Q41H化工部法兰式金属硬密封球阀技术规范

球阀在石油、天然气、煤炭和矿石的开采、提炼加工和管道输送系统中；在化工产品、医药和食品生产种；在水电、火电和核电的电力生产系统中；在城市和工业企业的给排水、供热、和供气系统中；在农田的排灌系统中；在治金生产系统中得以广泛的应用，是一种与生产建设、国防建设和人民生活息息相关的重要机械产品。球阀密闭在各类管路系统种用于截断或接通介质流，使介质按照预定的程序输送到各个点。
球阀在作开关运动的过程中。阀座底端的密封材料各位置的压紧程度会有所变化，亦会造成一些部位因渗进介质而引起泄漏，严重地影响阀门长时间正常运行，使阀座及其底端的密封结构过早损坏。由于泄漏点较多，阀门的使用寿命普遍较短，通常不能满足用户的使用要求，只能频繁更换球阀维持系统的运行。
金属硬密封球阀的球体与阀座采用金属对金属的密封方式，为了确保硬密封球阀在各种温度和压力下的可靠密封，针对用户的不同使用工况和要求，可以采用多种优良的球体和阀座的硬化技术，包括超音速喷涂、镍基喷焊、表面特殊硬化、硬质合金喷焊等，球体和阀座表面硬度一般可达到HRC60以上，较高可达HRC74以上。密封面材料耐温可达540℃，较高可达980℃。金属硬密封法兰球阀材料的结合强度可以达到10000PSI以上，密封面材料还具有很好的耐磨擦、耐冲击等性能。硬密封固定球阀能够适用于绝大多数的苛刻工况条件。

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防止阀门在高温下的涨死

    高温工况下由于热膨胀而容易引起球体与阀座的涨死，从而导致阀门无法开启。属硬密封球阀采用了碟簧或弹簧加载的密封结构，在高温下零部件的热膨胀可以被碟簧或弹簧所吸收，故能够保证阀门在高温下不会被涨死，并能够在高温下灵活启闭。

优异的密封性能

    采用的球体研磨工艺，通过球体与研磨器具在空间不同方位的旋转，使球体表面达到的圆度和光洁度，阀门的密封性能达到或超过标准要求。

的防火结构设计

    阀门的密封面采用金属对金属密封结构，填料采用柔性石墨，垫片采用不锈钢＋柔性石墨结构。因此，阀门即使在火灾情况下也能确保可靠的密封。

自然的防静电结构设计

    金属硬密封球阀的阀体、阀座、球体等金属零件紧密接触，自然形成了静电通道。因此，金属硬密封球阀不需要设置专门的防静电装置。

双阻断及泄放功能

硬密封固定球阀一般采用球前阀座密封结构。金属硬密封固定球阀的两个阀座能独立切断进口端和出口端的介质，实现双阻断功能。当球阀关闭时，即使阀门进出口两端同时受压，阀门中腔和两端通道也可以被相互阻断，中腔内的剩余介质可以通过泄放阀排出。

二 Q41H化工部法兰式金属硬密封球阀技术规范改进

2.1 结构

单向金属密封球阀(图1)主要零件有左阀体(包含一体化阀座)、右阀体、球体、右阀座、弹性垫和阀杆等，左阀体上与球体接触部分，堆焊司太立合金或采用超音速喷涂金属粒子。获得超硬喷涂层，并直接在其上做出一体化阀座密封面。球体亦采用超音速喷涂表面硬化技术。右阀座不起密封作用，无需进行表面硬化处理。弹性垫可以采用柔性石墨，亦可采用碟形弹簧。

2、金属硬密封球阀阀球和阀座的硬化方式

目前金属硬密封球阀球体表面常用的硬化工艺主要有以下几种：

（1）球体表面堆焊（或喷焊）硬质合金，硬度可达40HRC以上，球体表面堆焊硬质合金工艺复杂，生产效率低，且大面积堆焊易使零件产生变形，目前对球体表面硬化的工艺使用较少。

（2）球体表面镀硬铬，硬度可达60～65HRC，厚度0.07～0.10mm，镀铬层硬度高、耐磨、耐蚀并能长期保持表面光亮，工艺相对简单，成本较低。但硬铬镀层的硬度在温度升高时会因其内应力的释放而迅速降低，其工作温度不能高于427℃。另外镀铬层结合力低，镀层易发生脱落。

（3）球体表面采用等离子氮化，表面硬度可达60～65HRC，氮化层厚度0.20～0.40mm，等离子氮化处理硬化工艺由于耐腐蚀性较差，不能在化工强腐蚀等领域使用。

