚度0.3～0.4mm，超音速噴涂是球體表面硬化主要工藝手段。在火力發電廠、石油化工系統、煤化工領域的高粘性流體；帶粉塵及固體顆粒狀的混合流體、強腐蝕的流體介質中大部分使用該硬化工藝。

Q41H化工部法蘭式金屬硬密封球閥技術規范

超音速噴涂工藝是氧燃料燃燒產生高速氣流加速粉末粒子撞擊工件表面，形成致密表面涂層的一種工藝方法。在撞擊過程中，由于粒子的速度較快（500～750m/s）且粒子溫度較低（-3000℃），因此撞擊工件表面后，可以獲得高結合強度、低空隙率、低氧化物含量的涂層。HVOF的特點是合金粉末粒子速度超過音速，甚至是音速的2～3倍，氣流速度是音速的4倍。HVOF是一種新的加工工藝，噴涂厚度0.3～0.4mm，涂層與工件之間是機械結合，結合強度高（77MPa），涂層孔隙率低（＜1%）。該工藝對工件加熱溫度低（＜93℃），工件不變形，可進行冷噴涂。噴涂時，粉末粒子速度（1370m/s），無熱影響區，工件的成分和組織無變化，涂層硬度高，可進行機加工。

Q41H化工部法蘭式金屬硬密封球閥技術規范 特點及優點

1、手動部分可采用鋼板壓制的手柄或不銹鋼鑄造的手柄。手柄設有限位結構，在閥門開啟、關閉的位置設定限位，當閥門使用在關鍵裝置上時，限位塊上設有鎖孔可鎖定開關位置避免誤操作。手柄上有明顯地開和關標識。

2、閥桿采用A182F（1Cr13）整體鍛造并調制處理，硬度達到HB220～250。閥桿通過平鍵或花鍵或方契與手柄連接，通用性，拆裝方便。閥桿設有防吹出結構。

3、閥門的填料選用編結、柔性石墨密封圈或四氟烯密封圈，使得閥桿在一定的潤滑情況下實現可靠的密封。

4、根據需要，球閥可設計成防靜電結構，在球體與閥桿、閥桿與閥體之間設置導電彈簧，避免靜電打火點燃易燃物質，確保系統安全。

5、密封副形式多樣。根據不同工況可選用軟密封、硬密封、防火閥座等結構；DN150以下為浮球形式，DN200以下為固定球形式。

6、球閥閥座處可設置輔助密封結構，在閥座和閥桿部位加裝注脂閥，緊急情況下可暫時密封，并可根據需要加長閥桿以適宜埋地鋪設得場所

Q41H化工部法蘭式金屬硬密封球閥技術規范主要零件材料 Materials Of main Parts

Q41H化工部法蘭式金屬硬密封球閥技術規范外形結構圖

Q41H化工部法蘭式金屬硬密封球閥技術規范 主要零件材料及性能

 Q41H化工部法蘭式金屬硬密封球閥技術規范PN1.6MPa主要連接尺寸及重量

 Q41H化工部法蘭式金屬硬密封球閥技術規范PN1.6PMPa尺寸及重量

球閥的安裝包括：安裝前準備、球閥安裝、安裝后檢查這三個過程。在使用過程中，球閥也會出現各種問題，比如閥座、調料、O型圈、密封墊片的更換，氣密性檢查等。今天閥門全部教給你，讓你對球閥的安裝使用了如指掌。

