氢气管线全焊接球阀的制作方法

本申请涉及氢气管线，尤其涉及一种氢气管线全焊接球阀。

背景技术：

1、氢气作为一种清洁、高效的能源载体，在全球能源结构转型中占据日益重要的地位。在氢气长距离管道输送的应用场景下，管线阀门作为控制介质流动的关键设备，其密封性、安全性与长期运行的可靠性直接关系到整个输送系统的稳定性；在全焊接球阀的结构设计中，阀体常采用三体式承插焊结构，具体的：侧阀体朝向中阀体的对接端部加工有定位台阶，侧阀体带有定位台阶的一端插入中阀体的腔体中，且中阀体的内侧壁抵靠在定位台阶的端面上，以实现中阀体与侧阀体之间的轴向限位与径向对中；继而在中阀体与侧阀体外侧的接缝处施焊，使焊缝金属熔合于侧阀体与中阀体的对接区域，定位台阶与焊缝共同构成承插式焊接结构，从而实现阀体整体的固定连接与密封。

2、然而，由于定位台阶根部与中阀体插入段外壁交汇处构成承插间隙的内侧终止端（即焊缝根部区域），焊接过程中的高温热循环及随后的冷却收缩受到该定位台阶的机械拘束，从而导致焊接残余应力集中堆积于焊缝根部处；在长期使用过程中，该应力集中处容易导致焊缝根部产生裂纹，从而引发焊缝开裂，造成氢气泄漏。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提出了一种氢气管线全焊接球阀，包括：阀体本体、启闭球、阀杆、阀座；

