《1.浅谈球阀》由会员分享，可在线阅读，更多相关《1.浅谈球阀（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、淺談RFCC球閥(Ball valve)之設計一 介紹球閥(Ball valve)是利用球體繞閥桿的軸線旋轉90deg來實現開啟和關閉的目的。球閥它具有旋轉90度的動作，旋塞體為球體，有圓形通孔或通道通過其軸線。球閥最適宜做開關、切斷閥使用，但近來的發展已將球閥設計成使它具有節流和控制流量之用，如V型球閥。球閥的主要特點是本身結構緊湊，密封可靠，結構簡單，維修方便，密封面與球面常在閉合狀態，不易被介質沖蝕，易於操作和維修，適用於水、溶劑、酸和天然氣等一般工作介質，而且還適用於工作條件惡劣的介質。二 球閥大至上的分類2.1 球閥的構造 主要基本的構造為Body跟Trim, 而Trim主要含Bal
2、l、Stem、Seat, 不同的廠家會有不同的設計, 但這幾個部份因為會跟流體接觸, 所以其材質也是我們所要注意的部份。2.2浮動球球閥(Floating)與固定球球閥(Trunnion)浮動球球閥:即球被閥座(seat)於以固定, 其密封乃利用上游管線壓力推球塞壓住閥座而產生, 應用在低壓和小尺寸閥(figure 1)。固定球球閥:此設計是延著同軸向將連結在球塞之空樞併入於閥桿接點之另一端(figure 2)。 Figure 1 浮動球球閥(Floating) Figure 2 固定球球閥(Trunnion)(來自http:/ 球閥的球塞開孔 (a)全孔式(full port):球塞之口徑等
3、於管線內徑, 壓力降最小減低固態物的沈積. (b)漸縮式(Venturi port):球塞之口徑比管線內徑小一號, 較全孔式便宜 (c)縮小口(Reduced port:球塞之口徑比管徑小二號以上 Figure 3全孔式(full port) Figure 4漸縮式(Venturi port) Figure 5縮小口(Reduced port)2.4 閥體之結構(a) One piece design(Side entry or Top entry, figure 6)(b) Two piece design(split body, figure 7)(c) Three piece desig
4、n(figure 8)(d) Fully weldedFigure 6 One piece design (Top entry)(圖片來自orbit catalog) Figure 7 Two piece design (split body) Figure 8 Three piece design(圖片來自WKM catalog) (圖片來自WKM catalog)3 球閥的防火 3.1 Fire safe : 當火災發生時, 允許最一後一次關斷。現今有相關在檢驗閥的防火驗證有API607, ISO10497, API6FA等等，驗證完後都會有certificate，其測試的方式有些差異，大
5、至上來說, API607 5th 等同於ISO10497, 而API6FA是比較嚴格的檢驗, 主要是在做API6D 及API6A的閥。不論那一種驗證, 其主要是在測1. 火燒其間及火燒後，內部洩漏量最小2. 火燒其間及火燒後，外部洩漏量最小3. 火燒後的可操做性我們知道內外洩漏之重要性,而可操性檢測是要防止閥在火燒期間變型, 會造成不可知的災害, 因此, 燃燒後仍能正常工作的閥門，自然就具有抗變形的能力，有抗損性。 3.1.1 Soft seat 防火設計 由於Soft seat於火災發生時, 都會因為高溫而融化,所以對此,每家閥廠都會有不同的設計方式。據我所查到的資料有2種。 一是由一個金屬
6、閥座夾著一個Soft seat，當火災發生時, Soft seat會因高溫而融化, 這時會因為上游的壓力將球塞往金屬閥座(or body)推而變成Metal to metal的狀態, 來防止洩漏(用在floating ball valve)。 另一種還是一樣由一個金屬閥座夾著一個Soft seat, 但在金屬閥座後面還加裝彈簧, 當火災發生時, Soft seat會因高溫而融化, 這時彈簧會將金屬閥座彈出與球塞接觸來防止洩漏(用在Trunnion ball valve)。3.1.2 Metal Seat 防火設計由於使用Metal Seat, 使得球塞直接形成metal-to-metal的狀態
7、, 因為Metal Seat本身不會融化, 所以有些廠家聲稱是Metal Seat是本質防火；但不論是不是本質防火, 金屬材質雖不會融化, 但也不能確保在火災時不會洩漏，經由台灣金屬中心詢問後, 使用Metal Seat的閥還是需要做防火認證測試, 以確保閥的防火功能；API607的Title是針對soft seat的閥類，如廠商因此理由而不肯提供，尚可要求ISO10497或API6FA。4. 審球閥之注意事項4.1 球閥基本注意事項 對於球閥的大小材質及特性，都來自於P&ID以及中鼎方法部份所提供的process data，而材質方面，會因為製造方式不同而有所不同(煅造或是鑄造)，此點要注意
8、，所以基本的要注意如下：a. Size及Rating的大小b. 開孔的大小(RCFF都為full port)c. 材質是否附合我方之規範d. Packing 的材質(RFCC都為Graphite溫高溫材質)e. Leakage是否附合(RFCC都為ANSI Class V)f. Bonnet的設計(standard或extension，extension都常應用在高溫時，保護packing的設計，但有些廠商的valve本身standard 就可以耐的住高溫，這就需要廠商確認保證來澄清)。g. Failure mode：此為很重要一項item，它的意思是表示當現場有緊急狀況時，閥所要做動的方向，
9、如果方向搞錯，就會造成現場很大的災害。h. 是否有其他配件，如handwheel，air set，firebox等等。i. 是否有其他的特殊設計及檢驗，如flush oil connect、NACE、NDE(非破壞性檢測)、PWHT(焊後後處理)。4.2 球閥配件a. Actuator：是Double acting或Spring return，因為如果是Double acting就還得需要air tank的設計，關於air tank又要考慮第二種壓力容器的檢驗，需注意。b. Solenoid valve(SOV)：此為電磁閥，需要注意電壓值及頻率是否符合我方之規定，在RFCC中是 VAC 11
10、0 10% / 60Hz。並且需要Class H insulation material，及符合我方防爆規範(Div2 class1, Gr B, C, D, T3)。c. Limit Switch：需要2個DPDT(Dual Pole Dual Throw，OPEN and CLOSE)，但我們可以接受4個SPDT。並符合符合我方防爆規範。4.3 Certificate 球閥的構造簡單，但要求的卻是很嚴格，這是因為球閥雖然只有開與關2種作動，但卻是對工廠非常重要的閥類。其應用通常是在關斷某個process的流體，如果一有疏失，所造成之影響是不可估計的。而球閥不論在設計上，防火上都有美國石油協
11、會(API)所制定之規範，並且都會發其認証之文件，因此，我們必需要求廠商提供原廠對於球閥的相關認証，才能確保球閥之設計以及安全性。4.3.1 關於球閥之設計 關於球閥之設計，API有制定API6D來詳細說明球閥的設計、標示、防火及檢驗之事項。4.3.2 關於球閥之防火安全 關於球閥之設計，API有制定API6FA以及API607來詳細說明球閥的設計、標示、防火及檢驗之事項。API 6FA 主要是針對API 6D 及API 6A，而API 607 主要是針對1/4 轉度的軟質閥座之閥類(Fire Test for Soft-seated Quarter-turn Valves)(如球閥或是Butterfly)；而ISO系列有ISO10497 來規定閥類的防火測試。而在2005年時，API 607 5th直接引用ISO10497(2004)，所以API 607 5th等同於ISO10497(2004)，而其相閥標準之變遷過程如下：
