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在人们的印象中，球阀好像只是广泛应用于水系统，之前在蒸汽系统应用的一些失败案例更是使这种想法根深蒂固。 但实际上，球阀在整个的工业和民用系统中应用非常广泛，上至高温高压系统（例如直径1m的球阀，应用温度为700℃）下至低压系统（例如低压常温水系统）都可以看到球阀的应用。 在美洲一些国家，绝大多数用户在蒸汽系统上使用球阀用作隔离和切断作用，很少使用截止阀，而在中国却是相反的现象。因此，阀门的使用很大程度上是和人们的使用习惯相关。 按照球阀的应用场合不同，我们可以大致将其分为三大类： 高参数应用场合，包含一些高温高压、低温或大口径的球阀，如温度超过500℃，或者温度低于零下101℃的低温阀，主要用于电厂，石化等高参数场合,这部分阀门在整个球阀市场内所占比例最少，约5-10％。 中参数应用场合，大部分的工业应用都属于此类，例如蒸汽，天然气，热油，液态烃，高压气体，食用油等等。与之前的高参数相比，这些应用场合温度一般不超过350℃,压力不超过到40MPa。大部分的工业流体都在此范围内，因此在工业场合中，中参数球阀得到广泛的应用，大概占到整个球阀市场的20-30％ 低参数应用场合，绝大多数的球阀都应用于类似水系统，空调系统，低压压缩空气等低温低压的场合，一般压力不超过0.7Mpa，温度不超过150℃。这部分球阀的用量非常之大，约占到球阀总量的50％-60％。 球阀之所以有如此大的应用领域的区别，除了阀体的选材和设计之外，密封面的种类也起到了非常关键的作用。大部分球阀采用软阀座密封面，例如纯PTFE（聚四氟乙烯），加强型聚四氟乙烯，PEEK，ACETAL，UHMWPE等，用于调节控制时还可以选择不锈钢金属阀座。 纯PTFE使用较为常见，PTFE 最早于 20 世纪 30 年代由杜邦科学家 Roy Plunkett 博士发现，并在第二次世界大战期间率先用于最高机密的曼哈顿（原子弹研究）计划。DuPont(r)于20世纪40年代末期将PTFE冠以Teflon(r)商标使其商品化。后来，PTFE投入了商业应用。 纯PTFE的独特性能使其成为许多先进应用的首选聚合物。在所有聚合物中，它具有最低的摩擦系数和极其宽广的工作温度范围，已经被用于包括高级医疗设备和高温工业设备在内的各种产品的设计。PTFE 具有独一无二的耐化学性和极佳的化学惰性，从而成为大部分球阀的首选密封材料。 PTFE具有以下特点：非常光滑，在所有聚合物中摩擦系数最低；工作温度最高可达230℃；耐化学性（所有常见溶剂、酸类和碱类物质）；阻燃性等特点。 大多数低参数球阀都使用PTFE作为其阀座和阀杆的密封材料，一般而言，由于PTFE的最高耐温为230℃左右，在高温高压下材料的强度会下降，因此使用纯PTFE的球阀在饱和蒸汽应用时，推荐的最高使用压力为0.7-0.8Mpag，最高不超过1Mpag。由于其具有良好的耐化学性，因此，PTFE密封还可以用于洁净蒸汽系统，主要的型号有M10V, M31V和M70V等。 PDR0.8是杜邦公司专门蒸汽设计的一种碳和石墨加强型PTFE材料，该材料与纯PTFE相比，耐化学性基本相同，但材料强度大大提高，能够承受的最高温度也可以达到250℃，主要用于蒸汽和其他大部分工业流体。当用于饱和蒸汽时，推荐的最高使用压力为1.75Mpag (208℃)，另外还可以用于天然气、石油、油脂、烃类等。。 PEEK是另外一种很有特色的密封材料。1977年ICI公司成功合成PEEK，1978年在市场上销售，1982年以Victrex牌号销售至今。 