正確選擇化工閥門

                              上海申弘閥門有限公司

之前介紹化工裝置調節閥故障維護，現在介紹正確選擇化工閥門 在流體管道系統中，調節閥是控制元件，其投資約占管道工程費用的30%～50%。閥門的主要功能為啟閉、節流、調節流量、隔離設備和管道系統、防止介質倒流、調節和排泄壓力等。閥門也是管路中zui復雜的元件，它一般由多個零部件裝配而成，技術含量高。隨著石油化工工業的迅速發展，石油化工生產裝置中的介質大多具有毒性大、可燃、易爆和腐蝕性強的特點，運行工況較復雜苛刻，操作溫度和壓力較高，開工周期長，閥門一旦出現故障，輕者導致介質泄漏，既污染環境又造成經濟損失，重者導致裝置停工停產，甚至造成惡性事故。因而，在管道設計中，科學合理地選擇閥門既能降低裝置的建設費用，又保證生產安全運行。文章主要介紹了各種常用閥門如閘閥、截止閥、節流閥、旋塞閥、球閥、隔膜調節閥等的選型方法。

    1 正確選擇化工閥門閥門選型的要點
    1.1 明確閥門在設備或裝置中的用途
    確定閥門的工作條件：適用介質的性質、工作壓力、工作溫度和操縱控制方式等；
    1.2 正確選擇閥門的類型
    閥門型式的正確選擇是以設計者對整個生產工藝流程、操作工況的充分掌握為先決條件的，在選擇閥門類型時，設計人員應首先掌握每種閥門的結構特點和性能；
    1.3 確定閥門的端部連接
    在螺紋連接、法蘭連接、焊接端部連接中，前兩種zui常用。螺紋連接的閥門主要是公稱通徑在50mm以下的閥門，如果通徑尺寸過大，連接部的安裝和密封十分困難。法蘭連接的閥門，其安裝和拆卸都比較方便，但是較螺紋連接的閥門笨重，價格較高，故它適用于各種通徑和壓力的管道連接。焊接連接適用于較荷刻的條件下，比法蘭連接更為可靠。但是焊接連接的閥門拆卸和重新安裝都比較困難，所以它的使用于通常能長期可靠地運行，或使用條件荷刻、溫度較高的場合；閥門 是化工管路上控制介質流動的一種重要附件，本講義重于閥門實踐應用，詳細原理及結構剖視圖參照有關資料書籍，閥門由閥體、啟閉機構、閥蓋三大部分組成，本次著重介紹本公司常用閥門的結構特點及其正確使用注意事項。
一、 閥門 的作用
1、啟閉作用——切斷或溝通管內流體的流動；
2、調節作用——調節管內流量、流速；
3、節流作用——使流體通過閥門后產生很大的壓力降；
4、其他作用——a.自動啟閉b.維持一定壓力c.阻汽排水。
二、 閥門 的種類
1、按用途分：截斷閥類、調節閥類、分流閥類、止回閥類、安全閥類；*z1i9N:r’W%}!j.~2、按作用力分：他動作用閥門、自動作用閥門。
三、 閥門 的主要參數
PN公稱壓力(允許流體通過的zui大的壓力)；
DN公稱直徑；
TN溫度范圍(允許流體的溫度范圍)。
四、閥門使用前的檢查
檢查項目包括：
1、閥體內外表面有無砂眼、裂紋等缺陷；
2、閥座與閥體接合是否牢固，閥芯與閥座是否吻合，密封面有無缺陷；
3、閥桿與閥芯連接是否靈活可靠、閥桿有無彎曲，螺紋有無損壞、腐蝕；
4、填料、墊圈是否老化損壞；
5、閥門開啟是否靈活等。
五、閥門使用過程中常出現的問題
1、與管道連接處的法蘭、螺紋泄漏；
2、填料涵泄漏、腰墊泄漏及閥桿開不動；
3、閥芯與閥座間關不嚴形成內泄漏。
六、化工常用閥門的特點及其使用注意事項
(一)旋塞閥(考克)
特點：TN小于150度PN小于1.6Mpa其結構簡單、啟閉迅速、操作方便、流體阻力小等優點
使用注意事項：
1、閥桿外端為正方形，對角線標注的直線垂直與閥體方向為關閉狀態，與閥體方向一致為開啟狀態；
2、正常開關閥門用考克扳手，避免與閥桿打滑造成安全事故；盡量不用活動扳手從而造成打滑；
3、開起閥門按前面檢查項目檢查，檢查完后慢慢開啟閥門，開啟時盡量不要站在密封面方向，遇到酸堿流體時須佩戴防酸面具；
球閥與旋塞閥是同一類型閥門，只是其啟閉件為帶一通孔的球體，球體饒閥桿中心線旋轉達到啟閉目的。帶夾套保溫球閥不銹鋼球閥不銹鋼球閥快開球閥
特點：閥門結構簡單，工作可靠，用于雙向流動介質的管路，流體阻力小，密封性好；缺點：介質易從閥桿部位泄漏。
使用注意事項：
同旋塞閥同樣；
帶手柄閥門，手柄垂直于介質流動方向為關閉狀態，與方向一致的為開啟狀態；
如遇到帶夾套保溫的球閥時應該注意以下事項：
應該將夾套保溫蒸汽開啟將閥內易結晶的介質融化后方能開閉閥門，切勿介質未*融化就強行開閉閥門；
當遇到閥門不能開啟時，不能利用加長力臂的方法，強行開啟閥門，因為這樣會造成因閥桿受阻力較大與閥芯脫落，造成閥門損壞或造成扳手的損壞，從而造成不安全因素。
(三)蝶閥
蝶閥是利用一可饒軸旋轉的圓盤來控制管路的啟閉，轉角大小反映了閥門的開啟程度。
根據傳動方式不同蝶閥分手動、氣動和電動等三種，常用的為手動，旋轉手柄通過齒輪傳動帶動閥桿從而起閉閥門。

