【不銹鋼閥門球體】球體與閥桿之間的優化分析

不銹鋼閥門球體系列中針對普通浮動球閥閥桿跟球體連接處因間隙配合導致應力分布不均勻，且容易導致硬化層剝落等缺點，設計了球桿一體化固定式球閥。主要在球桿跟球體的連接工藝上作了詳細分析和改進，使閥桿與球體焊接在一起，然后在閥桿和球體連接件上噴焊Ni60。在應力、安全性能和適應環境方面也進行了相應的分析，發現球桿一體化球閥比普通浮動球閥開關時所用的扭矩小;而且閥桿跟球體焊接成一個整體，防止了閥桿沖出體外的可能;另外，此種設計開啟精度高、壽命長。這些優良性優化了閥門的控制和安全性能，解決了閥門容易密封失效難題，從而推動了閥門行業的進一步的發展，為閥門行業提供了一個很好的研發方向。

1、連接處應力分析

因為是間隙配合，所以在接觸面上的比壓分布是不均勻的。擠壓應力δzy應小于材料的許用擠壓應力值[δzy]，為滿足要求，只能加大閥桿與球體接觸部位的尺寸。但加大閥桿與球體接觸部位的尺寸將減弱球體的強度，而且會使閥桿與球體接觸部位應力過大，很容易引起硬化層的局部剝落，并逐步擴展到了整個球的表面，導致密封失效。

對于球桿一體化固定球閥來說就避免了這些問題，它與普通的球閥相比較有以下優點。

(1)閥前流體壓力在球體上產生的作用力全部傳遞給軸承，消c了由于進口壓力推動球體與密封座形成的巨大密封負荷而造成過大的扭矩，不會使球體向閥座移動從而使閥座不會承受過大的壓力，所以固定球閥的轉矩小，閥座變形小，密封性能穩定，使用壽命長，適用于高壓、大口徑場合。

(2)又因為球體與閥桿焊接為一個整體，球體與驅動裝置開啟的角度大小完全一致，使開啟、閉合更加準確無誤，避免了像普通浮動球閥那樣，球體跟閥桿隨著使用時間的延長，其間隙配合帶來的轉動不準確，甚到出現“假轉”現象的弊端。

2、安全性能

對普通的球閥，特別對于老式上裝式閥桿的球閥，用它來輸送液化氣時，當球閥處于關閉狀態時，積存在閥座之間的閥體體腔內的液化氣會因吸收外界熱量而大量氣化，造成體腔內壓力異常升高。這種異常升壓現象可能會使閥桿沖出體外，造成嚴重的事故，導致人員傷亡。而球體一體化閥門，因為球體跟閥桿焊接成一個整體，就從根本上避免了這種閥桿沖出體外的可能性，這樣就保證了工作環境的安全性和閥門的可靠性。

3、適應環境

煤制油(用煤液化法制油)是重點發展的一項新技術，國家已批準在內蒙古建設一套年產500萬噸煤直接液化項目。煤直接液化裝置工藝條件十分苛刻，對閥門提出的要求非常高。此種球桿一體化硬密封球閥耐磨，且抗沖擊能力強，并且能夠在介質溫度420~500℃、工作壓力17~30MPa的工況下工作。滿足了這種煤化工項目的要求，從而促進了煤制油工藝發展。

球桿一體化固定式球閥的這些優良性優化了閥門的控制和安全性能，解決了閥門容易密封失效的難題。從而推動了閥門行業的進一步的發展，為閥門行業提供了一個很好的研發方向。