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高压金属硬密封球阀设计规范

2021-08-29 16:59:22 来源：SH

高压金属硬密封球阀设计规范

高压硬密封球阀的特点:采用先进的球体和阀座硬化技术。高压金属硬密封球阀的球体与阀座完全采用金属对金属的密封方式，为了确保阀门在各种温度和压力下的可靠密封，针对用户的不同使用工况和要求，可以采用多种先进的球体和阀座的硬化技术，包括超音速喷涂、镍基喷焊、表面特殊硬化、硬质合金喷焊以及采用高度度高硬度陶瓷材料等，球体和阀座表面硬度一般可达到HRC60以上，较高可达HRC74以上。密封面材料耐温可达540℃,较高可达980℃。材料的结合强度可以达到10000PSI以上，密封面材料还具有很好的耐磨擦、耐冲击等性能。金属硬密封球阀能够适用于绝大多数的苛刻工况条件。

高压金属硬密封球阀设计规范

1采用偏心结构，在关闭过程中，阀座与球冷酷间的密封比压能迅速增加，从而确保了密封副的可靠密封。当阀门开启时，阀座与球体能迅速脱离，有效地减小了操作力矩，并使阀座表面与球面之间的控伤可能性降到*小。

2、金属硬密封浮动球阀（如图）采用了弹性加载结构，在正常关闭情况下确保了球体密封面与阀座密封之间的接触，在高温工况下，能有效补偿内件受热膨胀，避免因高温而导致的卡阻，适合于中小口径高温使用场合。

3、金属硬密封固定球阀除金属硬密封偏心球阀的偏心特点外，其它优点在此也具务，此外，它可双向使用，且不易在中腔沉积污物，根据用户工况条件，也可在中腔设置排污口。

4、金属硬密封球阀的球体表面采用特殊硬化处理，阀座整体用特种硬质材料或局部堆焊硬质材料，确保密封副之间的有合适的硬度差。

5、由于球体表面采用特殊的表面硬化处理，阀座采用堆焊硬质合金，所以在阀门的启闭过程中能很好经受介质冲刷，特别适合于固体颗粒和磨料介质。

6、除球体表面和阀座表面的特殊表面处理外，在其它密封材料方面采用柔性石墨、金属缠绕式垫片等，故能用于高温、高压工况，并具耐火烧功能。

一种高密封球阀，包括主阀体，该主阀体具有贯通该主阀体的通道，该通道的中部设有阀座组合，且该通道的中部设有可旋转的阀杆，该阀杆上固定有和该阀座组合相配的球体，同时，该阀座组合包括相互配合的硬密封阀座和阀座支承圈，该硬密封阀座和该阀座支承圈之间设有密封。该密封片采用金属材料制备，从而能够耐受高温。而且，该密封片的内边部和硬密封阀座通过焊接实现了较好的密封配合、外边部通过紧压在密封台阶上实现了和阀座支承圈的良好密封配合，进而该球阀具有的整体密封性。

高压金属硬密封球阀设计规范技术介绍

球阀是*为常用的阀门，其球体和阀座的密封通常采用橡胶O型圈或PTFE材料制备的密封块密封。其缺陷在于:密封圈或密封块无法耐受高温，使用一段时间后即会出现密封不严的情况，从而对生产造成一定的影响。

1.一种耐高压硬密封球阀，包括有阀体，阀体内设有阀腔，阀腔内设有阀座以及阀芯，阀芯与阀座对应配合构成阀门的启/闭控制，阀芯与阀座密封配合面为金属硬密封面，所述阀体上设有用于支撑阀芯的下阀杆以及驱动控制阀芯的上阀杆，其特征在于:所述的阀体包括筒状的中间阀体，中间阀体的轴向两端口固定有连接体，连接体沿轴向延伸有插接端头，插接端头后端设有安装法兰，所述连接体的插接端头插装于中间阀体的端口内，中间阀体的轴向端部与安装法兰经螺栓锁固，所述连接体的内端口内设有环形阀座装配槽，环形阀座装配槽内焊接固定有防护环，防护环外径侧设有台阶槽，台阶槽与环形阀座装配槽径向壁之间形成有阀座滑槽，阀座滑动配合于阀座滑槽内，阀座的轴向外端抵接有驱动阀座上金属硬密封面压向阀芯的金属弹性元件，金属弹性元件安装在台阶槽内，所述金属硬密封面为超音速喷涂而形成的高强度硬质金属碳化钨层。

