管道常用閥門---旋塞閥

    管道旋塞閥是用于長輸天然氣管線及場站控制系統(tǒng)的切斷閥門，是一種滿足天然氣管線特殊要求的專用閥門。要求閥門具有適應(yīng)惡劣的環(huán)境，30年以上的使用壽命，雙向零泄漏，耐火和防靜電，耐酸性介質(zhì)腐蝕，以及操作省力等特殊技術(shù)性能。目前，國內(nèi)天然氣管線及場站控制系統(tǒng)使用的旋塞閥全部采用進(jìn)口的倒裝平衡式油密封旋塞閥。

旋塞閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理

倒裝平衡式油密封管道旋塞閥采用倒裝閥芯壓力平衡式油密封結(jié)構(gòu)。包括閥體、閥蓋、閥桿、旋塞體、聯(lián)軸平衡環(huán)、閥桿密封組件和安裝件。

1、閥體

閥體采用倒鐘式結(jié)構(gòu)，整體鑄造，強(qiáng)度高，剛性好，受力均勻，閥體、閥門質(zhì)量中心與管道中心基本重合，操作穩(wěn)定性好。閥體密封錐面采用高速精磨加工，并經(jīng)研磨后表面粗糙度小于Ra0.8。

2、旋塞

旋塞采用倒裝式旋塞，整體鍛造，精密機(jī)械加工并研磨后表面粗糙度可達(dá)Ra0.4。旋塞表面采用氮化、鍍鎳磷合金或者噴涂硬質(zhì)合金等表面處理手段提高表面硬度；超音速噴涂硬質(zhì)合金的表面硬度可達(dá)HRC65以上，鍍鎳磷合金并經(jīng)熱處理后，其表面硬度可達(dá)HRC58~60。在油膜潤滑下具有超強(qiáng)的耐磨性能。

旋塞錐體的上部有一止回閥，可補(bǔ)償閥腔上部的注油壓力。旋塞的下部開有平衡孔，可將介質(zhì)壓力引入旋塞底部，使旋塞壓緊閥體，起到密封作用。

3、摩擦副

密封副采用金屬密封結(jié)構(gòu)加注油脂密封，由于密封油脂的填充占位作用，介質(zhì)中的固體顆粒物不會進(jìn)入密封面，對密封面有非常好的保護(hù)作用。因?yàn)橛椭臐櫥沟瞄y門操作力矩小，操作省力。

特殊的非對稱油槽設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)動旋塞時(shí)密封脂自動加注無泄漏，完全保證油膜完整，密封可靠。這種非對稱的油槽設(shè)計(jì)油耗損失非常小，延長了油脂的加注時(shí)間和使用周期。

錐面密封，密封接觸面積大，油膜潤滑，使用壽命長。

4、閥桿及閥桿密封

閥桿的強(qiáng)度和密封性能是影響閥桿操作及閥門整體性能的主要因素之一。閥桿的受力主要來自于填料處的摩擦力、操作扭矩及介質(zhì)的推力。閥桿與旋塞采用滑環(huán)式連接方式，可減少閥桿中心與旋塞錐面的同心度誤差，改善閥桿的受力條件和操作性能。閥桿采用防飛出設(shè)計(jì)，可在線更換填料密封件。閥桿密封采用防火填料、O型密封圈、加注密封脂三重密封設(shè)計(jì)，閥桿機(jī)加工后表面粗糙度可達(dá)Ra0.4，完全滿足閥桿密封地泄漏要求，可長期可靠工作，免緊固維修。閥桿整體鍛造，并加調(diào)制處理，強(qiáng)度高韌性好。閥桿表面采用氮化或鍍鎳磷合金，表面硬度高，抗摩擦磨損。

5、閥蓋及底部結(jié)構(gòu)