特點：蝶閥具有結構簡單、開閉較迅速，流體阻力小、維修方便等優點，但不能用于高溫高壓場合，PN小于1.6Mpa,t小于120度的大口徑水、蒸汽、
空氣、油品等管路。
使用注意事項：
1、閥芯只能旋轉90度，一般閥體上會表明CLOSE和OPEN箭頭方向，手輪順時針轉動為關閉、反之為開啟；
2、如有時開閉有一定阻力，可以用F扳手開閥門，但不能強行開閉，否則會將閥桿齒輪攪壞；
3、禁止將手輪卸下用活動扳手扳動閥桿；(下面閥同樣如此)
4、開閉時逐步開閉，觀察有無異常情況，防止有泄漏。
(四)截止閥
截止閥是化工生產中使用zui廣的一種截斷類閥門，它與前述三種截斷閥門相比不是利用其閉件的旋轉打開、關閉閥門，而是利用閥桿升降帶動與之相連的圓形閥盤(閥頭)，改變閥盤與閥座間距離達到控制閥門的起閉。
流線式截止閥美標式截止閥
特點：截止閥上部有手輪、閥桿，中部有螺紋和填料涵密封段，小型閥門閥桿上螺紋在閥體內，其結構緊湊，但閥桿與介質接觸部分多，尤其螺紋部分易腐蝕，從閥桿露出閥蓋的高度可判斷
截止閥結構較復雜，但操作簡單、不甚費力，易于調節流量和截斷通道，起閉緩慢無水錘現象，故使用較為廣泛。

截止閥安裝時要注意流體方向，應使管路流體由下向上流過閥座口，及所謂“低進高出”，目的是減少流體阻力，使開啟省力和關閉狀態下閥桿、填料涵部分不與介質接觸，保證閥桿和填料涵不致損壞和泄漏。
截止閥主要用于水、蒸汽、壓縮空氣及各種物料的管路，可較地調節流量和嚴密地截斷通道，但不能用于粘度大、易結晶的物料。
使用注意事項：
1、開啟前檢查閥門有無缺陷，特別是填料涵有無泄漏；
2、在閥桿不能用手直接轉動時，可用F扳手進行開閉，當仍無法開閉時，請不要加長扳手力臂來強行開閉，從而造成閥門的損壞或引起安全事故；
3、在用于中壓汽管路閥門時，開啟時應該先將管內的冷凝水排凈，然后慢慢將閥門開啟用0.2至0.3Mpa的蒸汽進行管道的預熱，避免壓力突然升高引起密封面的損壞，當檢查正常后將壓力調至所需狀態；
(五)閘閥
閘閥又稱閘板閥或閘門閥，它是通過閘板的升降來控制閥門的啟閉，閘板垂直于流體方向，改變閘板與閥座間相對位置即可改變通道大小。
明桿式閘閥暗桿式閘閥
根據閘閥啟閉時閥桿運動情況的不同，閘閥又分明桿式和暗桿式兩種。
明桿式閘閥閥桿螺紋暴露在閥體外部，開啟閥門時閥桿伸出手輪，其優點是可根據閥桿外伸長度判斷閥門開啟大小，閥桿與介質接觸長度較小，螺紋部分基本不受介質腐蝕影響，缺點是外伸空間高度大。

