美国罗伯逊ROBERTSON®进口防爆电动法兰球阀是一款为石油、化工、天然气、制药等高危防爆区域量身定制的高性能自动化控制阀门。该产品属于角行程调节/开关类阀门,主要由防爆电动执行器与O型球阀阀体一体化组成,依靠防爆电机驱动阀杆带动球体绕垂直于通道的轴线作90°旋转,实现管路流体的快速通断与比例调节。 该阀门专为输送易燃、易爆介质及存在爆炸性气体环境的危险区域而设计,广泛应用于石油精炼、天然气处理、化学工艺、制药合成、煤化工及溶剂储运等领域。配置防爆等级为ExdⅡBT4Gb或ExdⅡCT4Gb的隔爆型执行机构,能可靠地切断或调节含有爆炸性危险介质的流体。防爆电动执行器符合GB3836系列国家标准及IEC国际规范,外壳采用高强度铸铝隔爆型结构,可有效隔离内部电弧或火花向外部环境的传播。 执行器为机电一体化设计,将伺服控制器、位置发送器及手动离合机构高度集成为一体。用户只需接入AC220V/AC380V等单/三相电源,并接受4-20mA工业标准信号,即可实现对阀门的远程精确调节或远程两位切断控制。同时还配置有手轮操作机构,在不通电时只需扳动离合器手柄即可进行手动应急操作,通电时离合器自动复位,从而在极端情况下保障工艺安全。 该阀阀体为二片式/三片式铸造球阀结构,阀芯采用全通径或缩径O型球芯设计。阀体材质可选用防锈防腐的铸钢(WCB)、不锈钢(CF8/304、CF8M/316)、双相不锈钢及特种合金等,能够输送水、蒸汽、油品、天然气、硝酸、醋酸及各类腐蚀性介质。 本产品设计与制造严格遵循国标体系(GB/T 12237、GB/T 12221、GB/T 13927)和美标体系(API 6D、API 608、ASME B16.34、API 598)等国内外权威标准,法兰端尺寸符合GB/T 9113、JB/T 79、HG/T 20592及ASME B16.5等标准,可与国内外主流管道法兰实现快速、安全对接。产品是存在易燃易爆介质工况下进行工业过程自动化控制的理想终端执行设备。
1. 隔爆型一体化设计,防爆等级高
电动执行机构采用隔爆型(Exd)结构设计,防爆等级分为ExdⅡBT4Gb和ExdⅡCT4Gb两种。ExdⅡBT4Gb适用于ⅡA、ⅡB级T1~T4组爆炸性气体环境,ExdⅡCT4Gb适用于ⅡA、ⅡB、ⅡC级T1~T4组组使用条件。外壳采用高强度铝合金精密压铸,隔爆型的性能符合GB3836.1-2010《爆炸性气体环境用防爆电气设备第1部分:通用要求》及GB3836.2-2010《爆炸性气体环境用防爆电气设备第2部分:隔爆型“d”》的规定,确保在爆炸性气体环境中长期安全运行。执行器防护等级为标准IP67(特殊订货可达IP68),防水防尘防腐蚀,特别适合户外及恶劣环境下长期运行。
2. 一体化集成伺服系统,接线简便
防爆电动执行器采用机电一体化设计,将内置伺服放大器、位置发送器等核心部件高度集成于防爆壳体内部。用户无需额外配置外置伺服控制器和外部控制箱,只需接通单相或三相电源并输入4-20mA工业控制信号即可驱动阀门平稳运转,接线极为简便,大幅降低了现场布线、安装成本和调试难度。
3. 开关型与调节型双规格,控制灵活
产品提供开关型(两位式)和智能调节型(比例式)两种规格,全面覆盖不同工艺的控制需求。开关型接收AC220V/380V等有源开关信号,控制阀门全开或全关,适用于需要定时开启或远程紧急切断的两位式控制场景。调节型采用一体化智能伺服控制,直接接受4-20mA、0-10V或1-5VDC标准模拟量信号,配合高精度位置传感器实现阀门开度的无级连续比例调节,同时可输出4-20mA阀位反馈信号构成闭环控制,可达到对流体流量、压力、温度、液位等工艺参数的精确自动化调节。