一、Q41H化工部法蘭式金屬硬密封球閥技術規范的安裝

1.1 安裝前的準備

（1）球閥前后管線已準備好。前后管道應同軸，兩法蘭密封面應平行。管道應能承受球閥的重量，否則管道上必須配有適

當的支撐。

（2）把閥前后管線吹掃干凈，清除掉管道內的油污、焊渣和一切其它雜質。

（3）核對球閥的標志，查明球閥完好無損。將閥全開全閉數次證實其工作正常。

（4）拆去球閥兩端連接法蘭上的保護件。

（5）檢查閥孔清除可能有的污物，然后清洗閥孔。閥座與球之間即使僅有微小顆粒的異物也可能會損傷閥座密封面。

1.2 安裝

（1）把閥裝上管線。閥的任何一端都可裝在上游端。用手柄驅動的閥可安裝在管道上的任意位置。但帶有齒輪箱或氣動驅

動器的球閥應直立安裝，即安裝在水平管道上，且驅動裝置處于管道上方。

（2）閥法蘭與管線法蘭間按管路設計要求裝上密封墊。

（3）法蘭上的螺栓需對稱、逐次、均勻擰緊。

（4）連接氣動管線（采用氣動驅動器時）。

1.3 安裝后的檢查

（1）操作驅動器啟、閉球閥數次，應靈活無滯澀，證實其工作正常。

（2）按管路設計要求對管道與球閥間的法蘭結合面進行密封性能檢查。

二、Q41H化工部法蘭式金屬硬密封球閥技術規范球閥的維修

2.1 通則

（1）必須先查明球閥上、下游管道確已卸除壓力后，才能進行拆卸分解操作。

（2）分解及再裝配時必須小心防止損傷零件的密封面，特別是非金屬零件，取出O型圈時宜使用專用工具。

（3）裝配時法蘭上的螺栓必須對稱、逐步、均勻地擰緊。

（4）清洗劑應與球閥中的橡膠件、塑料件、金屬件及工作介質（例如燃氣）等均相容。工作介質為燃氣時，可用汽油

（GB484-89）清洗金屬零件。非金屬零件用純凈水或酒精清洗。

（5） 分解下來的單個零件可以用浸洗方式清洗。尚留有未分解下來的非金屬件的金屬件可采用干凈的細潔的浸漬有清洗劑的綢布（為避免纖維脫落粘附在零件上）擦洗。清洗時須去除一切粘附在壁面上的油脂、污垢、積膠、灰塵等。

（6）非金屬零件清洗后應立即從清洗劑中取出，不得長時間浸泡。

（7）清洗后需待被洗壁面清洗劑揮發后（可用未浸清洗劑的綢布擦）進行裝配，但不得長時間擱置，否則會生銹、被灰塵污染。

（8）新零件在裝配前也需清洗干凈。

（9）使用潤滑脂潤滑。潤滑脂應與球閥金屬材料、橡膠件、塑料件及工作介質均相容。工作介質為燃氣時，可用例如特221 潤滑脂。在密封件安裝槽的表面上涂一薄層潤滑脂，在橡膠密封件上涂一薄層潤滑脂，閥桿的密封面及摩擦面上涂一薄層潤滑脂。