底部閥蓋是閥門底部承壓部件，同時(shí)又是底部密封墊片、底部調(diào)節(jié)桿的固定和安裝支撐件，要求具有高的剛度和強(qiáng)度。底部閥蓋的密封采用整體密封墊完全隔離式結(jié)構(gòu)，在保證閥蓋螺栓緊固時(shí)閥門具有 可靠的密封。安裝在閥蓋底部的調(diào)節(jié)桿采用內(nèi)置式結(jié)構(gòu)，調(diào)整完成后旋緊壓蓋完全零泄漏。底部調(diào)節(jié)桿支持閥芯，導(dǎo)出閥芯因各種原因產(chǎn)生的靜電。

其工作過程是通過閥桿旋轉(zhuǎn)90度使閥芯上的通道口與閥體上的通道口接通或斷開，實(shí)現(xiàn)閥門開啟或關(guān)閉。通過該閥閥腔上部設(shè)計(jì)的注油脂閥注入密封油脂，該油脂在注入壓力作用下通過閥芯表面的特殊油槽均勻地涂在密封面上，形成致密的油膜層，實(shí)現(xiàn)閥門雙向密封并起到潤滑密封面的作用。在閥芯大端開有流通的小孔，使管道介質(zhì)能進(jìn)入閥芯底部，閥芯在底部介質(zhì)力推動下向上緊貼閥芯倒錐面。閥芯小端裝有單向閥，當(dāng)閥腔上部的油脂壓力低于介質(zhì)壓力時(shí)管道介質(zhì)通過單向閥進(jìn)入閥體上腔以補(bǔ)充油脂壓力。同時(shí)閥芯在上腔油脂壓力及閥芯自重作用下與閥芯底部向上的介質(zhì)推力保持平衡，可以大大減輕密封面的密封比壓，降低閥門操作力矩，延長閥門使用壽命。

閥芯表面硬化處理并開有特殊油槽回路，閥體外有雙密封油脂注入裝置，一個(gè)是通過注入油脂對閥桿實(shí)現(xiàn)緊急密封，另一個(gè)是將油脂注入到閥體上腔。錐形旋塞體的小端通過平衡環(huán)與閥桿連接，閥體底部閥蓋上裝有調(diào)節(jié)支撐，可以調(diào)整閥芯的位置。閥門采油防火設(shè)計(jì)，有靜電導(dǎo)出裝置，過流通道按照API 6D的規(guī)定有全徑、規(guī)則孔及文丘里孔。閥門材料可采用碳鋼、低溫鋼、不銹鋼及合金鋼。驅(qū)動方式有電動、氣動、手動等。

該種管線旋塞閥與傳統(tǒng)襯套式旋塞閥相比具有以下特點(diǎn)：

一是密封可靠，使用壽命長旋塞閥靠錐面密封，密封接觸面大，油膜起到潤滑和密封的作用。采用注油脂密封，在旋塞的開關(guān)運(yùn)動過程中能將密封油脂均勻涂在密封面上，有效潤滑密封面。同時(shí)因密封油脂的填充占位及開關(guān)過程的擦拭作用，介質(zhì)中所含的固體顆粒不會進(jìn)入密封副內(nèi)，而在全開時(shí)間可以完全防止與流動介質(zhì)接觸，有效保護(hù)密封副。

二是閥門力矩小，操作省力。采用倒裝安裝方式的旋塞椎體。在閥門開啟瞬間，閥體下腔的壓力與管道的介質(zhì)壓力平衡，推動旋塞體向上貼緊閥體內(nèi)錐面，閥體上腔的高壓油密封迫使塞體受到向下的推力，而使旋塞椎體的上下端受力達(dá)到平衡，旋轉(zhuǎn)塞體時(shí)的例句將會減少。

三是閥體底部閥蓋上裝有調(diào)節(jié)支撐，可以調(diào)整閥芯的位置。在高溫工況下，旋塞的熱膨脹可通過其升降來吸收，避免密封副楔死。同時(shí)該裝置具有將閥芯與介質(zhì)摩擦可能產(chǎn)生的靜電導(dǎo)出的功能。

四是閥桿放飛出設(shè)計(jì)，O型圈及石墨填料、注入密封脂三重閥桿密封設(shè)計(jì)，符合泄漏要求，可以長期可靠工作，免緊固維護(hù)，具有防火功能。這些設(shè)計(jì)與上文所述的全焊接球閥相似。
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