一
、球阀结构
球阀是由旋塞阀演变而来的
，它的启闭件作为一个球体
，利用球体绕阀杆的轴线旋转 90 度实现开启和关闭的目的
。
二
、球阀作用
球阀在管道上主要用于切断
、分配和改变介质流动方向
，设计成 V 形开口的球阀还具有良好的流量调节功能
。
球阀不仅结构简单
、密封性能好
，而且在一定的公称通经范围内体积较小
、重量轻、材料耗用少
、安装尺寸小
，并且驱动力矩小
，操作简便
、易实现快速启闭
，是近十几年来发展最快的阀门品种之一
。特别是在美
、日
、德
、法
、意
、西
、英等工业发达国家
，球阀的使用非常广泛
，使用品种和数量仍在继续扩大
，并向高温
、高压
、大口经
、高密封性
、长寿命
、优良的调节性能以及一阀多功能方向发展
，其可靠性及其他性能指标均达到较高水平
，并已部分取代闸阀
、截止阀
、调节阀
。
随着球阀的技术进步，在可以预见的短时见内
，特别是在石油天然气管线上
、炼油裂解装置上以及核工业上将有更广泛的应用
。此外
，在其他工业中的大中型口径
、中低压力领域
，球阀也将会成为主导的阀门类型之一
。
三
、球阀良好的性能
1. 具有最低的流阻（实际上为零）
。
2. 因在工作时不会卡住（在无润滑剂时）
，故能可靠地应用与腐蚀性介质和低沸点液体中
。
3. 在较大地压力和温度范围内
，能实现完全密封
。
4. 可实现快速启闭
，某些结构的启闭时间仅为 0.05~0.1s
，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
。
5. 球型关闭件能在位置上自动定位
。
6. 工作介质在双面上密封可靠
。
7. 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引起密封面的侵蚀
。
8. 结构紧凑
、重量轻
，可以认为它时用于低温介质系统的最合理的阀门结构
。
9. 阀体对称
，尤其时焊接阀体结构
，能很好地承受来自管道的应力
。
10. 关闭件能承受关闭时的高压差
。
11.埋地式 全焊接阀体的球阀
，可以直埋于地下
，使阀门内件不受侵蚀
，最高使用寿命可达 15年
，是石油
、天然气管线最理想的阀门
。
由于球阀有上述优点
，所以适用范围很广
，球阀可适用于
：
1. 公称通经从 10mm 到 1200mm
。
2. 公称压力从真空到 42MPa。
3. 工作温度从 -204℃~1000℃
。
四
、球阀密封性
球阀最主要的阀座密封圈材料就是聚四氟乙烯（PTFE）
，它对几乎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
、温度适用范围广和密封性能优良的综合性特点
。但聚四氟乙烯的物理特性
，包括较高的膨胀系数
，对冷流的敏感性和不良的热传导性
，要求阀座密封的设计必须围绕这些特性进行
。阀座密封的塑性材料也包括填充聚四氟乙烯
、尼龙和其他许多材料
。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
，像丁青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药受到限制
。另外
，如果介质不润滑
，使用合成橡胶容易卡住球体
。
为了满足高温
、高压
、强冲蚀
、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
。尤其在工业发达的国家
，如美国
、意大利
、德国
、西班牙
、荷兰等
，对球阀的结构不断改进
，出现全焊接阀体直埋式球阀
、升降式球阀
、使球阀在长输管线
、炼油装置等工业领域的应用越来越广泛
，出现了大口径（3050mm）
、高压力（70MPa）
、宽温度范围（-196~815℃）的球阀
，从而使球阀的技术达到一个全新的水平
。
五
、球阀设计与制造
由于计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）以及柔性制造系统（FMS）在阀门行业的应用
，使球阀的设计和制造达到一个全新的水平
。不但全面革新了阀门的设计计算方式
，减轻了专业技术人员繁重的重复性常规设计工作
，使技术人员有更多的精力用于改进
、提高产品性能和新产品开发
，缩短新产品的研究开发周期
、全面提高劳动生产率
，而且在升降杆式金属密封球阀的研制开发过程中
，由于 CAD/CAM 的应用
，出现了由计算机辅助设计
、由计算机辅助数控机床加工制造的阀杆螺旋扁
，使金属密封球阀在启闭过程中无任何擦伤和磨损
，从而使球阀的密封性和使用寿命大大提高
。球阀在完全开启时
，流阻很小
，几乎等于零
，因此等径球阀广泛应用于石油天然气管线中
，因为容易清扫管线
。由于球阀的球体在启闭过程中带有擦拭性
，故大多数球阀可用于带悬浮固体颗粒的介质中
，依据密封圈的材料也可用于粉状和颗粒状的介质
。
六
、球阀适用场合
由于球阀通常用橡胶
、尼龙和聚四氟乙烯作为阀座密封圈材料
，因此它的使用温度受到阀座密封圈材料的限制
。球阀的截止作用是靠金属球体在介质的作用下
，于塑料阀座之间相互压紧来完成的（浮动球球阀）
。阀座密封圈在一定的接触压力作用下
，局部地区发生弹塑变形
。这一变形可以补偿球体的制造精度和表面粗糙度
，保证球阀的密封性能
。
又由于球阀的阀座密封圈通常采用塑料制成
，故在选择球阀的结构和性能上
，要考虑球阀的耐火和防火
，特别是在石油
、化工
、冶金等部门
，在易燃
、易爆介质的设备和管路系统中使用球阀
，更应注意耐火和防火
。
通常
，在双位调节
、密封性能严格
、泥浆
、磨损
、缩口通道
、启闭动作迅速（1/4 转启闭）
、高压截止（压差大）
、低噪声
、有气穴和气化现象
、向大气少量渗漏
，操作力矩小
、流体阻力小的管路系统中
，推荐使用球阀
。
球阀也适用于轻型结构
、低压截止（压差小）
、腐蚀性介质的管路系统中
。
在低温（深冷）装置和管路系统中也可选用球阀
。
在冶金行业的氧气管路系统中
，需使用经过严格脱脂处理的球阀
。
在输油管线和输气管线中的主管线需埋设在地下时
，需使用全通径焊接式球阀
。
在要求具有调节性能时
，需选用带Ｖ形开口的专用结构的球阀
。
在石油
、石油化工
、化工
、电力
、城市建设中
，工作温度在 200℃ 以上的管路系统可选用金属对金属密封的球阀
。
七
、球阀适用原则
1. 石油
、天然气的输送主管线
、需要清扫管线的
，又需埋设在地下的，选用全通经
、全焊接结构的球阀
；埋设在地上的
，选择全通经焊接连接或法兰连接的球阀
；支管
，选用法兰连接
、焊接连接
，全通经或缩径的球阀
。
2. 成品油的输送管线和贮存设备
，选用法兰连接的球阀
。
3. 城市煤气和天然气的管路上
，选用法兰连接和内螺纹连接的浮动球阀
。
4. 冶金系统中的氧气管路系统中
，宜选用经过严格脱脂处理
，法兰连接的固定球球阀
。
5. 低温介质的管路系统和装置上
，宜选用加上阀盖的低温球阀。
6. 炼油装置的催化裂化装置的管路系统上
，可选用升降杆式球阀
。
7. 化工系统的酸碱等腐蚀性介质的装置和管路系统中
，宜选用奥氏体不锈钢制造的
、聚四氟乙烯为阀座密封圈的全不锈钢球阀
。
8. 冶金系统
、电力系统
、石化装置
、城市供热系统中的高温介质的管路系统或装置上
，可选用金属对金属硬密封球阀
。
9. 需要进行流量调节
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