本文通過對全焊接球閥的制造過程及焊接過程的介紹，以期為行業發展提供參考。

　 近年來，隨著能源結構及能源區域重點的調整，我國石油、天然氣管線取得了飛速的發展。在以西氣東輸一線、二線為代表的管線工程建設中，其開關調節閥門很多都是采用國際上成熟應用的全焊接球閥。由于國內近幾年全焊接球閥的需求量很大，極大地推動了我國全焊接球閥技術的進步，同時由于我國的管路系統對壓力、材料和環境的要求都比較高，因此也對全焊接球閥提出了更高的要求。目前長輸管線對球閥的要求是：受力均勻、密封可靠、結構緊湊、重量輕、強度高等。

1、全焊接球閥的結構和應用

　本文介紹的全焊接球閥采用球形單一焊縫，施焊采用全自動焊接工藝。該球閥具有受力均勻、密封可靠、結構緊湊、重量輕、強度高等特點，是技術性和經濟性兼備的管線球閥，廣泛應用于國內外，并打破了國內管線閥門以筒形制造為主的格局。

　1.1、球閥的結構設計

　本文所述的全焊接球閥結構如圖1所示。這種球閥跟傳統的三段式球閥最大的區別就是封閉球體的方式采用焊接方式。因此在焊接過程中內外襯都很重要。此外，球閥在管線上的安裝也是采用焊接連接的方式。

全焊接球閥

　閥座密封構造一般為二重密封，即上游和下游二重密封。閥座嵌入圈具有優良的耐腐性、耐磨性和良好的彈性，具有高度的密封性能。閥座的構造如圖2所示。

全焊接球閥閥座的構造

　閥座二重密封構造的原理如下所述。

　(1)上游側閥座的密封原理：因上游圧力，閥座受球擠壓形成密封，如圖3所示。閥座所受壓力F上為：

上游密封原理

　式中p——管內壓力;

　Fs——彈簧力。

　(2)下游側閥座的密封原理：閥座因閥體內的壓力受球擠壓形成密封，如圖4所示。所受壓力F下為：

下游密封原理

　式中p——管內壓力;

　Fs——彈簧力。

　閥桿的密封采用抗旋轉性強的G-T(氟化橡膠和聚四氟乙烯)密封圈，進行上下二重密封。二重密封圈之間可以注入緊急密封脂， 用以緊急修復。閥桿的密封結構如圖5所示。

閥桿密封結構

　1.2、全焊接球閥球閥的使用和維護

　閥座一旦需要緊急修復，可以通過圖6所示的方式對其進行修復，而不需要破壞焊接結構。閥體內部的零件(球、閥座圈等)產生的靜電通過彈簧、墊圈向閥體放電。從操作性角度看，因有耳軸支撐，可以用較小的力進行操作。耳軸部采用摩擦阻力小的聚四氟乙烯軸承。閥座為浮動閥座，閥座受球擠壓的力相對于流體壓力來說，數值較小。

　維護管理方面，球閥一般不需做維護和保養。萬一密封部位發生泄漏，可注入密封脂進行緊急修復。閥座和閥桿密封的緊急修復，使用IKSS-3L密封脂。

2、全焊接球閥的制造

　2.1、球閥主要構件的材料

　(1)閥體主要使用鍛件;

　(2)球體主要使用表面處理后的鍛件;

　(3)閥座圈使用18Cr-8Ni不銹鋼鍛件;

　(4)閥桿需要進行表面處理;

　(5)密封材料主要有丁腈橡膠和環氧氯丙烷橡膠。

　2.2、全焊接球閥焊接材料及焊接工藝

　全焊接球閥的焊接過程全部使用全自動焊接。

　(1)閥體焊接

　GTAW(鎢極氣體保護焊)+SAW(埋弧焊)

　(2)閥桿焊接

　GTAW(鎢極氣體保護焊)+GMAW(熔化極氣體保護焊)

　(3)接管焊接

　GTAW(鎢極氣體保護焊)+SAW(埋弧焊)

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