球閥是近幾來(lái)發(fā)展最快的閥門(mén)品種之一。特別是在美、德、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，球閥在向大口徑、高密封性、長(zhǎng)壽命、優(yōu)良的調(diào)節(jié)性能以及一閥多功能方向發(fā)展，其可靠性及其他性能指標(biāo)均達(dá)到較高水平，并已取代部分閘閥、截止閥、節(jié)流閥。
目前大口徑球閥技術(shù)水平最高的是美國(guó)，該國(guó)的EscherWyss公司產(chǎn)品最大公稱通徑已達(dá)3050mm，設(shè)計(jì)壓力達(dá)4.8MPa。雖然我國(guó)生產(chǎn)球閥的廠家很多，但是通徑達(dá)20”以上的球閥生產(chǎn)廠家卻很少，而且密封件性能都不太理想。四川自貢的大口徑球閥技術(shù)與美國(guó)共同研發(fā)，還未形成自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，國(guó)內(nèi)在海底輸油管線工程上用的大口徑閥門(mén)還依賴進(jìn)口。因此，筆者就強(qiáng)密封、小力矩、高安全大口徑球閥的開(kāi)發(fā)問(wèn)題進(jìn)行了探討。
1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)
在以環(huán)保、電子等高科技領(lǐng)域發(fā)展及世界可持續(xù)發(fā)展為主的大背景下，為球閥行業(yè)帶來(lái)了技術(shù)的飛速變革和發(fā)展。在設(shè)計(jì)中，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)（如CAD）有效提高了設(shè)計(jì)本身的速度；在生產(chǎn)制造中，以數(shù)控技術(shù)CAM為代表的制造技術(shù)業(yè)已深入球閥生產(chǎn)；在開(kāi)發(fā)中，把有限元法作為控制閥的靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析的重要手段。國(guó)內(nèi)外在結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)領(lǐng)域的研究十分活躍，特別是美國(guó)、西歐等一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，十分重視關(guān)于結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)問(wèn)題的研究，并將其列為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展方向之一。在我國(guó)，有限元分析方法已普遍應(yīng)用于球閥閥體的結(jié)構(gòu)分析，研究方向也由單純靜力分析向參數(shù)化建模、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和動(dòng)態(tài)特性等擴(kuò)展，而且將有限元分析計(jì)算與試驗(yàn)研究相結(jié)合，呈現(xiàn)多樣化的局面。在大口徑球閥方面，主要沿著以下幾個(gè)方面發(fā)展，一是密封面材料，耐高溫、耐磨、耐腐蝕的低摩擦系數(shù)的金屬或非金屬密封材料將會(huì)不斷被研制出來(lái)；二是新型結(jié)構(gòu)球閥將會(huì)不斷涌現(xiàn)，其目的主要在于提高壽命、密封可靠性和改善加工工藝；三是長(zhǎng)輸管線用球閥會(huì)在遙控、自控、工作可靠性、壽命諸方面得到提高。
目前，美國(guó)的EscherWyss公司為田納西州的一個(gè)泵站所提供的4臺(tái)球閥，用作透平機(jī)出口的切斷閥，其球閥最大公稱通徑已達(dá)3050mm，設(shè)計(jì)壓力為4.8MPa。在我國(guó)，徑達(dá)20"以上的球閥生產(chǎn)廠家不多，而且在密封件性能方面都不太理想。西川自貢高壓閥門(mén)有限公司所產(chǎn)的40"-6002b球閥雖達(dá)到大口徑要求，但其生產(chǎn)是和美國(guó)GE新比隆公司合作，沒(méi)有自己的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。目前，國(guó)內(nèi)在大型工程上用的大口徑球閥還依賴進(jìn)口。因此，在我國(guó)，急需設(shè)計(jì)出強(qiáng)密封、小力矩、高安全的大口徑球閥。