暗桿式閘閥閥桿螺紋在閥桿內部與閘板上內螺紋想配合，開啟閥門時閥桿只旋轉而不上下升降，閘板則沿閥桿螺紋上升。暗桿式閘閥的優點是外伸空間小，缺點是不能根據閥桿情況判斷閥門的開啟，閥桿螺紋長期與介質接觸易受腐蝕。
閘閥具有流體阻力小，介質流向不變、開啟緩慢無水錘現象，易于調節流量等優點，缺點是結構復雜、尺寸較大、啟閉時間較長、密封面檢修困難等。由于在大口徑給水管
1、當閥桿開閉到位時，不能再強行用力，否則會拉斷內部螺紋或插銷螺絲，使閥門損壞；
2、開閉閥門時手不能直接開動時可用F扳手開閉；
3、開閉閥門時注意觀察閥門的密封面，尤其是填料壓蓋處防止泄漏。
(六)節流閥
節流閥又稱針形閥，其外形與截止閥相似，其閥芯形狀不同，呈錐狀或拋物線狀，常用于化工儀表中，常為螺紋連接。
使用注意事項：
1、因為螺紋連接，故開閉時首先檢查螺紋連接是否松動泄漏；
2、開閉閥門時緩慢進行，因為其流通面積較小，流速較大，可能造成密封面的腐蝕，應留心觀察，注意壓力的變化。

(七)止回閥
止回閥是利用閥前后介質的壓力差而自動啟閉，控制介質單向流動的閥門，又稱止逆閥或單向閥。
止回閥按結構不同分為升降式(跳心式)和旋啟式(搖極式)兩種。
升降式旋啟式
使用注意事項：
注意閥門方向，箭頭與介質流向一致，如介質易結晶可能造成閥片不能壓下起不到指揮、止回的作用。