（4）球体表面超音速喷涂（HVOF）工艺，硬度zui高可达70～75HRC，集合强度高，厚度0.3～0.4mm，超音速喷涂是球体表面硬化主要工艺手段。在火力发电厂、石油化工系统、煤化工领域的高粘性流体；带粉尘及固体颗粒状的混合流体、强腐蚀的流体介质中大部分使用该硬化工艺。

Q41H化工部法兰式金属硬密封球阀技术规范

超音速喷涂工艺是氧燃料燃烧产生高速气流加速粉末粒子撞击工件表面，形成致密表面涂层的一种工艺方法。在撞击过程中，由于粒子的速度较快（500～750m/s）且粒子温度较低（-3000℃），因此撞击工件表面后，可以获得高结合强度、低空隙率、低氧化物含量的涂层。HVOF的特点是合金粉末粒子速度超过音速，甚至是音速的2～3倍，气流速度是音速的4倍。HVOF是一种新的加工工艺，喷涂厚度0.3～0.4mm，涂层与工件之间是机械结合，结合强度高（77MPa），涂层孔隙率低（＜1%）。该工艺对工件加热温度低（＜93℃），工件不变形，可进行冷喷涂。喷涂时，粉末粒子速度（1370m/s），无热影响区，工件的成分和组织无变化，涂层硬度高，可进行机加工。

Q41H化工部法兰式金属硬密封球阀技术规范 特点及优点

1、手动部分可采用钢板压制的手柄或不锈钢铸造的手柄。手柄设有限位结构，在阀门开启、关闭的位置设定限位，当阀门使用在关键装置上时，限位块上设有锁孔可锁定开关位置避免误操作。手柄上有明显地开和关标识。

2、阀杆采用A182F（1Cr13）整体锻造并调制处理，硬度达到HB220～250。阀杆通过平键或花键或方契与手柄连接，通用性，拆装方便。阀杆设有防吹出结构。

3、阀门的填料选用编结、柔性石墨密封圈或四氟烯密封圈，使得阀杆在一定的润滑情况下实现可靠的密封。

4、根据需要，球阀可设计成防静电结构，在球体与阀杆、阀杆与阀体之间设置导电弹簧，避免静电打火点燃易燃物质，确保系统安全。

5、密封副形式多样。根据不同工况可选用软密封、硬密封、防火阀座等结构；DN150以下为浮球形式，DN200以下为固定球形式。

6、球阀阀座处可设置辅助密封结构，在阀座和阀杆部位加装注脂阀，紧急情况下可暂时密封，并可根据需要加长阀杆以适宜埋地铺设得场所

Q41H化工部法兰式金属硬密封球阀技术规范主要零件材料 Materials Of main Parts

Q41H化工部法兰式金属硬密封球阀技术规范外形结构图

Q41H化工部法兰式金属硬密封球阀技术规范 主要零件材料及性能

 Q41H化工部法兰式金属硬密封球阀技术规范PN1.6MPa主要连接尺寸及重量

 Q41H化工部法兰式金属硬密封球阀技术规范PN1.6PMPa尺寸及重量

球阀的安装包括：安装前准备、球阀安装、安装后检查这三个过程。在使用过程中，球阀也会出现各种问题，比如阀座、调料、O型圈、密封垫片的更换，气密性检查等。今天阀门全部教给你，让你对球阀的安装使用了如指掌。