2、阀体本体包括：中阀体以及相对设置在中阀体两侧的侧阀体；

3、启闭球可转动地设置于中阀体内，阀杆的一端与启闭球连接，阀杆的另一端伸出中阀体外部，阀杆适用于驱动启闭球转动以控制阀体本体的通断；

4、阀座环设在侧阀体的腔体内，适用于在启闭球关闭时，阀座与启闭球相抵接；

5、侧阀体朝向中阀体的一端设有定位台阶，侧阀体的定位台阶插入中阀体的腔体中，且中阀体的内侧壁抵接于定位台阶的端面上，以使侧阀体与中阀体之间的轴向限位与径向对中；

6、侧阀体与中阀体的外侧接缝处开设有对接焊坡口，对接焊坡口位于定位台阶的轴向外侧，侧阀体通过对接焊坡口处的对接焊缝与中阀体形成全焊透连接；

7、其中，对接焊坡口与定位台阶之间设有预留间隔，以使对接焊缝的根部与定位台阶互相分离。

8、在一种可能实现的方式中，还包括：定位组件；

9、定位组件沿中阀体的径向相对设置，启闭球可转动地设置在两个定位组件之间，定位组件适用于支撑并定位启闭球。

10、在一种可能实现的方式中，定位组件包括：支撑板、定位销；

11、支撑板两侧设有定位销，侧阀体开设有定位孔；

12、支撑板设置在中阀体的腔体内，且支撑板两侧的定位销分别插入对应侧的侧阀体的定位孔中，以将支撑板固定在中阀体的腔体内。

13、在一种可能实现的方式中，阀座包括：第一阀座、第二阀座；

14、侧阀体内壁绕周向开设有阶梯状的安装位；

15、第一阀座和第二阀座均安装在安装位内；且第一阀座位于第二阀座的径向内侧；

16、第一阀座朝向启闭球的一侧设有第一密封圈，第二阀座朝向启闭球的一侧设有第二密封圈；第一密封圈和第二密封圈分别用于与启闭球的外壁抵接密封。

17、在一种可能实现的方式中，还包括固定环；

18、固定环设置在第一阀座上，且位于第一阀座与第二阀座之间。

19、在一种可能实现的方式中，还包括第一弹簧、第二弹簧；

20、侧阀体上开设有第一环形槽，第一弹簧设置在第一环形槽内，且第一弹簧与第一阀座背离启闭球的一端相抵接；

21、侧阀体上开设有第二环形槽，第二弹簧设置在第二环形槽内，且第二弹簧与第二阀座背离启闭球的一端相抵接。

22、在一种可能实现的方式中，还包括：第一o形圈、第二o形圈；

23、第一o形圈安装在第一阀座的外圈上，且第一o形密封圈位于第一阀座与安装位之间；

24、第二o形圈安装在第二阀座的外圈上，第二o形密封圈位于第二阀座与安装位之间。

25、在一种可能实现的方式中，还包括：防火圈；

26、防火圈套设于第二阀座的外圈上，且与第二o形密封圈相邻设置。

27、在一种可能实现的方式中，阀体本体的主体呈纺锤形结构。

28、在一种可能实现的方式中，还包括填料箱；

29、填料箱固定设置在中阀体上，阀杆自中阀体伸出后穿过填料箱设置。

30、本申请的有益效果

31、装配作业时，先将侧阀体对接至中阀体两侧，利用定位台阶实现侧阀体与中阀体之间的轴向限位与径向对中；随后在侧阀体与中阀体外侧接缝处的对接焊坡口实施焊接操作，形成全焊透对接焊缝；焊接冷却过程中，由于对接焊坡口与定位台阶在轴向上相互分离，定位台阶仅承担装配时的轴向限位与径向对中功能，且预留间隔的设计切断了应力向定位台阶传递的路径，全焊透对接焊缝的收缩发生在对接端面的熔合区域，焊缝收缩所产生的应力在焊缝截面内即可朝向自由表面充分释放，从而避免了焊接残余应力集中在定位台阶与对接焊缝根部的连接区域。

32、本申请通过在对接焊坡口与定位台阶之间设置预留间隔，将定位台阶与对接焊坡口在空间上相互分离，使侧阀体与中阀体的定位功能和焊接功能相互独立；该结构使得定位台阶仅承担装配阶段的轴向限位与径向对中功能，定位台阶不参与侧阀体与中阀体之间的焊接连接，由此消除定位台阶对焊缝收缩变形产生的机械拘束，焊接残余应力可沿对接焊坡口自由表面及焊缝截面均匀释放，从而有效抑制因应力集中造成的对接焊缝根部裂纹；同时，全焊透对接焊缝结构保证侧阀体与中阀体对接焊缝的承压能力，满足高压氢气工况的强度要求；并且定位台阶在焊接过程中持续对侧阀体起到定位约束作用，防止焊接后侧阀体与中阀体发生位置偏移，保证焊接前后侧阀体与中阀体的相对位置保持一致，确保了全焊接球阀在高压氢气工况下长期运行的可靠性与安全性。

33、根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本申请的其它特征及方面将变得清楚。

1.一种氢气管线全焊接球阀，其特征在于，包括：阀体本体、启闭球、阀杆、阀座；

2.根据权利要求1所述的氢气管线全焊接球阀，其特征在于，还包括：定位组件；

3.根据权利要求2所述的氢气管线全焊接球阀，其特征在于，所述定位组件包括：支撑板、定位销；

4.根据权利要求1所述的氢气管线全焊接球阀，其特征在于，所述阀座包括：第一阀座、第二阀座；

5.根据权利要求4所述的氢气管线全焊接球阀，其特征在于，还包括固定环；

6.根据权利要求4所述的氢气管线全焊接球阀，其特征在于，还包括第一弹簧、第二弹簧；

7.根据权利要求6所述的氢气管线全焊接球阀，其特征在于，还包括：第一o形圈、第二o形圈；

8.根据权利要求7所述的氢气管线全焊接球阀，其特征在于，还包括：防火圈；

9.根据权利要求1所述的氢气管线全焊接球阀，其特征在于，所述阀体本体的主体呈纺锤形结构。

10.根据权利要求1所述的氢气管线全焊接球阀，其特征在于，还包括填料箱；