(八)安全閥
安全閥是一種根據介質壓力自動啟閉的閥門，當介質壓力超過定值時，它能自動開啟閥門排放卸壓，使設備管路免遭破壞的危險，壓力恢復正常后又能自動關閉。
根據平衡內壓的方式不同，安全閥分為杠桿重錘式和彈簧式兩類。
使用注意事項：
1、安全閥使用必須在效驗有效期內；
2、管路、設備上安裝的安全閥控制閥通常為截止閥必須打開保證安全閥能有效工作；
3、定期將閥盤稍稍抬起，用介質來吹滌閥內雜質。
4、如安全閥不能在整定壓力內工作，必須進行重新效驗或更換
(九)疏水閥
疏水閥是蒸汽管路、加熱器等設備系統中能自動的間歇排除冷凝水，又能防止蒸汽泄出的一種閥門。常用的有鐘形浮子式、熱動力式和脈沖式幾種。
使用注意事項：
1、使用前先用管道旁路閥排除冷凝水，當有蒸汽時關閉旁路，起用疏水閥正道，否則閥內將會閉水起不到疏水作用；
2、起閉閥門時注意不要被蒸汽燙傷。
(十)各式取樣閥
取樣閥顧名思義就是用于獲取介質樣品從而可以進行化學分析的閥門，一般裝于設備或管路上大致分為以下幾種：
雙聯開啟閥、法蘭夾片閥、以及帶保溫夾套的取樣閥；
使用注意方法：
1、雙聯開啟閥一般由兩個球閥組成，起到取樣安全及在負壓裝置中通過聯動達到取樣的目的；取樣時先將靠近設備、管道的第二道閥門關閉，開啟*道閥門，讓介質流向兩道閥之間空間內；然后關閉*道閥門，打開第二道閥門，將取樣器皿放置取樣口盛裝介質；
2、法蘭夾片閥一般通過閥桿頂部錐體與閥座錐孔進行密封，取樣時通過手輪轉動將閥桿與錐孔脫離，從而使介質可以從錐孔流向外部取樣器皿中；
3、帶夾套保溫的取樣閥應該注意以下事項：
I應該將夾套保溫蒸汽開啟將閥內易結晶的介質融化后方能開閉閥門，切勿介質未*融化就強行開閉閥門；
Π當遇到閥門不能開啟時，不能利用加長力臂的方法，強行開啟閥門，因為這樣會造成因閥桿受阻力較大與閥芯脫落，或造成閥桿與錐孔密封面損壞，從而造成閥門損壞或造成扳手的損壞，造成不安全因素。
(十一)氟塑料襯膠閥
氟塑料襯膠閥主要運用于酸堿等易腐蝕介質中，其結構原理與不襯氟塑料閥相似，只不過其閥桿、閥芯、閥座內均用氟塑料襯底，其使用方法相似。
    1.4 閥門材質的選擇
    選擇閥門的殼體、內件和密封面的材質，除了考慮工作介質的物理性能（溫度、壓力）和化學性能（腐蝕性）外，還應掌握介質的清潔程度（有無固體顆粒），除此之外，還要參照國家和使用部門的有關規定。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥,氣動截止閥,電動蝶閥,氣動蝶閥正確合理的選擇閥門的材質可以獲得閥門的使用壽命和*的使用性能。閥體材料選用順序為：鑄鐵-碳鋼-不銹鋼，密封圈材料選用順序為：橡膠-銅-合金鋼-F4；
    1.5 其它
    除此之外，還應確定流經閥門流體的流量及壓力等級等，利用現有的資料（如閥門產品目錄、閥門產品樣本等）選擇適當的閥門。
    2 常用閥門介紹
    閥門種類多、品種復雜，主要有閘閥、截止閥、節流閥、蝶閥、旋塞閥、球閥、電動閥、隔膜閥、止回閥、安全閥、減壓閥、蒸汽疏水閥和緊急切斷閥等，其中常用的有閘閥、截止閥、節流閥、旋塞閥、蝶閥、球閥、止回閥、隔膜閥。
    2.1 閘閥
    閘閥是指啟閉體（閥板）由閥桿帶動，沿閥座密封面作升降運動的閥門，可接通或截斷流體的通道。閘閥較截止閥密封性能好，流體阻力小，啟閉省力，具有一定的調節性能，是zui常用的截斷閥門之一。缺點是尺寸大、結構較截止閥復雜，密封面易磨損，不易維修，一般不宜作節流用。按閘閥閥桿上螺紋位置分為明桿式和暗桿式兩類。按閘板的結構特點又可分為楔式和平行式兩類。
    2.2 截止閥
    截止閥是向下閉合式閥門，啟閉件（閥瓣）由閥桿帶動沿閥座（密封面）軸線作升降運動的閥門。與閘閥相比，其調節性能好，密封性能差，結構簡單，制造維修方便，流體阻力較大，價格便宜，是一種常用的截斷閥，一般用于中、小口徑的管道。
    2.3 球閥
    球閥的啟閉件是帶圓形通孔的球體，球體隨閥桿轉動以實現啟閉的閥門。球閥的結構簡單，開關迅速，操作方便，體積小，重量輕，零部件少，流體阻力小，密封性好，維修方便。
    2.4 節流閥
    節流閥除閥瓣以外與截止閥結構基本相同，其閥瓣是節流部件，不同形狀具有不同的特性，閥座的通徑不宜過大，因其開啟高度較小介質流速增大，從而加速對閥瓣的沖蝕。節流閥外形尺寸小、重量輕、調節性能好，但調節精度不高。
    2.5 旋塞閥
    旋塞閥是以帶通孔的塞體作為啟閉件，塞體隨閥桿轉動，以實現啟閉的閥門。旋塞閥結構簡單、開關迅速、操作方便、流體阻力小，部件少、重量輕。旋塞閥有直通式、三通式和四通式。直通式旋塞閥用于截斷介質，三通式和四通式旋塞閥用于改變介質方向或進行介質分流。
    2.6 蝶閥
    蝶閥是蝶板在閥體內繞固定軸旋轉90°即可完成啟閉作用。蝶閥體積小、重量輕、結構簡單，只由少數幾個零件組成。
    而且只需旋轉90°即可快速啟閉，操作簡單。蝶閥處于*開啟位置時，蝶板厚度是介質流經閥體時*的阻力，因此通過該閥門所產生的壓力降很小，故具有較好的流量控制特性。蝶閥分彈性軟密封和金屬硬密封兩種密封型式。彈性密封閥門，密封圈可以鑲嵌在閥體上或附在蝶板周邊，密封性能好，既可用于節流，又可用于中等真空管道和腐蝕性介質。采用金屬密封的閥門一般較彈性密封的閥門壽命長，但很難做到*密封，通常用于流量和壓降變化大、要求節流性能好的場合。金屬密封能適應于較高的工作溫度，彈性密封則具有受溫度限制的缺陷。
    2.7 止回閥
    止回閥是能自動阻止流體倒流的閥門，止回閥的閥瓣在流體壓力作用下開啟，流體從進口側流向出口側。當進口側壓力低于出口側時，閥瓣在流體壓差、本身重力等因素作用下，自動關閉，以防止流體倒流。按結構形式分升降式止回閥和旋啟式止回閥。升降式較旋啟式密封性好，流體阻力大。對于泵吸入管的吸入口處，宜選用底閥，其作用是：開泵前灌注水使泵的入口管充滿水；停泵后保持入口管和泵體充滿水，以備再次啟動。底閥一般只安裝在泵進口的垂直管道上，并且介質自下而上流動。
    2.8 隔膜閥
    隔膜閥的啟閉件是一塊橡膠隔膜，夾于閥體與閥蓋之間。
    隔膜中間突出部分固定在閥桿上，閥體內襯有橡膠，由于介質不進入閥蓋內腔，因此閥桿無需填料箱。隔膜閥結構簡單、密封性能好，便于維修，流體阻力小。隔膜閥分為堰式、直通式、直角式和直流式。
    3 常用閥門選型說明
    3.1 閘閥的選型說明
    一般情況下，應閘閥。閘閥除適用于蒸汽、油品等介質外，還適用于含有粒狀固體及粘度較大的介質，并適用于放空和低真空系統的閥門。對帶有固體顆粒的介質，閘閥閥體上應帶有一個或兩個吹掃孔。對低溫介質，應選用低溫閘閥。

