球阀的密封材料及设计要点

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°，实现开启和关闭阀门的目的。球阀在管路上主要用于切断、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、密封性好，而且在一定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，特别是在石油与天然气输送管线、炼油裂化裂解装置、海洋石油、煤直接液化油、气装置上以及核工业方面将有更广泛的应用。

球阀的优点如下：①具有最低的流阻；②因在工作时不会卡住（在无润滑剂时），故能可靠地应用于腐蚀性介质和低沸点液体中；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定位；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面侵蚀；⑧体腔内的介质压力一旦高于壳体材料在38°C时额定压力的1.33倍时，可自动泄放到出口管路或进口管路；⑨可设计成具有防火密封功能；⑩具有防静电功能；⑪⑪⑪设计成V形开口球体的球阀，具有良好的流量调节功能；⑪⑪⑫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；⑪⑪⑬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；⑪⑪⑭关闭件能承受关闭时的高压差；⑪⑪⑮全焊接阀体的球阀，可以直接埋于地下，使球阀的内件不受侵蚀，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：①公称尺寸从DN8～DN1600；②公称压力从真空到PN420（CL2500）；③工作温度从－204～＋816°C。(www.xing528.com)

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，对冷流的敏感性和不良的热传导性，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，像丁腈橡胶这样的合成橡胶，也可以用作阀座材料，但它所适用的介质和使用温度范围要受到限制。另外，无润滑情况下使用合成橡胶容易卡住球体。

为了满足高温、高压、强冲刷、介质带悬浮颗粒、长寿命等工况的使用要求，近年来金属密封球阀得到了很大的发展。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；裂解装置上使用的升降杆式金属密封球阀；高温球阀；V形开口调节球阀；金属密封上装式球阀等，从而使球阀的技术达到一个全新的水平。

球阀按球体的结构和球阀本身的结构可分为以下七种。