4. 防火与防静电双重安全保障
为防止危险场合因电路产生的微小火花引燃易燃介质,防爆电动法兰球阀在机械结构与阀体内部均设有多重安全装置。防静电结构通过球体与阀杆、阀杆与阀体之间设置导电弹簧,将开关过程中摩擦产生的静电电荷导入地下;防火结构满足API 607/API 6FA标准,一旦发生火灾使非金属密封圈烧损时,金属二次密封面可自动激活,形成金属对金属硬密封,阻止介质大量泄漏,从本质上杜绝了燃爆危险。
5. 全通径设计,流阻极小,节能降耗
阀门采用全通径或缩径结构。全通径球阀通道内径与管道内径一致,球芯通道平整光滑,不易沉积介质,可以进行管线式通球。阀门在全开时流体阻力极小,是所有阀类中流体阻力较小的一种,相较于同规格闸阀或截止阀,流体压力损失显著降低,有效减少管路输送能耗,特别适用于长期连续运行的长输管线。
6. 密封性能优异,可实现零泄漏
球体密封圈采用特殊的加工工艺和密封材料,使球体表面粗糙度和圆度达到标准要求,从而提高了密封性能和使用寿命、耐高温的能力。密封座可选用PTFE、RPTFE、PPL、PEEK等高分子材料或金属硬密封。软密封结构可实现ANSI B16.104 Class VI级零泄漏,双向密封性能稳定,特别适用于要求严格切断、不允许任何内漏的加氢、燃料油及有毒介质管路。密封面具有自洁功能,在启闭过程中自动刮除阀座上附着的颗粒杂质,确保长期密封可靠。
7. 阀体材质多样,耐腐蚀耐高温
阀体材质可分段配置,覆盖碳钢(WCB/A105)、铸钢、不锈钢(CF8/304、CF8M/316、CF3M/316L)、双相不锈钢、特种合金等。不锈钢材质具有优良的耐强酸、耐碱、耐高温和耐腐蚀性能。阀座可根据介质温度选配耐高温材料——PTFE适用-20℃至+180℃,PPL适用-20℃至+350℃,金属硬密封适用-20℃至+450℃,广泛应用于水、油、蒸汽、醋酸等腐蚀性介质及高粘度、含纤维、细颗粒的特殊流体输送。
8. 防吹出阀杆与活载荷填料密封
阀杆采用下装式防吹出结构设计,即使阀腔压力异常升高,阀杆也不会被冲出,从根本上保障了操作安全。填料密封采用V型PTFE或柔性石墨多层组合密封,加装碟形弹簧活载荷结构持续自动补偿填料磨损量,确保阀杆密封在长期运行中始终保持足够的压紧力,从而可靠防止介质外漏。
9. 内置手轮机构,手电一体化
执行器内部标配有手动离合机构,不通电时只需扳动离合器手柄即可进行手动操作阀门开关,防止在控制系统故障或现场停电时工艺停滞。通电时离合器自动复位,带电自动转入电动控制模式。产品具备现场机械指示装置及就地/远程切换开关,极大方便了现场检修和调试工作,实现了手/电双安全保障。
10. 防爆控制信号接口,灵活组态
信号线接口严格执行防爆标准,出厂标配内螺纹M20×1.5或1/2NPT防爆电缆接头接口。用户可根据所选电缆类型直接加装相应的防爆电缆接头进行接线。执行器可配置4-20mA模拟信号、RS485/MODBUS通讯接口及无线远传模块,可灵活接入DCS或PLC集散控制系统。
11. 宽温域环境适应性
执行器内置PTC热敏电阻保护(温度过高时自动断电,故障消除后恢复),环境温度适应范围为-20℃至+70℃,可在北方寒冷露天工况稳定运行。选装除湿加热器可在低温潮湿环境下防止内部结露,确保电子元件长期稳定工作。
| 参数项目 | 技术参数范围 |
|---|---|
| 阀体部分 | |