    3.2 截止閥選型說明
    截止閥適用于對流體阻力要求不嚴的管路上，即對壓力損失考慮不大，以及高溫、高壓介質的管路或裝置，適用于DN＜200mm的蒸汽等介質管道上；小型閥門可選用截止閥，如針形閥、儀表閥、取樣閥、壓力計閥等；截止閥有流量調節或壓力調節，但對調節精度要求不高，而且管路直徑又比較小時，宜選用截止閥或節流閥；對于劇毒介質，宜選用波紋管密封的截止閥；但截止閥不宜用于粘度較大的介質和含有顆粒易沉淀的介質，也不宜作放空閥及低真空系統的閥門。
    3.3 球閥選型說明
    球閥適用于低溫、高壓、粘度大的介質。大多數球閥可用于帶懸浮固體顆粒的介質中，依據密封的材料要求也可用于粉狀和顆粒狀的介質；全通道球閥不適用于流量調節，但適用于要求快速啟閉的場合，便于實現事故緊急切斷；通常在密封性能嚴格、磨損、縮口通道、啟閉動作迅速、高壓截止（壓差大）、低噪音、有氣化現象、操作力矩小、流體阻力小的管路中，推薦使用球閥；球閥適用于輕型結構、低壓截止、腐蝕性介質中；球閥還是低溫、深冷介質的閥門，低溫介質的管路系統和裝置上，宜選用加上閥蓋的低溫球閥；選用浮動球球閥時其閥座材料應承接球體和工作介質的載荷，大口徑的球閥在操作時需要較大的力，DN≥200mm的球閥應選用蝸輪傳動形式；固定球球閥適用于較大口徑及壓力較高的場合；另外，用于工藝劇毒物料、可燃介質管道的球閥，應具有防火、防靜電結構。
    3.4 節流閥選型說明
    節流閥適用于介質溫度較低、壓力較高的場合，適用于需要調節流量和壓力的部位，不適用于粘度大和含有固體顆粒的介質，不宜作隔斷閥。
    3.5 旋塞閥選型說明
    旋塞閥適用于要求快速啟閉的場合，一般不適用于蒸汽及溫度較高的介質，用于溫度較低、粘度大的介質，也適用于帶懸浮顆粒的介質。
    3.6 蝶閥選型說明
    蝶閥適用于口徑較大（如DN﹥600mm）及結構長度要求短，以及需要進行流量調節及啟閉要求快速的場合，一般用于溫度≤80℃、壓力≤1.0MPa的水、油品和壓縮空氣等介質；由于蝶閥相對于閘閥、球閥壓力損失比較大，故蝶閥適用于壓力損失要求不嚴的管路系統中。
    3.7 止回閥選型說明
    止回閥一般適用于清凈介質，不宜用于含有固體顆粒和粘度較大的介質。當DN≤40mm時，宜采用升降止回閥（僅允許安裝在水平管道上）；當DN＝50～400mm時，宜采用旋啟式升降止回閥（在水平和垂直管道上都可安裝，如安裝在垂直管道上，介質流向要由下而上）；當DN≥450mm時，宜采用緩沖型止回閥；當DN＝100～400mm也可選用對夾式止回閥；旋啟式止回閥可以做成很高的工作壓力，PN可以達到42MPa，根據殼體及密封件的材質不同可適用于任何工作介質和任何工作溫度范圍。介質為水、蒸汽、氣體、腐蝕性介質、油品、藥品等。介質工作溫度范圍在-196～800℃之間。

