阀门的分类及其加工工艺

阀门的分类及其加工工艺

一、阀门的定义及分类

阀门是在流体系统中，用来控制流体的方向、压力、流量的装置是使配管和设备内的介质（液体、气体、粉末）流动或停止并能控制其流量的装置。

用于流体控制系统的阀门，从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格相当繁多，所以说法也不完全统一，有的按其用途和作用分类（截断阀类，调节阀类，止回阀类，分流阀类，安全阀类），有的按其阀体的材料分类（非金属材料阀门，金属材料阀门，金属阀体衬里阀门），不过目前国际、国内最常用的分类方法是既按原理、作用又按结构划分的方法，一般分闸阀、截止阀、节流阀、仪表阀、柱塞阀、隔膜阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、止回阀、减压阀安全阀、疏水阀、调节阀、底阀、过滤器、排污阀等。

下面就针对最常见的阀门分类中的闸阀，截止阀和球阀进行分析。

二、闸阀的工作原理及特点

（1）闸阀的工作原理：闸阀也叫闸板阀, 是一种广泛使用的阀门。闸阀是指关闭件（闸板）沿通道轴线的垂直方向移动的阀门，在管道上主要作为切断介质作用，即全开或全闭使用。一般闸阀不可作为节流用。它可以用于高温高压，并可以用于各种不同的介质。闸阀一般不用于输送泥浆、粘稠性流体的管道中。它的闭合原理是闸板密封面与阀座密封面高度光洁、平整一致, 相互贴合, 可阻止介质流过, 并依靠顶模、弹簧或闸板的模形, 来增强密封效果。它在管路中主要起切断作用。

（上图为高压闸阀）

（2）闸阀的特点：闸阀具有如下优点：①流体阻力小；②启、闭所需力矩较小；③可以使用在介质向两个方向流动的环网管路上，也就是说介质的流向不受限制；④全开时，密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小；⑤形体比较简单，制造工艺性较好；⑥.机构长度比较小。闸阀也有一些缺点，主要是：①外形尺寸和开启高度都较大，所需安装空间亦较大；②在启闭过程中，密封面间有相对摩擦，磨损较大，甚至容易引起擦伤现象；③一般闸阀都有两个密封副，给加工、研磨和维修增加了一些困难；④启、闭时间长。

（3）闸阀零部件的加工工艺：闸阀零部件的加工工艺：阀体：划线(划两侧法兰车削加工工线)—车两侧法兰至尺寸—划线（划两侧密封面车加工线）—车两侧密封线至尺寸。

阀板：车密封面至尺寸—打磨铸造表面（钳工）—车密封圈至尺寸—抛光密封面—研配密封面（钳工）—检验—钻法兰孔—镶密封圈（压合密封圈，打磨铸造表面）—车密封面至尺寸抛光—研配密封面（钳工）—检验入库。

三、截止阀的工作原理及特点

（1）工作原理：截止阀又称截门阀，属于强制密封式阀门，是使用最广泛的一种阀门之一，它之所以广受欢迎，是由于开闭过程中密封面之间摩擦力小，比较耐用，开启高度不大，制造容易，维修方便，不仅适用于中低压，而且适用于高压。截止阀的闭合原理是，依靠阀杠压力，使阀瓣密封面与阀座密封面紧密贴合，阻止介质流通。我国阀门行业曾规定，截止阀的流向，一律采用自上而下，所以安装时有方向性。

（2）截止阀的特点：截止阀具有以下优点：①结构简单，制造和维修比较方便；②工作行程小，启闭时间短；③密封性好，密封面间磨擦力小，寿命较长；截止阀的缺点如下：①流体阻力大，开启和关闭时所需力较大；②不适用于带颗粒、粘度较大、易结焦的介质；③调节性能较差。

（3）截止阀的分类：根据通道方向分为：直通式截止阀；直流式截止阀；角式截止阀；柱塞式截止阀。根据其用途分类：衬氟截止阀；国标截止阀；针型阀；低温截止阀；柱塞阀；保温夹套截止阀；锻钢截止阀；氧气专用截止阀；波纹管截止阀。下图为保温夹套直流式截止阀。