| 常用型号 | FBQ941F / Q9E41F / Q941F(法兰防爆型) |
| 公称通径(DN) | DN15~DN400(NPS ½″~16″) |
| 公称压力(PN) | 1.6 MPa、2.5 MPa、4.0 MPa、6.4 MPa |
| 压力等级(Class) | Class150、Class300、Class600 |
| 结构形式 | 浮动球式(直通二片式/三片式) |
| 连接方式 | 法兰连接(RF凸面/MFM凹凸面/RJ环连接面) |
| 适用温度(PTFE密封) | -20℃~+180℃ |
| 适用温度(PPL密封) | -20℃~+350℃ |
| 适用温度(金属硬密封) | -20℃~+450℃ |
| 适用介质 | 水、蒸汽、油品、天然气、硝酸、醋酸、粘性流体、浆料、强氧化性介质等 |
| 阀体材质 | 碳钢(WCB)、铸钢、不锈钢(CF8/CF8M/CF3M)、双相不锈钢、特种合金 |
| 球体材质 | 不锈钢(304/316/316L)、双相不锈钢,表面镜面抛光/电镀硬化 |
| 阀杆材质 | 不锈钢(2Cr13、304、316),经调质及抗蚀氮化处理 |
| 密封座材质 | PTFE(F4)、RPTFE、PPL、PEEK、金属硬密封 |
| 防静电设计 | 球体与阀杆、阀杆与阀体间设置导电弹簧(标配) |
| 防火标准 | API 607、API 6FA(可选配金属二次密封) |
| 结构长度标准 | GB/T 12221、ASME B16.10 |
| 法兰连接标准 | GB/T 9113、JB/T 79、HG/T 20592、ASME B16.5 |
| 设计与制造标准 | GB/T 12237、API 608、API 6D、ASME B16.34 |
| 检验与试验标准 | GB/T 13927、API 598、JB/T 9092 |
| 防爆电动执行器部分 | |
| 执行器类型 | 角行程防爆电动执行器(开关型/调节型/智能一体化) |
| 防爆等级 | Exd Ⅱ BT4Gb / Exd Ⅱ CT4Gb(ExdⅡBT4/ExdⅡCT4,可配ExdⅡCT6) |
| 防护等级 | IP67(标准),IP68可定制 |
| 输出扭矩 | 50 N·m~3000 N·m(按阀门口径及压差选配) |
| 动作角度 | 0°~90°(可调±5°) |
| 电源电压 | AC380V 50Hz(三相,标准)、AC220V 50Hz(单相)、AC110V、DC24V |
| 控制信号(开关型) | AC220V/AC380V/DC24V 有源或无源开关量信号 |
| 控制信号(调节型) | 4-20mA DC / 0-10V DC / 1-5V DC |
| 阀位反馈信号(调节型) | 4-20mA DC / 0-10V DC |
| 手动装置 | 离合式手轮机构(标配),带电自动复位,断电可手动应急操作 |
| 环境温度 | -20℃~+70℃ |
| 选装功能 | 除湿加热器、过力矩保护、智能诊断、总线通讯(Modbus RTU、Profinet、HART等) |
注:以上参数为常规产品技术范围,具体规格以实际产品型号为准。在高于350℃的超高温工况或超低温深冷工况下,所有接触介质的零件材料须经验证具备足够的耐热性或低温冲击韧性。如需特殊通径、更高压力等级或更详细的技术数据,可联系罗伯逊ROBERTSON®技术团队获取对应型号的产品规格书。
1. 防爆等级配置
产品根据危险气体组别和温度组别提供两个防爆等级级别选择:
ExdⅡBT4Gb(隔爆型) :适用于存在ⅡA、ⅡB级爆炸性气体(典型气体为乙烯、丙烷)且温度组别为T1~T4组的危险环境。该配置拥有充足的防护性能,适用于绝大多数石油化工、天然气处理站等常规防爆区域。
ExdⅡCT4Gb(最高防爆等级) :适用于ⅡA、ⅡB、ⅡC级所有爆炸性气体,包括氢气、乙炔、二硫化碳等最危险气体(ⅡC级)的T1~T4组使用条件。适用于加氢装置、氢气充装站、精细化工高危反应装置及有严格气体防爆要求的特种工程。
2. 阀体材质分级配置
| 材质等级 | 材料牌号 | 适用温度范围 | 典型应用工况 |
|---|---|---|---|
| 碳钢 | WCB / A105 | -29℃~+425℃ | 常规水、油品、蒸汽、天然气系统,经济实用 |
| 铸钢 | ZG230-450 | -20℃~+400℃ | 通用工业工况,阀体应用广泛 |
| 奥氏体不锈钢 | CF8(304) | -196℃~+540℃(常规-20℃~200℃) | 含强腐蚀性介质(硝酸等)、食品医药洁净工况 |
| 奥氏体不锈钢 | CF8M(316)/ CF3M(316L) | -196℃~+540℃(常规-20℃~200℃) | 含氯离子强腐蚀性介质、海水、化工强腐蚀环境 |
| 双相不锈钢 | 2205 / 2507 | -40℃~+350℃ | 海洋工程、含氯介质系统,兼具高强度与耐氯离子应力腐蚀 |
| 特种合金 | 蒙乃尔、20号合金、哈氏合金 | 按需定制 | 强腐蚀性、特殊介质工况 |
| 衬氟塑料 | WCB+F46(衬FEP/PFA) | -30℃~+150℃ | 强酸、强碱等强腐蚀性介质,几乎耐所有化学品的侵蚀 |
3. 密封及阀芯材质配置
PTFE(聚四氟乙烯) :标准软密封材质,适用温度-20℃~+180℃,摩擦系数极小、化学惰性极强,可实现零泄漏,适用于清洁介质及腐蚀性介质。
RPTFE(增强聚四氟乙烯) :添加15%~25%玻璃纤维或碳纤维,显著提升耐磨性和抗冷流性,适用温度-40℃~+230℃,适用于含少量杂质颗粒的介质。
PPL(对位聚苯) :耐高温型软密封材质,适用温度-20℃~+350℃,耐高温性能优于PTFE,抗老化性强,适用于中高温蒸汽及导热油管路。
PEEK(聚醚醚酮) :高性能耐高温耐磨损密封材料,适用温度-40℃~+300℃,耐高温及耐磨性能优异,适用于高温高压及含微量颗粒介质的工况。
金属硬密封(司太立合金堆焊/碳化钨喷涂) :球体与阀座密封面堆焊司太立合金或超音速喷涂碳化钨涂层,适用温度-196℃~+650℃,硬度可达HRC45-75。球体表面经镜面抛光或电镀硬化处理,具有极高的耐磨性和抗擦伤性能,适用于高温蒸汽及含固体颗粒的浆液。
4. 防爆执行器控制类型
普通开关型(两位式) :标配开到位和关到位无源触点反馈。接收有源或无源开关量信号(AC380V/AC220V/DC24V),驱动球芯作90°旋转,实现阀门全开或全关两位控制。适用于不需要流量调节而只需定时开启或关闭的紧急切断及防火分区隔离系统。
智能调节型(比例式) :一体化伺服控制设计,内置反馈电路。可直接接收4-20mA、0-10V或1-5V标准模拟量信号,实现阀门开度连续比例调节,并同时输出4-20mA阀位反馈信号构成闭环控制。调节精度高,基本误差≤±1%,回差≤1%,死区0.4%~3.0%可调,可调范围达250:1至350:1。
防爆电动执行器选配信号接口:如用户需实现远程网络化监视管理,可选配RS485接口模块及PROFINET总线模块,完成远传参数设定与运行状态自诊断。