    3.8隔膜閥選型說明

    隔膜閥適用于工作溫度小于200℃、壓力小于1.0MPa的油品、水、酸性介質和含懸浮物的介質，不適用于有機溶劑和強氧化劑介質；研磨顆粒性介質宜選堰式隔膜閥，選用堰式隔膜閥要參照它的流量特性表；粘性流體、水泥漿以及沉淀性介質宜選用直通式隔膜閥；除特定要求，隔膜閥不宜用于真空管路和真空設備上。

    4 結束語
    通過以上分析可知，一般情況下，應閘閥。截止閥適用于對流體阻力要求不嚴的管路上，以及高溫、高壓介質的管路或裝置，不宜用于粘度較大和含有顆粒的介質，也不宜作放空閥及低真空系統的閥門。球閥適用于低溫、高壓、粘度大的介質，通常用在密封性能嚴格、磨損、縮口通道、啟閉動作迅速、壓差大、低噪音、有氣化現象、操作力矩小、流體阻力小的管路中。節流閥適用于介質溫度較低、壓力較高的場合，不適用于粘度大和含有固體顆粒的介質，不宜作隔斷閥。旋塞閥適用于要求快速啟閉的場合，一般不適用于蒸汽及溫度較高的介質，用于溫度較低、粘度大的介質，也適用于帶懸浮顆粒的介質。蝶閥一般用于溫度≤80℃、壓力≤1.0MPa的水、油品和壓縮空氣等介質；由于蝶閥相對于閘閥、球閥壓力損失比較大，故蝶閥適用于壓力損失要求不嚴的管路系統中。止回閥一般適用于清凈介質，不宜用于含有固體顆粒和粘度較大的介質。隔膜閥適用于工作溫度小于200℃、壓力小于1.0MPa的油品、水、酸性介質和含懸浮物的介質，不適用于有機溶劑和強氧化劑介質。在石油、化工及其它行業的管道系統，閥門應用、操作頻率和服務千變萬化，要控制或杜絕低微的泄漏，zui重要、zui關鍵的設備是閥門。合理的選擇閥門能夠降低裝置的建設費用、保證生產安全運行。與本文相關的產品有：固定比例式減壓閥在穩健醫療應用