一、Q41H化工部法兰式金属硬密封球阀技术规范的安装

1.1 安装前的准备

（1）球阀前后管线已准备好。前后管道应同轴，两法兰密封面应平行。管道应能承受球阀的重量，否则管道上必须配有适

当的支撑。

（2）把阀前后管线吹扫干净，清除掉管道内的油污、焊渣和一切其它杂质。

（3）核对球阀的标志，查明球阀完好无损。将阀全开全闭数次证实其工作正常。

（4）拆去球阀两端连接法兰上的保护件。

（5）检查阀孔清除可能有的污物，然后清洗阀孔。阀座与球之间即使仅有微小颗粒的异物也可能会损伤阀座密封面。

1.2 安装

（1）把阀装上管线。阀的任何一端都可装在上游端。用手柄驱动的阀可安装在管道上的任意位置。但带有齿轮箱或气动驱

动器的球阀应直立安装，即安装在水平管道上，且驱动装置处于管道上方。

（2）阀法兰与管线法兰间按管路设计要求装上密封垫。

（3）法兰上的螺栓需对称、逐次、均匀拧紧。

（4）连接气动管线（采用气动驱动器时）。

1.3 安装后的检查

（1）操作驱动器启、闭球阀数次，应灵活无滞涩，证实其工作正常。

（2）按管路设计要求对管道与球阀间的法兰结合面进行密封性能检查。

二、Q41H化工部法兰式金属硬密封球阀技术规范球阀的维修

2.1 通则

（1）必须先查明球阀上、下游管道确已卸除压力后，才能进行拆卸分解操作。

（2）分解及再装配时必须小心防止损伤零件的密封面，特别是非金属零件，取出O型圈时宜使用专用工具。

（3）装配时法兰上的螺栓必须对称、逐步、均匀地拧紧。

（4）清洗剂应与球阀中的橡胶件、塑料件、金属件及工作介质（例如燃气）等均相容。工作介质为燃气时，可用汽油

（GB484-89）清洗金属零件。非金属零件用纯净水或酒精清洗。

（5） 分解下来的单个零件可以用浸洗方式清洗。尚留有未分解下来的非金属件的金属件可采用干净的细洁的浸渍有清洗剂的绸布（为避免纤维脱落粘附在零件上）擦洗。清洗时须去除一切粘附在壁面上的油脂、污垢、积胶、灰尘等。

（6）非金属零件清洗后应立即从清洗剂中取出，不得长时间浸泡。

（7）清洗后需待被洗壁面清洗剂挥发后（可用未浸清洗剂的绸布擦）进行装配，但不得长时间搁置，否则会生锈、被灰尘污染。

（8）新零件在装配前也需清洗干净。

（9）使用润滑脂润滑。润滑脂应与球阀金属材料、橡胶件、塑料件及工作介质均相容。工作介质为燃气时，可用例如特221 润滑脂。在密封件安装槽的表面上涂一薄层润滑脂，在橡胶密封件上涂一薄层润滑脂，阀杆的密封面及摩擦面上涂一薄层润滑脂。

