洁净球阀不是一个单一的产品,而是为满足洁净度、无污染工艺要求而设计和制造的一类特殊球阀的总称。
洁净球阀在以下每一个细节上都与普通球阀有显著不同:
材料与表面处理(核心的区别)
阀体与内件材质:主要使用316L不锈钢(低碳,防止晶间腐蚀),甚至更高等级的如316L VIM+VAR(双真空熔炼) 不锈钢,以降低杂质含量。
极致的内表面处理:这是洁净阀门的灵魂。流道内表面必须经过高度抛光,达到镜面效果。
关键指标:表面粗糙度(Ra值)。普通工业阀Ra值可能为3.2μm或更高,而洁净阀要求通常在 Ra ≤ 0.4 μm 以下,纯应用甚至要求 Ra ≤ 0.25 μm 或更低。光滑的表面减少了颗粒附着和微生物滋生的可能。
电解抛光(EP):重要的工艺。通过电化学方法去除表面微观凸起,形成光滑、均匀的钝化膜(富含铬氧化物),不仅降低Ra值,还显著提高耐腐蚀性。
结构设计 - “无死角”与“可排尽”
全包球体设计:阀座与球体配合处采用特殊设计(如唇式密封),确保在关闭和开启位置,球体与阀座之间的空腔小化或完全消除,防止流体滞留。
阀体腔自泄放:当阀门处于关闭状态时,阀体中腔内的滞留介质可以通过特殊设计的泄放孔或依靠系统压力自动排出,实现零滞留。这是防止介质交叉污染和细菌滋生的关键。
密封技术
洁净度密封材料:阀座通常采用PTFE(聚四氟乙烯)、PFA(可溶性聚四氟乙烯) 或PTFE改性材料。这些材料具有极低的溶出物和析出物,不会污染流体。
金属对金属的次级密封:在PTFE阀座后设置一道金属(如不锈钢)密封,作为防火安全备份或PTFE损坏时的应急密封。
特殊的阀杆密封:采用多级密封设计(如两道PTFE密封环加中间注脂口),确保阀杆处零外泄漏,并防止外部污染物进入。
连接方式
卫生级卡箍连接:食品和制药行业常用,如Tri-Clamp 快装卡箍,便于快速拆卸、清洗和安装。
高纯焊接:半导体行业常用的是自动轨道焊。阀门两端为焊接口,与管道在无填料的情况下进行氩气保护焊接,形成一个光滑、无缝、无死角的流体通道,从根本上了泄漏和污染风险。
VCR®/面密封接头:用于高纯气体系统的金属垫片面密封接头,可拆卸且能保证气密性。
操作与认证
执行机构:常配洁净型气动或电动执行器,外壳光滑无漆(通常为不锈钢本色),便于清洁和消毒。
清洁与包装:出厂前必须经过严格的清洗、脱脂、钝化流程,并在Class 100或更别的洁净室内进行装配和测试。
认证与文件:提供完整的材料认证(MTC)、表面粗糙度检测报告、洁净度测试报告(如颗粒物计数) 以及氦质谱检漏报告。