（10）裝配時應不允許有金屬碎屑、纖維、油脂（規定使用的除外）灰塵及其它雜質、異物等污染、粘附或停留在零件表面上或進入內腔。

2.2 在線維修

閥桿填料，O型密封圈以及外部零件等的更換可在管線上進行而不需將閥從管線上拆下。分解順序按不同驅動裝置分述如

下：

2.2.1 帶手柄的球閥──填料的更換

（1）關閉球閥上、下游的截斷閥。放氣卸除球閥前后管道中的壓力。

（2）使球閥處于全閉狀態。

（3）擰掉螺母，拆下墊圈、扳手頭及手柄。

（4）擰掉螺母，拆下彈簧墊圈、閥桿限位器和填料壓蓋。

（5）取出填料。

（6）檢查拆下的零件，如有損傷予以修復或更換，將各零件清洗干凈。

（7）擦洗并潤滑填料函密封面。

（8）裝入新填料。

（9）按分解的逆順序依次裝上填料壓蓋、閥桿限位器、彈簧墊圈，用螺母固緊上述零件。

（10）再裝上扳手頭及手柄，裝上墊圈，用螺母固緊。

（11）操作手柄檢查球閥的開啟關閉靈活性。

（12）氣密性試驗。

2.2.2帶齒輪箱的球閥──填料的更換

（1）關閉球閥上、下游的截斷閥。放氣卸除球閥前后管路中的壓力。

（2）使球閥處于全閉狀態。

（3）擰掉螺釘，拆下齒輪箱。

（4）擰掉螺釘，拆下驅動器法蘭。

（5）擰掉螺母，拆下彈簧墊圈及填料壓蓋，取出填料。

（6）檢查拆下的零件，如有損傷，予以修復或更換，將各零件清洗干凈。

（7）清洗并潤滑填料函密封面。

（8）裝入新填料。

（9）按分解的逆順序依次裝上填料壓蓋、彈簧墊圈，用螺母固緊上述零件。再裝上驅動器法蘭用螺釘固緊。

（10） 裝上齒輪箱，用螺釘固緊。

（11） 操作齒輪箱檢查球閥的啟閉靈活性。

（12） 氣密性試驗。

2.2.3帶氣動驅動器的球閥──填料及O型圈的更換

（1）關閉球閥上、下游的截斷閥。放氣卸除球閥前后管路中的壓力。

（2）使球閥處于全閉狀態。拆除氣動管線

（3）擰掉螺釘35 將驅動器及驅動器法蘭一起拆下。

（4）取下閥桿上的鍵，擰掉螺釘，拆下填料壓蓋，取出填料。

（5）從填料壓蓋中取出O型圈。

（6）檢查拆下的零件，如有損傷予以修復或更換，將各零件清洗干凈。

（7）清洗并潤滑填料函密封面及O型圈安裝槽。

（8）裝入新填料，裝入新O型圈。

（9）裝上填料壓蓋，用螺釘固緊，裝上鍵。

（10）將驅動器法蘭及驅動器一起裝上，用螺釘固緊。

（11）接上氣動管線，操作驅動器檢查閥的開啟關閉靈活性。

（12）氣密性試驗。

2.3 線下維修──閥座的更換，O型圈、密封墊片的更換。

閥座、球、閥桿、閥內部各密封件的更換及修理需預先將球閥從管線上拆下才能進行。

2.3.1 兩件對分式球閥

（1）關閉球閥上、下游的截斷閥，放氣卸除球閥前后管路中的壓力。

（2）關閉球閥，使處于全閉狀態。如是氣動裝置驅動的，拆除氣動管線。

（3）將閥從管線上拆下，翻轉放置使閥體接體向上。

（4）擰掉螺母，拆下閥體接體。

（5）拆下閥座及O 型圈。

（6）從閥體接體上拆下O型圈及密封墊片。

（7）取出球。

（8）拆下另一端的閥座及O型圈。

（9）檢查閥體（1），球及閥體接體，如有損傷予以修復，將零件清洗干凈。

（10）潤滑閥座安裝面及各密封安裝槽。

（11）將新的O型圈，密封墊片裝入閥體接體的安裝槽中。

（12）預先將O型圈裝入閥座中，將閥座裝入閥體及閥體接體中。

（13）將球裝入閥體中，必須使閥桿配入球上的槽中。

（14）將閥體接體裝上閥體，用螺母固緊。

（15）裝上氣動管線（氣動驅動器驅動的球閥），操作驅動裝置檢查閥的啟閉靈活性。

（16）氣密性試驗。

（17）裝上管線，按管線要求進行氣密性試驗。

2.3.2三件式球閥

（1）關閉球閥上、下游的截斷閥，放氣卸除球閥前后管路中的壓力。

（2）關閉球閥使處于全閉狀態

（3）將閥從管線上拆下，翻轉放置使一端的閥體接體向上。

（4）擰掉螺母，拆下閥體接體。

（5）拆下閥座、彈簧、O型圈。

（6）從閥體接體上拆下O型圈及密封墊片。

（7）取出球。

（8）翻轉使另一端閥體接體向上，按順序將另一端的各零件拆下。

（9）檢查閥體、球、閥體接體，如有損傷予以修復。將零件清洗干凈。

（10）潤滑閥座安裝面及各密封安裝槽，將新的O型圈、密封墊片裝入閥體接體的安裝槽中。

（11）將新O型圈裝入新閥座中，將彈簧放在相關位置上。

（12）先將球裝入閥體中，必須使閥桿配入球的槽中。

（13）用（12）的方法裝入另一端的閥座及閥體接體。

（14）擰緊螺母。

（15）操作驅動裝置檢查閥的啟閉靈活性。

（16）氣密性試驗。

（17）裝上管線，按管線要求進行氣密性試驗。

2.4 線下維修─球閥的全面分解，O型圈及止推墊片的更換。

（1）按2.3節拆下球閥進行分解。

（2）按2.2節進行分解。

（3）拆下閥桿，取出止推墊片及O型圈。

（4）檢查各零件，如有損傷予以修復，將各零件清洗干凈。

（5）潤滑各密封面，閥桿上涂一薄層潤滑脂。

（6）裝上新的O型圈及止推墊片，裝上閥桿。

（7）按2.2節進行裝配。

（8）按2.3節進行裝配。

（9）操作驅動裝置檢查閥的啟閉靈活性。

（10）氣密性試驗。

（11）裝上管線，按管線要求進行氣密性試驗。

2.5 Q41H化工部法蘭式金屬硬密封球閥技術規范氣密性試驗

2.5.1 對拆下的球閥進行的氣密性試驗。

（1）將閥處于半開狀態。將球兩端部用帶管接頭的法蘭蓋密封。

（2）向一端引入試驗介質，試驗介質為清潔的氮氣或空氣。另一端管接頭堵住。逐漸增壓至5.6bar 后關閉進氣閥停止進氣。

（3）將球轉動幾次后將球閥關閉（操作驅動裝置）

（4）打開另一端（非引入試驗氣體端）的管接頭堵頭使該腔壓力降為大氣壓。

（5）在試驗壓力（5.6bar）下，大于5min 的時間內，進氣腔的壓力不得下降。所用壓力表應為0.4 級，量程10bar。

（6）同時用肥皂水檢查各連接法蘭部位及填料部位的對外泄漏，不得有不斷增大的氣泡出現。

（7）然后從另一端引入試驗介質，重復上述試驗。

（8）試驗合格后用壓縮空氣吹凈肥皂水殘余。拆除兩端法蘭蓋，清除球閥兩端部密封面上密封殘余，如有殘余進入閥孔內，應予清除并擦洗干凈。

2.5.2 在線密封試驗

（1）查明被試球閥上、下游的截斷閥已關閉。

（2）使被試球閥處于半開啟狀態。

（3）向被試球閥前管道引入試驗介質，試驗介質為清潔的氮氣逐漸增壓至5.6bar 后關閉進氣閥停止進氣。

（4）將球轉動幾次后將球閥關閉（操作驅動裝置）。

（5）打開被試球閥下游管道上的放氣閥使球閥出口腔壓力為大氣壓。

（6）在試驗壓力下（5.6bar），大于15min 的時間內進氣腔壓力不得下降，所用壓力表應為0.4 級，量程10bar。

（7）同時用肥皂水檢查各連接法蘭部位及填料部位的對外泄漏，不得有不斷增大的氣泡出現。

（8）然后向被試球閥后管道引入試驗介質，重復上述試驗。

（9）試驗合格后用壓縮空氣吹凈肥皂水殘余。