全焊接球阀结构设计和密封性能分析开题报告-1.18
毕业设计（论文）
开题报告
题目 全焊接球阀结构设计和密封性能分析
一、选题的背景与意义：
全焊接球阀是一种优良的调节阀,广泛应用于石油天然气开采等行业中.为了研究不
同开度下球阀的流场特性,采用数值模拟的方法,对全焊接球阀的内部流场进行了仿真,
结果表明球阀在工作过程中会出现进口段压力较大的现象,阀芯内部则会出现涡流现象.
同时对比了不同的开度下全焊接球阀的流量特性、阻力特性的变化规律.结果表明全焊
接球阀的流量系数随开度的增大而增大,阻力系数随着开度的增大而减小.此研究为全焊
接球阀的应用与设计优化提供了理论依据. 随着工业的发展，各行各业对劳动力的需求
大大增加。在生产部门，成本在急速上升。在确保产品可靠性的前提下，以低价生产产
品。唯一的方法是削减生产成本，提高生产效率。手动操作的速度受到限制。不管哪个
站，我们都不能排除机器可以操作的所有种类的产品。全焊接球阀技术不断提高光电子
学、全焊接球阀控制系统、传统制造业和其他产业的技术水平和市场竞争力。它将整合、
光电、计算机和信息技术，不断创新，形成新的产业经济增长点，不断提供新的全焊接
球阀内部管理和战略理念。
近年来，随着经济的发展，科技的进步以及劳动成本的提高，全焊接球阀这个技
术也随着普及。全焊接球阀具有强度高、质量轻、结构紧凑、开关迅速、流阻小、操作力矩
低和密封可靠等优点，广泛应用于石油和天然气长输管线、城市埋地管网及大型石油化
工装置上，成为实现集输、分流和调节流量，以及为实现站内循环、设备联通、倒灌、越
站和清管器收发等作业所使用的首选管线阀门。在以前，我国的制造业虽然蓬勃发展，
但这主要依靠的是大量的廉价劳动力。然而时移境迁，随着人们生活水平的提高以及物
价上涨，为适应社会的节奏，跟随时代的潮流，劳动力变得不再廉价，越来越多的企
业出现了一工难求的现象。为了满足生产的需要以及降低劳动力成本，从而获得更大的
利润，越来越多的企业家将目光投向了全焊接球阀设备。全焊接球阀设备从标准化的角
度可以分为标准全焊接球阀设备和非标全焊接球阀设备。其中，标准化设备制作简单，
成本较低，但由于其灵活性不足，难以满足广大的生产需求。于是，非标全焊接球阀设
备由于它量身定制带来的灵活性、操作方便以及功能多样化在工业制造业中崭露头角。
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二、国内外研究现状：
长输管线是指能够实现远距离传输物质的工程管道。1914 年，第一条输油管道在
美国建成，仅有9km 长的管道宣告了管道工业的发展，长输管线的发展离不开城市燃
气、石油运输、天然气、供暖供热等长距离运输行业的发展，由于运输便捷、廉价且安
全，近百年来长输管道得到了快速的发展和广泛的应用。管线阀门是管道系统中的专用
阀门，因其工作环境恶劣，大部分埋在地下、海里，承受的外载荷复杂，维修起来难度
较大。对于阀门的选用有较高的要求，球阀的使用率占总管线阀门 70%左右，是被使用
的最多的管线阀门。这其中全焊接球阀又是占比最多的球阀种类，相对于其他种类的球
阀，全焊接球阀具有显著优点如下：
(1) 整个阀体锻造成型，阀体强度高；
(2) 相对于铸造球阀，相同规格的锻件阀体壁厚更薄；另外阀体和封头两端是通过
焊接而没有通过法兰连接，使球阀结构更加紧凑，同时减少了螺栓和法兰结构，减轻
了球阀整体重量；
(3) 球阀整体采用焊接连接，阀腔不需要法兰，能有效避免工作时发生介质外漏；
(4) 全焊接球阀球体与阀体的阀座密封圈结构能有效防止球阀泄漏，延长阀门的使
用寿命。
(5) 全焊接球阀可以埋在地下，且阀体内部通道平整，便于安装防火防静电结构。
基于此，全焊接球阀可以满足恶劣的使用环境，且使用寿命长，逐渐成为长输管
线保证运输安全的主要使用阀门。经过多年研究方法的进步和技术发展，目前常用的全
焊接球阀根据阀体结构的不同可分为两种。
美国的 Cameron 公司所生产的球状阀体球阀，阀体将球芯紧紧包裹住，使整体结
构更为紧凑，取代了传统长输管线中使用的闸阀，并且还具有强度高、重量轻等优点，
但是这种球阀阀体在焊接过程中会出现交叉焊缝，可能会出现应力集中的情况，对于
焊接工艺有较高的要求。
意大利的 Grove 公司所设计的筒状阀体通过三段式环焊缝焊接，结构简单，制造
加工容易。另外阀杆与球芯不是一体结构，球阀轴向上承受的载荷不会影响阀杆，阀杆
仅控制球芯旋转实现纯扭矩操作。
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摘要：
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毕业设计（论文）开题报告题目全焊接球阀结构设计和密封性能分析一、选题的背景与意义：全焊接球阀是一种优良的调节阀,广泛应用于石油天然气开采等行业中.为了研究不同开度下球阀的流场特性,采用数值模拟的方法,对全焊接球阀的内部流场进行了仿真,结果表明球阀在工作过程中会出现进口段压力较大的现象,阀芯内部则会出现涡流现象.同时对比了不同的开度下全焊接球阀的流量特性、阻力特性的变化规律.结果表明全焊接球阀的流量系数随开度的增大而增大,阻力系数随着开度的增大而减小.此研究为全焊接球阀的应用与设计优化提供了理论依据.随着工业的发展，各行各业对劳动力的需求大大增加。在生产部门，成本在急速上升。在确保产品可靠性的前...
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作者：闻远设计
分类：课程设计课件资料
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时间：2023-08-10