5. 法兰密封面型式与法兰标准
RF凸面(Raised Face) :标准配置,适用于Class150~Class300的常规工况,配合缠绕式垫片使用,密封面凸起于法兰平面。
MFM凹凸面(Male & Female) :适用于压力等级较高或对密封可靠性有更高要求的工况,凹凸面配合使垫片定位准确、密封可靠。
TG榫槽面(Tongue & Groove) :适用于高压及密封要求严格的场合,榫槽配合使垫片不会侧向挤出,密封性能优异。
RJ环连接面(Ring Joint) :适用于Class600及以上的高压工况,采用金属环垫,通过法兰螺栓预紧力使金属环变形与法兰槽面紧密贴合,密封可靠性极高。
法兰标准全面适用GB/T 9113、JB/T 79、HG/T 20592、ASME B16.5、DIN、JIS等多种标准,可按DN/PN或NPS/Class定制。
6. 执行器电源电压
AC380V 50Hz(三相,标准配置),电站及大型工业系统常用
AC220V 50Hz(单相),常规工业场合常用
AC110V 50Hz/60Hz,出口项目定制
DC24V,直流低压适用于安全电压要求或移动供电场合
其他特殊电压可按需定制
7. 执行器附件配置
行程限位开关:全开和全关位置输出无源触点信号(开关型标配)
扭矩保护装置:过扭矩自动切断输出并报警,防止阀门卡涩造成损坏
电机过热保护装置:温度过高时自动断电保护,故障消除后自动恢复
缺相保护装置:三相电源缺相时自动保护并报警
就地阀位指示器:机械式指针或液晶显示屏,直观显示阀门当前开度状态
远程阀位变送器:4-20mA阀位反馈信号(调节型标配)
过力矩保护开关:防止执行器卡死损坏密封面
8. 防护等级
9. 电动/气动切换配置
10. 数字通讯与远程控制
RS485接口(Modbus RTU协议) :可实现多台仪表联网和参数远程设定
HART协议:叠加于4-20mA信号上,支持手持通讯器对阀门进行参数调整和故障诊断
PROFINET总线:适用于智能工厂高集成度自动化系统
无线远传模块(WIFI/LoRA/4G) :可在无通信线路的偏远阀室(如油气田集气站)完成远程参数读取和远程操作
11. 特种工况配置
耐高温型(HT) :采用耐高温密封(PPL或金属硬密封),适用温度可达350℃~450℃,适用于高温蒸汽、导热油、高温烟气等介质。
耐强腐蚀型(衬氟型) :阀体内腔及过流部件衬覆F46或PFA氟塑料,几乎耐所有强酸、强碱、有机溶剂的侵蚀,适用于盐酸、硫酸、氢氟酸等强腐蚀性介质。
深冷型(LT) :适用于-196℃超低温介质(LNG、液氧、液氮),采用长颈阀盖结构,填料函远离深冷区,避免填料在超低温下硬化失效。
氧气清洁处理(O₂ Cleaning) :适用于富氧和纯氧环境,所有接触介质的零件须严格脱脂、除油、清洗,出厂包装前内附清洁度合格报告,阀体标注“禁油”标识。
NACE MR0175酸性环境兼容:阀门材料及热处理工艺符合NACE MR0175标准要求,适用于含硫化氢(H₂S)的酸性天然气和油田伴生气系统。
低逸散性配置(ISO 15848-1) :可选配符合低逸散排放标准的填料系统(阀杆处泄漏量≤100ppm),适用于对阀门逸散性排放有严格环保要求的炼化装置。
12. 制造标准体系选择
国标体系(GB/JB) :按GB/T 12237《石油、石化及相关工业用钢制球阀》标准设计制造。结构长度按GB/T 12221,法兰尺寸按GB/T 9113、JB/T 79、HG/T 20592,压力试验按GB/T 13927,防爆标准按GB3836系列执行。