2.根据权利要求1所述耐高压硬密封球阀，其特征在于:所述金属弹性元件为多个锥形弹性金属环端部顺次焊接构成的波形弹簧，所述波形弹簧一端与阀座焊接连接，波形弹簧另一端与防护环焊接连接。

3.根据权利要求1或2所述耐高压硬密封球阀，其特征在于:所述连接体上的插接端头外轮廓呈台阶轴状，插接端头包括位于远离安装法兰的小径段以及与安装法兰连接的大径段，所述中间阀体上设有与插接端头适配的台阶孔，在插接端头的小径段、大径段上均设有密封环，插接端头与中间阀体经密封环密封配合，在插接端头的轴肩位置与中间阀体的台阶孔的轴肩位置轴向间隔形成环形槽。

高压金属硬密封球阀设计规范技术参数

配管法兰	压力级或公称压力	法兰密封面	常规产品型号（法兰连接蜗轮蜗杆传动金属硬密封固定球阀）
ASME B16.5	CLASS150	凸面	Q41Y-A1C	Q41Y-A1P	Q41Y-A1P8	Q41Y-A1P3	Q41YA1R-	Q41Y-A1R8	Q41Y-A1R3
	CLASS300		Q41Y-A3	Q41Y-A3P	Q41Y-A3P8	Q41Y-A3P3	Q41Y-A3R	Q41Y-A3R8	Q41Y-A3R3
	CLASS600		Q41Y-A6	Q41Y-A6P	Q41Y- A6P8	Q41Y-A6P3	Q41Y-A6R	Q41Y-A6R8	Q41Y-A6R3
	CLASS900		Q41Y-A9	Q41Y-A9P	Q41Y-A9P8	Q41Y-A9P3	Q41Y-A9R	Q41Y-A9R8	Q41Y-A9R3
	CLASS1500		Q41Y-A15	Q41Y-A15P	Q41Y-A15P8	Q41Y-A15P3	Q41Y-A15R	Q41Y-A15R8	Q41Y-A15R3
GB/T9112～9124 HG20615～20626 SH3406	PN20	凸面	Q41Y-20C	Q41Y-20P	Q41Y-20P8	Q41Y-20P3	Q41Y-20R	Q41Y-20R8	Q41Y-20R3
	PN50		Q41Y-50	Q41Y-50P	Q41Y-50P8	Q41Y-50P3	Q41Y-50R	Q41Y-50R8	Q41Y-50R3
	PN110		Q41Y-110	Q41Y-110P	Q41Y-110P8	Q41Y-110P3	Q41Y-110R	Q41Y-110R8	Q41Y-110R3
	PN150		Q41Y-150	Q41Y-150P	Q41Y-150P8	Q41Y-150P3	Q41Y-150R	Q41Y-150R8	Q41Y-150R3
	PN260		Q41Y-260	Q41Y-260P	Q41Y-260P8	Q41Y-260P3	Q41Y-260R	Q41Y-260R8	Q41Y-260R3
JB/T74～90 GB/T9112～9124 HG20592～20605	PN16	凸面	Q41Y-16C	Q41Y-16P	Q41Y-16P8	Q41Y-16P3	Q41Y-16R	Q41Y-16R8	Q41Y-16R3
	PN25	凸面	Q41Y-25	Q41Y-25P	Q41Y-25P8	Q41Y-25P3	Q41Y-25R	Q41Y-25R8	Q41Y-25R3
	PN40	凹凸面	Q41Y-40	Q41Y-40P	Q41Y-40P8	Q41Y-40P3	Q41Y-40R	Q41Y-40R8	Q41Y-40R3
