管道常用阀门---旋塞阀

管道常用阀门---旋塞阀

    管道旋塞阀是用于长输天然气管线及场站控制系统的切断阀门，是一种满足天然气管线特殊要求的专用阀门。要求阀门具有适应恶劣的环境，30年以上的使用寿命，双向零泄漏，耐火和防静电，耐酸性介质腐蚀，以及操作省力等特殊技术性能。目前，国内天然气管线及场站控制系统使用的旋塞阀全部采用进口的倒装平衡式油密封旋塞阀。

旋塞阀结构特点及工作原理

倒装平衡式油密封管道旋塞阀采用倒装阀芯压力平衡式油密封结构。包括阀体、阀盖、阀杆、旋塞体、联轴平衡环、阀杆密封组件和安装件。

1、阀体

阀体采用倒钟式结构，整体铸造，强度高，刚性好，受力均匀，阀体、阀门质量中心与管道中心基本重合，操作稳定性好。阀体密封锥面采用高速精磨加工，并经研磨后表面粗糙度小于Ra0.8。

2、旋塞

旋塞采用倒装式旋塞，整体锻造，精密机械加工并研磨后表面粗糙度可达Ra0.4。旋塞表面采用氮化、镀镍磷合金或者喷涂硬质合金等表面处理手段提高表面硬度；超音速喷涂硬质合金的表面硬度可达HRC65以上，镀镍磷合金并经热处理后，其表面硬度可达HRC58~60。在油膜润滑下具有超强的耐磨性能。

旋塞锥体的上部有一止回阀，可补偿阀腔上部的注油压力。旋塞的下部开有平衡孔，可将介质压力引入旋塞底部，使旋塞压紧阀体，起到密封作用。

3、摩擦副

密封副采用金属密封结构加注油脂密封，由于密封油脂的填充占位作用，介质中的固体颗粒物不会进入密封面，对密封面有非常好的保护作用。因为油脂的润滑，使得阀门操作力矩小，操作省力。

特殊的非对称油槽设计，转动旋塞时密封脂自动加注无泄漏，完全保证油膜完整，密封可靠。这种非对称的油槽设计油耗损失非常小，延长了油脂的加注时间和使用周期。

锥面密封，密封接触面积大，油膜润滑，使用寿命长。

4、阀杆及阀杆密封

阀杆的强度和密封性能是影响阀杆操作及阀门整体性能的主要因素之一。阀杆的受力主要来自于填料处的摩擦力、操作扭矩及介质的推力。阀杆与旋塞采用滑环式连接方式，可减少阀杆中心与旋塞锥面的同心度误差，改善阀杆的受力条件和操作性能。阀杆采用防飞出设计，可在线更换填料密封件。阀杆密封采用防火填料、O型密封圈、加注密封脂三重密封设计，阀杆机加工后表面粗糙度可达Ra0.4，完全满足阀杆密封地泄漏要求，可长期可靠工作，免紧固维修。阀杆整体锻造，并加调制处理，强度高韧性好。阀杆表面采用氮化或镀镍磷合金，表面硬度高，抗摩擦磨损。

5、阀盖及底部结构

底部阀盖是阀门底部承压部件，同时又是底部密封垫片、底部调节杆的固定和安装支撑件，要求具有高的刚度和强度。底部阀盖的密封采用整体密封垫完全隔离式结构，在保证阀盖螺栓紧固时阀门具有 可靠的密封。安装在阀盖底部的调节杆采用内置式结构，调整完成后旋紧压盖完全零泄漏。底部调节杆支持阀芯，导出阀芯因各种原因产生的静电。

其工作过程是通过阀杆旋转90度使阀芯上的通道口与阀体上的通道口接通或断开，实现阀门开启或关闭。通过该阀阀腔上部设计的注油脂阀注入密封油脂，该油脂在注入压力作用下通过阀芯表面的特殊油槽均匀地涂在密封面上，形成致密的油膜层，实现阀门双向密封并起到润滑密封面的作用。在阀芯大端开有流通的小孔，使管道介质能进入阀芯底部，阀芯在底部介质力推动下向上紧贴阀芯倒锥面。阀芯小端装有单向阀，当阀腔上部的油脂压力低于介质压力时管道介质通过单向阀进入阀体上腔以补充油脂压力。同时阀芯在上腔油脂压力及阀芯自重作用下与阀芯底部向上的介质推力保持平衡，可以大大减轻密封面的密封比压，降低阀门操作力矩，延长阀门使用寿命。

阀芯表面硬化处理并开有特殊油槽回路，阀体外有双密封油脂注入装置，一个是通过注入油脂对阀杆实现紧急密封，另一个是将油脂注入到阀体上腔。锥形旋塞体的小端通过平衡环与阀杆连接，阀体底部阀盖上装有调节支撑，可以调整阀芯的位置。阀门采油防火设计，有静电导出装置，过流通道按照API 6D的规定有全径、规则孔及文丘里孔。阀门材料可采用碳钢、低温钢、不锈钢及合金钢。驱动方式有电动、气动、手动等。

该种管线旋塞阀与传统衬套式旋塞阀相比具有以下特点：

一是密封可靠，使用寿命长旋塞阀靠锥面密封，密封接触面大，油膜起到润滑和密封的作用。采用注油脂密封，在旋塞的开关运动过程中能将密封油脂均匀涂在密封面上，有效润滑密封面。同时因密封油脂的填充占位及开关过程的擦拭作用，介质中所含的固体颗粒不会进入密封副内，而在全开时间可以完全防止与流动介质接触，有效保护密封副。

二是阀门力矩小，操作省力。采用倒装安装方式的旋塞椎体。在阀门开启瞬间，阀体下腔的压力与管道的介质压力平衡，推动旋塞体向上贴紧阀体内锥面，阀体上腔的高压油密封迫使塞体受到向下的推力，而使旋塞椎体的上下端受力达到平衡，旋转塞体时的例句将会减少。

三是阀体底部阀盖上装有调节支撑，可以调整阀芯的位置。在高温工况下，旋塞的热膨胀可通过其升降来吸收，避免密封副楔死。同时该装置具有将阀芯与介质摩擦可能产生的静电导出的功能。

四是阀杆放飞出设计，O型圈及石墨填料、注入密封脂三重阀杆密封设计，符合泄漏要求，可以长期可靠工作，免紧固维护，具有防火功能。这些设计与上文所述的全焊接球阀相似。
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