（10）装配时应不允许有金属碎屑、纤维、油脂（规定使用的除外）灰尘及其它杂质、异物等污染、粘附或停留在零件表面上或进入内腔。

2.2 在线维修

阀杆填料，O型密封圈以及外部零件等的更换可在管线上进行而不需将阀从管线上拆下。分解顺序按不同驱动装置分述如

下：

2.2.1 带手柄的球阀──填料的更换

（1）关闭球阀上、下游的截断阀。放气卸除球阀前后管道中的压力。

（2）使球阀处于全闭状态。

（3）拧掉螺母，拆下垫圈、扳手头及手柄。

（4）拧掉螺母，拆下弹簧垫圈、阀杆限位器和填料压盖。

（5）取出填料。

（6）检查拆下的零件，如有损伤予以修复或更换，将各零件清洗干净。

（7）擦洗并润滑填料函密封面。

（8）装入新填料。

（9）按分解的逆顺序依次装上填料压盖、阀杆限位器、弹簧垫圈，用螺母固紧上述零件。

（10）再装上扳手头及手柄，装上垫圈，用螺母固紧。

（11）操作手柄检查球阀的开启关闭灵活性。

（12）气密性试验。

2.2.2带齿轮箱的球阀──填料的更换

（1）关闭球阀上、下游的截断阀。放气卸除球阀前后管路中的压力。

（2）使球阀处于全闭状态。

（3）拧掉螺钉，拆下齿轮箱。

（4）拧掉螺钉，拆下驱动器法兰。

（5）拧掉螺母，拆下弹簧垫圈及填料压盖，取出填料。

（6）检查拆下的零件，如有损伤，予以修复或更换，将各零件清洗干净。

（7）清洗并润滑填料函密封面。

（8）装入新填料。

（9）按分解的逆顺序依次装上填料压盖、弹簧垫圈，用螺母固紧上述零件。再装上驱动器法兰用螺钉固紧。

（10） 装上齿轮箱，用螺钉固紧。

（11） 操作齿轮箱检查球阀的启闭灵活性。

（12） 气密性试验。

2.2.3带气动驱动器的球阀──填料及O型圈的更换

（1）关闭球阀上、下游的截断阀。放气卸除球阀前后管路中的压力。

（2）使球阀处于全闭状态。拆除气动管线

（3）拧掉螺钉35 将驱动器及驱动器法兰一起拆下。

（4）取下阀杆上的键，拧掉螺钉，拆下填料压盖，取出填料。

（5）从填料压盖中取出O型圈。

（6）检查拆下的零件，如有损伤予以修复或更换，将各零件清洗干净。

（7）清洗并润滑填料函密封面及O型圈安装槽。

（8）装入新填料，装入新O型圈。

（9）装上填料压盖，用螺钉固紧，装上键。

（10）将驱动器法兰及驱动器一起装上，用螺钉固紧。

（11）接上气动管线，操作驱动器检查阀的开启关闭灵活性。

（12）气密性试验。

2.3 线下维修──阀座的更换，O型圈、密封垫片的更换。

阀座、球、阀杆、阀内部各密封件的更换及修理需预先将球阀从管线上拆下才能进行。

2.3.1 两件对分式球阀

（1）关闭球阀上、下游的截断阀，放气卸除球阀前后管路中的压力。

（2）关闭球阀，使处于全闭状态。如是气动装置驱动的，拆除气动管线。

（3）将阀从管线上拆下，翻转放置使阀体接体向上。

（4）拧掉螺母，拆下阀体接体。

（5）拆下阀座及O 型圈。

（6）从阀体接体上拆下O型圈及密封垫片。

（7）取出球。

（8）拆下另一端的阀座及O型圈。

（9）检查阀体（1），球及阀体接体，如有损伤予以修复，将零件清洗干净。

（10）润滑阀座安装面及各密封安装槽。

（11）将新的O型圈，密封垫片装入阀体接体的安装槽中。

（12）预先将O型圈装入阀座中，将阀座装入阀体及阀体接体中。

（13）将球装入阀体中，必须使阀杆配入球上的槽中。

（14）将阀体接体装上阀体，用螺母固紧。

（15）装上气动管线（气动驱动器驱动的球阀），操作驱动装置检查阀的启闭灵活性。

（16）气密性试验。

（17）装上管线，按管线要求进行气密性试验。

2.3.2三件式球阀

（1）关闭球阀上、下游的截断阀，放气卸除球阀前后管路中的压力。

（2）关闭球阀使处于全闭状态

（3）将阀从管线上拆下，翻转放置使一端的阀体接体向上。

（4）拧掉螺母，拆下阀体接体。

（5）拆下阀座、弹簧、O型圈。

（6）从阀体接体上拆下O型圈及密封垫片。

（7）取出球。

（8）翻转使另一端阀体接体向上，按顺序将另一端的各零件拆下。

（9）检查阀体、球、阀体接体，如有损伤予以修复。将零件清洗干净。

（10）润滑阀座安装面及各密封安装槽，将新的O型圈、密封垫片装入阀体接体的安装槽中。

（11）将新O型圈装入新阀座中，将弹簧放在相关位置上。

（12）先将球装入阀体中，必须使阀杆配入球的槽中。

（13）用（12）的方法装入另一端的阀座及阀体接体。

（14）拧紧螺母。

（15）操作驱动装置检查阀的启闭灵活性。

（16）气密性试验。

（17）装上管线，按管线要求进行气密性试验。

2.4 线下维修─球阀的全面分解，O型圈及止推垫片的更换。

（1）按2.3节拆下球阀进行分解。

（2）按2.2节进行分解。

（3）拆下阀杆，取出止推垫片及O型圈。

（4）检查各零件，如有损伤予以修复，将各零件清洗干净。

（5）润滑各密封面，阀杆上涂一薄层润滑脂。

（6）装上新的O型圈及止推垫片，装上阀杆。

（7）按2.2节进行装配。

（8）按2.3节进行装配。

（9）操作驱动装置检查阀的启闭灵活性。

（10）气密性试验。

（11）装上管线，按管线要求进行气密性试验。

2.5 Q41H化工部法兰式金属硬密封球阀技术规范气密性试验

2.5.1 对拆下的球阀进行的气密性试验。

（1）将阀处于半开状态。将球两端部用带管接头的法兰盖密封。

（2）向一端引入试验介质，试验介质为清洁的氮气或空气。另一端管接头堵住。逐渐增压至5.6bar 后关闭进气阀停止进气。

（3）将球转动几次后将球阀关闭（操作驱动装置）

（4）打开另一端（非引入试验气体端）的管接头堵头使该腔压力降为大气压。

（5）在试验压力（5.6bar）下，大于5min 的时间内，进气腔的压力不得下降。所用压力表应为0.4 级，量程10bar。

（6）同时用肥皂水检查各连接法兰部位及填料部位的对外泄漏，不得有不断增大的气泡出现。

（7）然后从另一端引入试验介质，重复上述试验。

（8）试验合格后用压缩空气吹净肥皂水残余。拆除两端法兰盖，清除球阀两端部密封面上密封残余，如有残余进入阀孔内，应予清除并擦洗干净。

2.5.2 在线密封试验

（1）查明被试球阀上、下游的截断阀已关闭。

（2）使被试球阀处于半开启状态。

（3）向被试球阀前管道引入试验介质，试验介质为清洁的氮气逐渐增压至5.6bar 后关闭进气阀停止进气。

（4）将球转动几次后将球阀关闭（操作驱动装置）。

（5）打开被试球阀下游管道上的放气阀使球阀出口腔压力为大气压。

（6）在试验压力下（5.6bar），大于15min 的时间内进气腔压力不得下降，所用压力表应为0.4 级，量程10bar。

（7）同时用肥皂水检查各连接法兰部位及填料部位的对外泄漏，不得有不断增大的气泡出现。

（8）然后向被试球阀后管道引入试验介质，重复上述试验。

（9）试验合格后用压缩空气吹净肥皂水残余。