閥門在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用及選型經(jīng)驗(yàn)

靳曉榮 郝麗明 謝彬 朱音 任翠宏

摘 要：隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，過程控制的多樣性和工藝條件的復(fù)雜性，對(duì)于控制閥的需求量不斷增加，在流體管道系統(tǒng)中，閥門是接通或切斷管道介質(zhì)，改變介質(zhì)的流動(dòng)方向，調(diào)節(jié)介質(zhì)的壓力和流量，保護(hù)管路設(shè)備正常運(yùn)行的重要控制元件。

關(guān)鍵詞：閥門；特性；選型步驟；選型說明

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.054

甘肅銀光聚銀化工有限公司年產(chǎn)10萬噸TDI裝置就擁有上萬臺(tái)各式各樣的閥門，但往往由于制造、使用選型、維修不當(dāng)?shù)仍虬l(fā)生跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象，由此造成的產(chǎn)品質(zhì)量低、能耗提高、設(shè)備腐蝕，甚至造成停車等事故已屢見不鮮。這時(shí)就對(duì)從事閥門操作人員、維修人員以及工程技術(shù)人員提出了新的要求，除了正確操作閥門、及時(shí)檢維修之外，對(duì)于了解閥門的分類、特性和結(jié)構(gòu)及閥門選型的步驟和依據(jù)也變得至關(guān)重要。

1 閥門的分類

閥門的類型多種多樣，包括直通閥（單座、雙座）、角閥、三通閥、球閥、偏心旋轉(zhuǎn)閥等?？傮w的可分兩大類：自動(dòng)閥門和驅(qū)動(dòng)閥門。自動(dòng)閥門是依靠介質(zhì)（液體、氣體）本身的能力而自行動(dòng)作的閥門。驅(qū)動(dòng)閥門是借助手動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)、氣動(dòng)來操縱動(dòng)作的閥門。

2 閥門的特性和結(jié)構(gòu)

（1）閥門的特性。1）使用特性：閥門的類別，如：閉路閥門、調(diào)節(jié)閥門、安全閥門等；產(chǎn)品類型，如：閘閥、蝶閥、球閥等；閥門主要零件，包括：閥體、閥蓋、閥桿、閥芯、密封面等。2）結(jié)構(gòu)特性：閥門的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度和總體高度與管道的連接形式，如：法蘭連接、螺紋連接、焊接端連接等；密封面的形式如：螺紋圈、堆焊、噴焊、閥體本體等；閥桿結(jié)構(gòu)形式等。

（2）閥門的結(jié)構(gòu)。閥門的品種有很多，主要有上下閥蓋、閥體、閥芯、閥座、填料等零部件組成，根據(jù)不同的使用要求，有多種結(jié)構(gòu)形式。1）閥的上閥蓋形式。上閥蓋位于執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥體之間，為了適應(yīng)不同的工作溫度和密封要求，有四種常見結(jié)構(gòu)。①普通型，適用于高溫場(chǎng)所，工作溫度范圍為-20～200℃。②吸（散）熱型，介質(zhì)工作溫度在-60～450℃，閥蓋上有多層吸（散）熱片，以保證密封填料在允許溫度范圍內(nèi)工作。③長(zhǎng)頸型，適用于深度冷凍場(chǎng)所，介質(zhì)工作溫度范圍-250～-60℃。④波紋管密封型，閥桿可動(dòng)部分采用波紋管密封，可以避免介質(zhì)泄露以及人身中毒和爆炸事故，適用于強(qiáng)毒性、易揮發(fā)、易滲透或貴重的工藝介質(zhì)。2）閥芯。①直行程閥芯，可分為平板型、柱塞型、窗口型、多級(jí)型和套筒型等五種形式。②角行程閥芯，包括偏心旋轉(zhuǎn)閥芯、碟型閥芯和球形閥芯，其中球形閥芯有“O”形球形閥芯和“V”形球形閥芯兩種。

