阀门是流体管路的控制装置，随着现代工业的不断发展，阀门需求量不断增长。加氢装置操作压力高，易燃易爆、腐蚀性强，阀门开关频繁，正确选型、阀门质量的好坏直接影响到装置安、稳、优、长周期运行。

阀门是流体管路的控制装置，其基本功能是接通或切断管路介质的流通，改变介质的流通，改变介质的流动方向，调节介质的压力和流量，保证管路设备的正常运行。

随着现代工业的不断发展，阀门需求量不断增长，一个现代化的石油化工装置就需要上万只各式各样的阀门，阀门使用量非常大。由于制造、使用选型、维修不当，阀门发生跑、冒、滴、漏现象，引起火灾、爆炸等事故屡见不鲜。

加氢装置操作压力高，易燃易爆、腐蚀性强，阀门开关频繁，正确选型、阀门质量的好坏直接影响到装置安、稳、优、长周期运行。

目标及研究思路

针对中国石油大庆炼化、中海油惠州炼油轨道球阀进行调研，确定ORBIT轨道球阀在广东石化柴油加氢装置循氢机出入口管线上的具体应用。

遵循适用性、可靠性、经济性的原则，对中国石油大庆炼化、中海油惠州炼油装置中轨道球阀的应用效果进行调研，确定ORBIT轨道球阀在广东石化柴油加氢装置中循氢机出入口管线上的的具体应用。

调研、方案策划和分析对比

ORBIT轨道球阀是具有一种特殊结构和性能的球阀，同时具有固定球和固定阀座，所有内件结构与传统球阀和其他厂家轨道阀门存在本质区别。操作ORBIT球阀时，阀杆的提升过程类似于闸板阀，阀球和阀座的密封接触过程类似于截止阀，而阀门的启闭件和流通通道与球阀相似，因此ORBIT球阀集中了闸板阀、截止阀和球阀三种结构阀门的优点于一体。ORBIT球阀结构特点为：

无摩擦操作

在关闭位置，球芯受阀杆下部楔形面的机械施压作用，紧压在阀座上。当逆时针转动手轮开启阀门时，阀杆在导销作用下首先沿垂直轨道提升，其底部的楔形平面使阀球与阀座脱离接触，继续旋转手轮，阀杆在导销作用下沿螺旋轨道驱动阀球转动达到开启位置。关闭阀门时使阀杆带动阀球在不接触阀座的情况下先转动，然后阀杆下降压迫阀球压紧在阀座上。

这个特点决定了在阀门的开启和关闭过程中，球阀偏离阀座后再转动消除了阀球和阀座之间的摩擦，使阀门的密封面在操作过程中不会受到损伤, 解决了传统球阀、闸阀、旋塞阀的阀座磨损问题，极大地延长了阀门的密封寿命。因此，ORBIT球阀最适合频繁开关，且要求密封性好的工况。

强制（主动）密封

阀杆下端前后平行楔型面通过阀球上嵌入的一组阀芯销钉驱动阀球转动并使阀球脱离或压紧阀座。在阀门关闭时，ORBIT 球阀不是依靠介质的压力实现阀门密封的，而是通过阀杆底部的楔形斜面提供一个机械的楔紧力强迫阀球压紧阀座来实现密封，这种强制性机械力可以保证阀门持续的紧密封，并实现长期的零泄漏。即使在管道内介质压力或外部强制力消失的情况下，这个楔紧力仍然可以继续保持阀门的零泄漏。因此，阀门的密封能力不受管线压力大小和温度高低的影响，可以在全压差、全温度范围内保持双向紧密密封，消除了靠弹簧预紧阀座密封的传统球阀随压力和温度的变化其密封能力无法保证的缺陷，更适用于压差大、要求阀门长期保持良好密封、不允许经常停车维修和更换阀门的工况。

避免局部冲刷

ORBIT球阀在开关时，会当阀球（芯）脱离阀座后再转动，阀球和阀座在没有接触的情况下完成开关动作。所以在阀门 “开启”或将要关闭的瞬间，流体是沿密封面在360˚范围内立即流动的。因此提升阀杆式球阀从根本上避免了传统球阀在“开”和“几乎关闭”的瞬间产生高速流体带来的阀座局部冲刷，即使在操作压差大，频繁开关的工况，仍能确保长期的零泄露和紧密密封，同时也大大地提高了球阀的使用寿命。

自清洗作用

当阀芯脱离阀座时流动介质沿密封面360˚将杂质冲刷带走对阀座和阀球密封表面进行自然清洗，阀门结构本身可实现本质的自清洗作用，阀体无需排污设置，避免了排放危险含氢介质造成事故的可能性。

双向密封、抗磨阀芯硬质合金堆焊面

ORBIT球阀的静态单阀座设计能保障双向零泄露，阀门关闭时不存在传统的浮动双阀座球阀的独立阀腔，适用于压差大，频繁开关的工况。

阀球表面堆焊了一层硬质合金抛光密封面，能满足高压差、频繁开关的工况，也可确保阀座的紧密密封和零泄漏不变。

零泄漏、长寿命、低扭矩

开关无摩擦、固定单阀座，三片式弹性阀座结构，抗磨阀芯硬质合金堆焊面，强制密封的特点使得ORBIT球阀能够实现真正意义上长期的零泄漏。所有的内嵌软密封的ORBIT球阀均可实现零气泡泄露，所有金属密封阀门满足ANSI B16.104 VI标准和API598标准，泄露量不足API598标准规定的泄露量的一半，密封性能远远高于世界上最严格的标准要求。

由于开关过程中阀座和球体不会摩擦，所以ORBIT球阀先天就具有低扭矩特性，开关轻松自如。在进行频繁的切换过程中非常容易转动和开关到位。

抗静电、防火及阀杆防喷出设计

ORBIT球阀结构本身具有固有防静电设计，阀杆与阀体之间通过阀杆导向销和上部驱动螺母随时接触连通，阀球通过下部枢轴与阀体随时接触，阀座与阀体固定连接，因此各处均保持导电连通，没有静电聚集点，为本质抗静电设计；ORBIT球阀固有的防火设计，满足API 607和API 6FA防火要求；此外还具有阀杆防喷出设计。

方案论证

加氢装置中氢压机出入口阀门与冷氢线上的阀门均为高压临氢状态，阀门的运行状态非常关键，ORBIT轨道球阀在中石油四川石化、中石油大庆炼化、中石油宁夏石化、中石化茂名石化、中石化武汉石化、中石化齐鲁石化以及中海油惠州炼油等多家单位都有良好的应用。通过调查研究，ORBIT轨道球阀适合于在广东石化柴油加氢装置的循氢机出入口上使用。