四、球阀的工作原理及特点

（1）球阀的工作原理：球阀是由旋塞阀演变而来的，它的启闭件为一个球体，利用球体饶阀杆的轴线旋转90°，实现开启和关闭阀门的目的。球阀在管路上主要是用于切断、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。

（2）球阀的特点：优点：①球阀结构简单、流体阻力小，全通径的球阀流阻力基本为零；②它有两个密封面，使用较好的塑料，密封性强，可实现完全密封、零泄露的效果。在真空系统中也已得到广泛应用；③球阀从全开到全关只需旋转90°，有操作方便、开闭迅速、方便远程控制的优点；④球阀维修简单、拆卸容易、更换方便；⑤使用范围多，口径可从小为几毫米大到到几米、压力可达32mpa以上、适合配备执行器等。缺点：加工难度大、造价昂贵，不适合高温或有杂质的流体介质中。

（3）球阀零部件的加工工艺：球体：铣左右端面至尺寸（铣床）—铣开口槽至尺寸（铣床）—车内孔至尺寸（车床）—粗车外圆（留有余量0.1mm-0.5mm）—磨外圆至尺寸—去除毛刺（钳工）—检验

阀体：铸造—正火—检验—车（普车）—配镗—钻—攻丝—装配—焊接—钳（打磨表面）—检验—上油入库。

（4）球阀的分类：浮动式球阀、固定式球阀、片式球阀、轨道球阀、V型球阀、O型球阀、切断球阀、三通球阀、四通球阀、锻钢球阀、卸灰球阀、抗硫球阀、偏心球阀、保温球阀、气动球阀、电动球阀、卡套球阀、焊接球阀。下图为锻钢球阀。

五、阀门零部件的生产工艺流程

无论是哪种阀门包括以上三种阀门，如果阀体等零部件是外购铸件或锻件，进厂之前都要进行严格的检验，通过检验合格的铸件在进入车间之前会再次进行补焊，目的是对铸件上的某一些缺陷进行修补。修补后的铸件进入车间，阀体，阀盖或密封件等铸件分别在特定的机床上进行加工。其中密封件铸件根据密封形式分为硬密封和软密封的加工，硬密封是指密封副的两侧均是金属材料或较硬的其它材料。这种密封的密封性能较差,但耐高温,抗磨损,机械性能好；软密封是指密封副的两侧一侧是金属材料,另一侧是有弹性的非金属材料。这种密封的密封性能较好,但不耐高温,易磨损,机械性较差。硬密封形式的密封件铸件，和其他铸件一样，车削加工之后直接进行钻铣刨插加工，去毛刺打磨，然后就可以清洗吹干，进行防锈处理后入库等待组装。软密封形式的密封件铸件在车削加工之后，还必须经过堆焊、精加工、钻铣刨插加工、去毛刺打磨和密封面研磨之后，才能清洗吹干防锈然后入库等待组装。软密封形式的密封件必须经过堆焊的原因是为了使密封件表面获得耐磨，耐热或耐蚀的特殊性能，增加表面硬度和耐磨性，提高寿命使用。

六、阀门的堆焊技术及堆焊层的加工

随着阀门技术的发展，越来越多的合成材料如聚丙烯、聚碳酯、尼龙等材料制造阀门，已在化工领域使用。这些新型的阀门介质复杂，特别是很多阀门是在高温、高压及高腐蚀、高磨损等环境下工作。由于这些阀门工作条件恶劣，提高密封面的使用寿命是一个至关重要的问题。目前，堆焊技术是提高密封面使用寿命的最佳办法，采用等离子弧焊的方法在工件表面进行堆焊，不仅质量稳定，而且易于机械化、自动化。

经过堆焊的阀门进行车削加工就成了问题，经过堆焊之后的阀门表面硬度一般都在HRC45 以上，采用硬质合金刀具和陶瓷刀具加工阀门，加工过程中会出现不耐磨或遇到堆焊硬质点崩刀的现象。河南超硬材料研究所（华菱超硬）研发出了一种非金属粘合剂立方氮化硼刀具BN-S20牌号，属于整体聚晶立方氮化硼刀具，是专门为高硬度堆焊材料研发的，比传统的CBN刀具增加了韧性，不仅硬度高，耐磨性和抗冲击性能优异，而且可高速切削，使用寿命长，非常适合大批量加工铁基、钴基、合金等高硬度堆焊件。

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