單焊縫全焊接球閥的設計與應用

1 概述

球閥結構簡單，流阻小，密封性能好，使用廣泛，是近年來發展較快的閥門品種之一。但球閥制造工藝復雜，質量重，成本高，特別是大中口徑的球閥。本文介紹一種綜合性能較好的單焊縫全焊接式球閥。

2 結構特點

目前大中口徑球閥的主要結構有螺栓連接的三體式球閥和焊接連接的三體式球閥等。

2.1 螺栓連接

螺栓連接三體式球閥（圖 1）在裝配過程中閥體可以多次拆卸，組裝方便，有利于閥座密封圈壓縮余量的調整，易損件可以更換，從而使閥門生產制造的成品率較高。但是，螺栓連接三體式球閥的外泄漏點多，在設計時除考慮閥體壁厚必須滿足設計壓力下的強度要求外，還應考慮連接螺栓在設計（或操作）壓力和墊片密封比壓作用

本文介紹了單焊縫全焊接球閥的結構、制作工藝、制造成本和綜合性能。

圖 1 螺栓連接的三體式球閥

1. 球體 2. 左閥體 3. 主閥體 4. 閥桿5. 上固定軸 6. 右閥體 7. 下轉軸

圖 2 焊接連接的三體式球閥

1. 球體 2. 左閥體 3. 主閥體 4. 閥桿5. 上固定板 6. 右閥體 7. 焊縫 8. 下固定板

緯途流體 —— 專注于氣動執行機構

3 新結構

新結構球閥（圖 3）閥體采用二半橢圓體焊接式，焊縫在閥體的中間，遠離密封元件。經計算分析，新型單焊縫焊接式球閥閥體的壁厚減小 13% ～ 35%，整體質量較三體式球閥減輕 30% ～ 40%。由于橢圓形閥體最大體腔壁厚與其進出口端流道部位的壁厚相近，再考慮流道部位需要機械加工的因素，在實際生產中橢圓形閥體可用同一壁厚進行毛坯的鑄造或鍛壓，不僅使模具簡單化，使毛坯鑄造或鍛壓過程中由于壁厚差引起的局部應力減小，還提高了

毛坯鑄造或鍛壓的成品率。兩個半橢圓形閥體對焊的焊接球閥焊縫距閥座圈較遠，焊接過程中可以控制高溫不能傳導至閥座位置，對 O 形圈和密封圈熱影響較小，不會使閥座密封圈和 O 形圈燒壞或變形而導致閥門內漏。由于焊縫距離閥座圈較遠，焊接應力導致閥體閥座部位的變形有限，不會導致閥座圈卡塞而無法密封。新型二體式焊接球閥的焊縫加工精度要求高，需達到一次焊成，避免出現報廢等現象。閥門裝配時，左右閥體焊接后不能拆卸，使閥座密封圈壓縮余量無法調整。為此對閥座密封圈結構進行了改進（圖 4），使閥門的密封效果好，使用壽命長。

4 結語

新型單焊縫球閥體積小，質量輕，外形美觀，泄漏點少，節約原材料，制造成本低，可廣泛應用于石油、天然氣長距離輸送管線，尤其是大中口徑埋地式的長輸管線。