PEEK材料具有以下特性：耐高温与热湿性能 —PEEK是市场上热稳定性最强的热塑性塑料。PEEK碳纤复合材料在低应力应用中能够耐受高达260°C (500°F) 的连续工作温度；而用于航天结构应用时，则可以耐受120°C (248°F) 湿气。 PEEK优异的机械性能：是所有的树脂中韧性和刚性结合最完美的材料，其强度和耐疲劳性甚至优于一些金属和合金材料。 PEEK热稳定性与较低的热膨胀系数 —PEEK碳纤复合材料能够耐受热冲击，其热膨胀系数比钢材低，可以替代钢材产品。 PEEK阻燃性和低发烟性：不需要添加其他的阻燃成分即具有阻燃的特性，1.45mm厚度的试样即可以达到UL-94 V0的标准,而且发烟量明显低于其他品种的树脂。 PEEK耐化学药品性：除了高浓度浓硫酸等强氧化性酸的侵蚀，具有近似于PTFE树脂的耐化学品性，具有优异的耐酸、碱、氧化剂、烃、盐、蒸汽、油与液体等性能，而且在各种化学试剂中能够完整地保留其机械性能，是极为优异的抗腐蚀材料。 PEEK自润滑性和耐磨性：PEEK树脂本身即具有优异的自润滑性和耐磨性，填充后的树脂摩擦系数可以低到0.15,而且磨耗量极低，是优异的轴承用材料。 PEEK耐水解性：在高温蒸汽和热水中长期浸泡仍能够保持良好的机械性能，是所有树脂中抗水解性能最好的品种。 PEEK尺寸稳定性：具有极低的吸水率和线性热膨胀系数，其制品在各种应用环境下有优异的尺寸稳定性。 PEEK高纯度、低挥发性和无毒性：PEEK树脂本身没有毒性，其分子结构非常稳定，不容易产生挥发物，提纯处理后的高纯度的树脂是优良的生化医疗材料。 由于PEEK具有非常广泛而独特的性能，因此它也广泛的用于球阀密封材料，主要用于一些高参数的场合，例如用于饱和蒸汽时，压力可达3.4Mpag(240°C). Acetal（乙缩醛）是一种工程塑料，在国内又成为塑钢。Acetal具有高机械强度、较佳的耐热性(80°C)、较高的冲击强度，耐磨性佳等性能，对部分弱酸具有耐受性，一般有机溶剂均可耐用，常用作螺丝、轴承、滚筒等。当用于球阀密封材料时，球阀在常温下，其最高使用压力可达3.5Mpag，主要用于一些高压气体上。 UHMWPE是超高分子量聚乙烯英文名ultra-high molecular weight polyethylene(简称UHMWPE)，是分子量100万-400万的聚乙烯。 UHMWPE特点为：极好的耐磨性，良好的耐低温冲击性、自润滑性、无毒、耐水、耐化学药品性，耐热性优于一般PE，缺点是耐热性（热变形温度）低、加工成型性差，外表面硬度，刚性，耐蠕变性不如一般工程塑料，膨胀系数偏大。 UHMWPE流动性差，熔融状态下粘度极高，是呈橡胶状的高粘弹性体，早期仅能用压制和烧结方法成型，目前也可用挤出、注塑和吹塑方法加工。 UHMWPE可以代替碳钢、不锈钢、青铜等材料用于纺织、造纸、食品机械、运输、医疗、煤矿、化工等部门 。如纺织工业上技梭器、打梭棒、齿轮、联结 、扫花杆、缓冲块、偏心块、杆轴套、摆动后果等耐冲击磨损零件。造纸工业上做箱盖板、刮水板、压密部件、接头、传动机械的密封轴杆、偏导轮、刮刀、过滤器等；运输工业上做粉状材料的料斗、料仓、滑槽的衬里。UHMWPE可做各种机械的零部件，包括食品机械的齿轮、蜗轮、蜗杆、轴承。化工中做泵、阀门等。 由于UHMWPE不含特氟龙材料，因此使用该材料的球阀可用户烟草行业，但需要注意的是，该种类的球阀由于耐温低（70°C），因此不能用于蒸汽系统。
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发表于 2023-3-17 13:31:18
