球阀最主要的阀座密封圈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,要求阀座的密封设计必须围绕这些特性进行
。阀座的密封塑性材料
,包括聚四氟乙烯族和填充聚四氟乙烯
、尼龙及其它材料
。但是
,当密封材料变硬时
,密封的可靠性就要受到破坏
,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
,也可用作阀座密封材料
,但它所适用的介质和使用的温度范围要受到限制
。另外
,不润滑
,使用合成橡胶容易卡住球体
。
为了满足高温
、高压、强冲刷
、长寿命等工业应用的使用要求
,近十几年来
,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
,球阀的结构不断改进
,如应用在石油
、天然气管线上的全焊接阀体球阀
、升降杆式球阀
、裂解装置用高温球阀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
。
球阀的优点如下
:
1
、全焊接球阀
,可以直埋于地下
,使阀门内件不受浸蚀
。最高使用寿命可达40年
,是石油
、天然气管线最理想的阀门
。
2
、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
。
3
、设计成-形开口球的球阀
,具有良好的流量调节功能
。
4
、结构紧凑
、重量轻
,可以认为它是用于低温介质系统的最合理的阀门结构
。
5
、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
。
6
、关闭件能承受关闭时的高压差
。
7
、具有最低的流阻
。
8
、因在工作时不会卡住(在无滑剂时)
,故能可靠地应用于腐蚀性介质和低沸点液体中
。
9
、可实现快速启闭
,某些结构的启闭时间仅为0.5~1s
,以保证能用于试验台的自动化系统中
。快速启闭阀门时
,操作无冲击
。
10
、球形关闭件能在边界位置上自动定位
。
11
、双面密封可靠
。
12
、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
。
13
、腔体内的介质压力一旦高于设计压力的1.33倍时
,可自动泄放到出口管路或进口管路
。
14
、可设计成具有防火密封功能
。v10
、具有防静电功能
。
化工阀门的材质选择
一直以来
,腐蚀就是化工设备最头痛的危害之一
,稍有不慎
,轻则损坏设备
,重则造成事故甚至引发灾难
。据有关统计
,化工设备的破坏约有60%是由于腐蚀引起的
,因此在化工阀门选型时首先要注意选材的科学性
。通常有一种误区
,认为不锈钢是“万能材料”
,不论什么介质和环境条件都捧出不锈钢阀门
,这是很危险的
。
下面针对一些常用化工介质谈谈选材的要点
:
硫酸
作为强腐蚀介质之一
,硫酸是用途非常广泛的重要工业原料
。不同浓度和温度的硫酸对材料的腐蚀差别较大
,对于浓度在80%以上、温度小于80℃的浓硫酸
,碳钢和铸铁有较好的耐蚀性
,但它不适合高速流动的硫酸,不适用作泵阀的材料
;普通不锈钢如304(0Cr18Ni9)、316(0Cr18Ni12Mo2Ti)对硫酸介质也用途有限
。因此输送硫酸的泵阀通常采用高硅铸铁(铸造及加工难度大)
、高合金不锈钢(20号合金)制造
。氟塑料具有较好的耐硫酸性能
,采用衬氟阀门是一种更为经济的选择
。
盐酸
决大多数金属材料都不耐盐酸腐蚀(包括各种不锈钢材料)
,含钼高硅铁也仅可用于50℃
、30%以下盐酸
。和金属材料相反
,绝大多数非金属材料对盐酸都有良好的耐腐蚀性
,所以内衬橡胶阀门和塑料阀门(如聚丙烯
、氟塑料等)是输送盐酸的最好选择
。
硝酸
一般金属大多在硝酸中被迅速腐蚀破坏
,不锈钢是应用最广的耐硝酸材料
,对常温下一切浓度的硝酸都有良好的耐蚀性
,值得一提的是含钼的不锈钢(如316
、316L)对硝酸的耐蚀性不仅不优于普通不锈钢(如304
、321)
,有时甚至不如
。而对于高温硝酸
,通常采用钛及钛合金材料
。
醋酸
它是有机酸中腐蚀性最强的物质之一
,普通钢铁在一切浓度和温度的醋酸中都会严重腐蚀
,不锈钢是优良的耐醋酸材料
,含钼的316不锈钢还能适用于高温和稀醋酸蒸汽
。对于高温高浓醋酸或含有其它腐蚀介质等苛刻要求时
,可选用高合金不锈钢阀门或氟塑料阀门
。