3 閥門的選型步驟和原則

（1）閥門選型的步驟。1）首先要確認(rèn)閥門在設(shè)備或裝置中的用途，確定閥門的工作條件包括流通介質(zhì)、工作壓力、工作溫度等。2）閥門與管道連接方式（法蘭連接、螺紋連接或焊接等）以及相連接管道的公稱通徑。3）確認(rèn)閥門選用的控制方式（手動(dòng)、電動(dòng)、氣動(dòng)或液動(dòng)等）以及閥門的形式（閘閥、截止閥、球閥、蝶閥、薄膜閥、節(jié)流閥、安全閥、減壓閥等）。4）選擇閥體組件材質(zhì)時(shí)，主要考慮工藝介質(zhì)的腐蝕性、溫度、壓力、氣蝕和沖刷等因素。考慮氣蝕和沖刷等因素時(shí)，可選用特殊合金或特殊結(jié)構(gòu)形式的閥；一般腐蝕性要求，閥體和閥芯常選用普通不銹鋼（1Cr18Ni9Ti），耐腐蝕要求較高時(shí)，可選用二鈦不銹鋼（Cr18Ni12Mo2Ti），還可選用適用于大多數(shù)腐蝕介質(zhì)的全鈦材質(zhì)。 5）確認(rèn)閥門參數(shù)以及閥門的幾何參數(shù)。閥門參數(shù)包括：允許流阻、排放能力、背壓等，管道的公稱通徑等。閥門的幾何參數(shù)包括：法蘭間距、法蘭連接形式及尺寸、連接的螺栓數(shù)量、整個(gè)閥門外型尺寸等。

（2）選擇閥門的原則。介質(zhì)中帶有懸浮顆粒時(shí)，如果關(guān)閉件對(duì)閥座的來回運(yùn)動(dòng)是豎直的，那么就可能夾持顆粒，因此這種閥門除非密封面材料可以允許嵌入顆粒，否則只適用于基本清潔的介質(zhì)。球閥和旋塞閥在啟閉過程中對(duì)密封面均有擦拭作用，故適宜用在帶有懸浮顆粒的介質(zhì)中。

4 各類閥門的選型說明

（1）球閥。球閥按閥芯形式可分為“O”型球閥和“V”型球閥兩種?！癡”型球閥是在球形閥芯上開了一個(gè)“V”形口。工作時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿經(jīng)球閥的曲柄使閥芯旋轉(zhuǎn)，隨著球的旋轉(zhuǎn)改變開口面積?！癡”型球閥由于流路簡(jiǎn)單，流通能力大，閥座采用軟質(zhì)材料，密封可靠，特別適合于纖維、紙漿、低溫、粘度大的介質(zhì)。依據(jù)密封的材料要求也可用于粉狀和顆粒狀的介質(zhì)的控制。

（2）蝶閥。蝶閥又稱翻板閥，是一種角行程的閥門。主要由閥體、擋板、擋板軸及曲柄等零件組成。適用于口徑較大及結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度要求短，以及需要進(jìn)行流量調(diào)節(jié)及啟閉要求快速的場(chǎng)合，由于蝶閥比閘閥、球閥壓損大，所以蝶閥適用于壓力損失要求不嚴(yán)的管路系統(tǒng)中。

（3）隔膜閥。隔膜閥由閥體、隔膜、閥芯閥蓋和閥桿等零部件組成。薄膜通過閥桿帶動(dòng)閥芯作上下移動(dòng)，以改變流通面積，達(dá)到流量調(diào)節(jié)。隔膜閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流通阻力小，流通能力大，可用于高黏度和懸浮顆粒流體的調(diào)節(jié)，對(duì)于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等高腐蝕場(chǎng)所，可選用閥體襯里為橡膠或聚四氟乙烯材料，但隔膜和襯里材料不耐高溫，使用溫度不宜超過150℃。

（4）截止閥。截止閥適合于對(duì)流體阻力要求不嚴(yán)的管路上，以及高溫、高壓介質(zhì)的管路或裝置；對(duì)調(diào)節(jié)精度要求不高，而且管路直徑又比較小時(shí)，特別推薦選用截止閥。

（5）旋塞閥。旋塞閥適用于要求快速開關(guān)的場(chǎng)合，適用于溫度較低、粘度大的介質(zhì)或帶懸浮顆粒的介質(zhì)。一般不適合用在蒸汽及溫度較高的介質(zhì)管路上。

（6）閘閥的選型。閘閥適用范圍較廣，不但適用于蒸汽、油品等介質(zhì)，還適用于含有粒狀固體及粘度較大的介質(zhì)和用于排空和低真空系統(tǒng)的閥門。

總之，閥門應(yīng)用、操作頻率和服務(wù)千變?nèi)f化，要控制或杜絕那怕是低微的泄漏，最重要、最關(guān)鍵的設(shè)備還數(shù)閥門，學(xué)會(huì)正確選擇閥門是保證生產(chǎn)線安全平穩(wěn)運(yùn)行的重要保障。

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