聚四氟乙烯阀座密封圈材料及设计要点

球阀是由旋塞阀演变而来的，它的启闭件为一个球体，利用球体绕阀杆的轴线旋转90°，实现开启和关闭的目的。球阀在管道中主要用于切断、分配和改变介质流动方向，设计成V形开口的球阀还具有良好的流量调节功能。

球阀不仅结构简单、密封性能好，而且在一定的公称尺寸范围内具有体积小、重量轻、材料消耗少、安装尺寸小、并且驱动力矩小、操作简便、易实现快速启闭，是近十几年来发展最快的阀门品种之一。球阀的使用非常广泛，使用品种和数量仍在不断扩大，并且向高温、高压、大口径、高密封性、长寿命、优良的调节性能，以及一阀多功能方向发展。其可靠性及其他性能指标均达到较高水平。随着球阀的发展，在可以预见的短时间内，特别是在核电站、石油与天然气输送管线、炼油裂化裂解装置、海洋石油、天然气开采、煤直接液化油装置以及航空航天工业方面将有更广泛的应用。在其他工业中的大、中口径，中、低压力领域，球阀也将会成为主导的阀门类型之一。

球阀的优点如下：①具有最低的流阻（实际上仅相当于相同公称尺寸DN的一段圆管）；②因工作时不会卡住（在无润滑剂时），能实现完全密封；③在较高的工作压力和较高的工作温度范围内，能实现完全的密封；④可实现快速启闭，某些结构的球阀，其启闭时间仅为0.5～1s，以保证能用于试验台的自动化系统中，快速启闭球阀时，操作无冲击；⑤球形关闭件能在边界位置上自动走位；⑥双向密封，密封可靠；⑦在全开和全闭时，球体和阀座的密封面与介质隔离，因此高速通过阀门的介质不会对密封浸蚀；⑧体腔内的介质压力一旦高于壳体材料在38℃时额定压力的1.33倍时，可以自动泄放到进口管路或出口管路；⑨可设计成具有防火密封功能；⑩具有防静电功能；（11）设计成V形开口球体的球阀，具有良好的流量调节功能；（12）结构紧凑、质量轻，可以认为它是用于低温介质系统最合理的阀门结构；（13）阀体对称，尤其是焊接阀体结构，能很好地承受来自管道的应力；（14）启闭件能承受关闭时的高压差；（15）全焊接阀体的球阀，可以直接埋于地下，使球阀的内件不受浸蚀，最高使用寿命可达40年，是石油、天然气输送管线最理想的阀门。

由于球阀有上述优点，所以适用范围很广，可适用于：①公称尺寸从DN8～DN1400；②公称压力从真空到PN42.0MPa；③工作温度从-204～+816℃。

球阀最主要的阀座密封材料就是聚四氟乙烯（PTFE），它几乎对所有的化学物质都是惰性的，且具有摩擦系数小、性能稳定、不易老化，适用温度范围广及密封性能优良的综合特点。但聚四氟乙烯的物理特性有较高的膨胀系数，对冷流的敏感性高，并且具有不良的热传导性，要求阀座的密封面设计必须围绕这些特性进行。阀座的密封圈材料，包括聚四氟乙烯族和填充聚四氟乙烯、尼龙及其他材料。当密封材料变硬时，密封的可靠性就受到破坏，特别是在低压差的情况下。此外，像丁腈橡胶、三元乙丙橡胶这样的合成橡胶，也可以用作阀座密封材料，但它所适用的介质和使用温度的范围要受到限制。另外，不润滑使用合成橡胶容易卡住球体。(www.xing528.com)

为了满足高温、高压、强冲刷、介质带悬浮颗粒、长寿命等工业使用的要求，近年来金属密封球阀得到了很大的发展。金属密封球阀的阀座和球体表面要喷涂碳化钨。其表面硬度一般要达到65～68HRC，喷涂层和基体的结合力应达到70MPa以上，喷涂层的厚度一般应为0.3～0.35mm，才能保证密封面不致划伤，使启闭力矩不致过高。保证球阀的使用寿命。为了使金属密封球阀在高温状况下能可靠的工作，在选择阀体、球体、阀座、阀杆等零件的材料时要使这些零件材料的线胀系数尽量相差无几。

用于调节流量的V形球阀也有很快的发展。尤其在工业发达国家，球阀的结构在不断改进，如应用在石油、天然气输送管线上的支承板固定球结构的全焊接球阀；裂解装置上用的升降杆式球阀；高温球阀；核Ⅲ级用的二体式、三体式球阀；V形开口调节球阀等。从而使球阀的技术达到一个全新的水平。

由于球阀的球体在启闭过程中带有擦拭性，故大多数球阀可用于带悬浮固体颗粒的介质中，依据密封圈的材料也可以用于粉状和颗粒状的介质。