	PN63		Q41Y-63	Q41Y-63P	Q41Y-63P8	Q41Y-63P3	Q41Y-63R	Q41Y-63R8	Q41Y-63R3
	PN100		Q41Y-1000	Q41Y-100P	Q41Y-100P8	Q41Y-100P3	Q41Y-100R	Q41Y-100R8	Q41Y-100R3
主要零件材料	阀体		WCB A105	ZG1Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni9Ti	CF8 340	CF3 304L	ZG1Cr18Ni12Mo2Ti 1Cr18Ni12Mo2Ti	CF8M 316	CF3M 316L
	阀杆		2Cr13	1Cr18Ni9Ti	0Cr18Ni9 (304)	00Cr19Ni10 (304L)	1Cr18Ni12Mo2Ti	0Cr17Ni12Mo2 (316)	00Cr17Ni14Mo2 (316L)
	球体		2Cr13 +镍基合金（或钨钴合金）	1Cr18Ni9Ti +镍基合金（或钨钴合金）	0Cr18Ni9 +镍基合金（或钨钴合金）	00Cr19Ni10 +镍基合金（或钨钴合金）	1Cr18Ni12Mo2Ti +镍基合金（或钨钴合金）	0Cr17Ni12Mo2 +镍基合金（或钨钴合金）	00Cr17Ni14Mo2 +镍基合金（或钨钴合金）
	阀座		2Cr13 +硬质合金	1Cr18Ni9Ti +硬质合金	0Cr18Ni9 +硬质合金	00Cr19Ni10 +硬质合金	1Cr18Ni12Mo2Ti +硬质合金	0Cr17Ni12Mo2 +硬质合金	00Cr17Ni14Mo2 +硬质合金
	垫片		304+柔性石墨缠绕垫片			304L+柔性石墨缠绕垫片	316+柔性石墨缠绕垫片		316L+柔性石墨缠绕垫片
	填料		柔性石墨
适用工况	适用介质		非腐蚀性介质或弱腐蚀性介质	硝酸类腐蚀介质		强氧化性介质	醋酸类腐蚀性介质		尿素类腐蚀性介质
适用工况	适用温度		≤425℃	≤540℃		≤425℃	≤540℃		≥455℃
蜗轮蜗杆传动金属硬密封球阀			在相应的手动型号Q后插入"3"表示，示例：Q341Y-A1C
气动金属硬密封球阀			在相应的手动型号Q后插入"6"表示，示例：Q641Y-A1C
电动金属硬密封球阀			在相应的手动型号Q后插入"9"表示，示例：Q941Y-A1C
缩径金属硬密封球阀			在相应的手动型号Q后插入"S"表示，示例S：Q941Y-A1C

高压金属硬密封球阀设计规范

是提供一种高密封球阀，它具有能够耐受高温，且密封性较好的特点。技术所采用的技术方案是:高密封球阀，包括主阀体，该主阀体具有贯通该主阀体的通道，该通道的中部设有阀座组合，且该通道的中部设有可旋转的阀杆，该阀杆上固定有和该阀座组合相配的球体，同时，该阀座组合包括相互配合的硬密封阀座和阀座支承圈，该硬密封阀座和该阀座支承圈之间设有密封片，以及，该硬密封阀座通过卡在其外部的卡簧连接于该通道内，且该阀座支承圈的一侧配有使该硬密封阀座具有靠紧该球体的压簧，所述硬密封阀座和密封片均为金属材料制备，同时，该硬密封阀座和该密封片接触的一面上设有环形的梯形台阶和环形的凹槽，

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