美标体系(API/ASME/ANSI) :按API 608、API 6D、ASME B16.34标准设计制造。结构长度按ASME B16.10,法兰端按ASME B16.5,压力试验按API 598,标记按API 6D及MSS-SP-25。API 608标准适用于压力等级Class150、Class300及Class600的法兰端金属球阀。
德标/欧标体系(DIN/EN) :可按DIN/EN标准设计制造,法兰连接尺寸按EN 1092-1,结构长度按EN 558,适用于欧盟标准工程项目。
客户定制标准:可按用户提供的技术规范书进行非标设计和制造,满足特定项目的差异化技术要求。
13. 适用行业与应用
| 应用领域 | 典型配置推荐 |
|---|---|
| 石油化工、炼油装置(催化、焦化、加氢) | ExdⅡCT4等级执行器,不锈钢316/F22材质阀体,金属硬密封/防火配置(API 607),耐高温+抗硫(NACE),适用于汽油、柴油、液化气、酸性天然气等高危介质输送与切断 |
| 天然气长输管线(分输站、清管站) | ExdⅡBT4防爆电动球阀,全通径,碳钢A105/WCB材质,PTFE密封,手动离合+远程电控双模式 |
| 精细化工、制药合成(溶剂、原料药) | ExiaⅡCT6本安型或ExdⅡCT4隔爆型配置,316L不锈钢阀体,PTFE/PEEK密封,脱脂清洁处理,洁净内表面 |
| 液氯、液氨储运及计量系统 | ExdⅡCT4执行器+注脂阀+衬氟密封,316L不锈钢/哈氏合金材质,防泄漏紧急切断,特材阀门抵抗强腐蚀 |
| 煤化工(甲醇、合成氨、二甲醚) | ExdⅡBT4不锈钢/双相不锈钢电动球阀,耐磨硬质合金密封(可选HVOF),抗含硫含酚腐蚀 |
| 空分设备(ASU)、工业气体 | ExdⅡBT4不锈钢304/316材质防爆电动球阀,PTFE软密封,脱脂清洁处理,适用于氧气、氮气、氩气输送 |
| 油气储运、码头装卸臂(油气回收) | ExdⅡBT4/ExdⅡCT4隔爆执行器,低温碳钢或不锈钢材质,快关型防爆电动开关阀,紧急切断响应时间≤5S |
14. 订货信息要求
订货时须提供以下技术参数,以便进行精准选型:
阀门型号及结构类型(Q941F、Q9E41F、FBQ941F)
公称通径(DN / NPS)
公称压力(PN / Class / 磅级)
适用介质名称及介质状态(水/油/蒸汽/酸/碱/有机溶剂等),以及介质温度(最高及最低工况)
防爆等级要求(ExdⅡBT4Gb / ExdⅡCT4Gb,或更高级别)
阀体材质及阀内件材质要求(铸钢WCB/不锈钢304/316L/双相不锈钢/哈氏合金/衬氟等)
密封面材质及密封形式(PTFE软密封/PPL高温密封/PEEK密封/金属硬密封)
法兰密封面型式及法兰标准(RF/MFM/TG/RJ,GB/ASME/JB/HG/DIN等)
执行器控制类型(开关型/调节型)
执行器电源电压及控制信号类型(AC220V/AC380V/DC24V;4-20mA/开关量/Modbus)
防护等级要求(IP67/IP68)
特殊工况要求(高温型、深冷型、耐强腐蚀、氧气工况脱脂、NACE酸性环境、低逸散性等)
附件及特殊功能配置(除湿加热器/RS485通讯/HART协议/过力矩保护/手轮机构/注脂阀/排放阀等)
以上配置可根据具体防爆区域工况要求及系统自动化控制需求进行组合选型,详情可咨询罗伯逊ROBERTSON®技术团队。