閥門實用技術問題

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之前介紹黃銅帶表消聲減壓閥使用注意事項，現(xiàn)在介紹閥門實用技術問題閥門是流體輸送系統(tǒng)中的控制部件，具有截止、調節(jié)、導流、防止逆流、穩(wěn)壓、分流或溢流泄壓等功能。用于流體控制系統(tǒng)的閥門，從簡單的截止閥到極為復雜的自控系統(tǒng)中所用的各種閥門，其品種和規(guī)格相當繁多。閥門可用于控制空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質、泥漿、油品、液態(tài)金屬和放射性介質等各種類型流體的流動。閥門根據(jù)材質還分為鑄鐵閥門，鑄鋼閥門，不銹鋼閥門（201、304、316等），鉻鉬鋼閥門，鉻鉬釩鋼閥門，雙相鋼閥門，塑料閥門，非標訂制等閥門材質。《實用閥門技術問答》（第二版）自2008年5月出版發(fā)行以來，受到廣大讀者的歡迎。但隨著時間的推移，各國的閥門基礎標準、材料標準、產品標準和試驗與檢驗標準都在不斷的修訂，有的產品標準和試驗與檢驗標準變化很大，對閥門產品質量的要求有很大提高，有關閥門的術語和定義也有變化。有許多標準已被新頒布的標準替代，其內容有著不同程度的更新。有些美國國家標準( ANSI)已過渡到美國機械工程師學會標準( ASME)；美國石油學會標準(API)部分標準又從標準(IS())中獨立出來，在技術要求上比舊標準有很大提高；特別是德國、英國、法國、意大利、西班牙、荷蘭等歐洲國家現(xiàn)在已采用統(tǒng)一的歐洲標準(EN)，以全新的面貌脫離本國舊的標準體系。另一方面，隨著我國經(jīng)濟體制改革的不斷深入．閥門行業(yè)的結構有了較大變化，產品結構有很大的提高，經(jīng)過國家發(fā)改委和中國機械工業(yè)聯(lián)合會的組織，閥門行業(yè)先后完成了核電閥門、超超臨界火電機組關鍵閥門、油氣管道關鍵閥門、石油天然氣工業(yè)管線輸送系統(tǒng)管線閥門國產化、產品品種增加許多，現(xiàn)在許多閥門制造公司都能制造技術含量較高的閥門。并且能為石油和天然氣的開采和輸送、( 500--1 000)萬t／隼煉油廠、(30～60)萬t／年乙烯裝置，(30～52)萬t／年化肥，(300～1 000) MW火力發(fā)電，3萬m3／年空分等大型裝置配套生產閥門。

閥門實用技術問題01閘閥



閘閥是指關閉件（閘板）沿通道軸線的垂直方向移動的閥門，在管路上主要作為切斷介質用，即全開或全關使用。一般，閘閥不可作為調節(jié)流量使用。它可以適用低溫壓也可以適用于高溫高壓，并可根據(jù)閥門的不同材質。但閘閥一般不用于輸送泥漿等介質的管路中。 閘閥按閥桿上螺紋位置分為明桿式和暗桿式兩類。從閘板的結構特點又可分為楔形、平行式兩類。楔式閘閥的密封面與垂直中心成一角度，并大多制成單閘板。平行式閘閥的密封面與垂直中心平行，并大多制成雙閘板。閘閥的密封性能較截止閥好，流體阻力小，具有一定的調節(jié)性能，明桿式可根據(jù)閥桿升降高低調節(jié)啟閉程度，缺點是結構較截止閥復雜，密封面易磨損，不易修理。閘閥除適用于蒸汽、油品等介質外，還適用于含有顆粒狀固體計黏度較大的介質，并適用于作放空閥和低真空系統(tǒng)的閥門。

優(yōu)點：

①流體阻力小；

②啟、閉所需力矩較?。?/p>

③可以使用在介質向兩方向流動的環(huán)網(wǎng)管路上，也就是說介質的流向不受限制；

④全開時，密封面受工作介質的沖蝕比截止閥??；

⑤形體結構比較簡單，制造工藝性較好；

⑥結構長度比較短。 

缺點：

①外形尺寸和開啟高度較大，所需安裝的空間亦較大；

②在啟閉過程中，密封面人相對摩擦，摩損較大，甚至要在高溫時容易引起擦傷現(xiàn)象；

③一般閘閥都有兩個密封面，給加工、研磨和維修增加了一些困難；

④啟閉時間長。 



截止閥

截止閥是指關閉件（閥瓣）沿閥座中心線移動的閥門。根據(jù)閥瓣的這種移動形式，閥座通口的變化是與閥瓣行程成正比例關系。由于該類閥門的閥桿開啟或關閉行程相對較短，而且具有非?？煽康那袛喙δ埽钟捎陂y座通口的變化與閥瓣的行程成正比例關系，非常適合于對流量的調節(jié)。因此，這種類型的閥門非常適合作為切斷或調節(jié)以及節(jié)流用。 

截止閥與閘閥相比，其調節(jié)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。適用于蒸汽等介質，不宜用于黏度大、含有顆粒、易沉淀的介質，也不宜作放空閥及低真空系統(tǒng)閥門。

優(yōu)點：

①在開啟和關閉過程中，由于閥瓣與閥體密封面間的摩擦力比閘閥小，因而耐磨。

②開啟高度一般僅為閥座通道的1/4，因此比閘閥小得多；

③通常在閥體和閥瓣上只有一個密封面，因而制造工藝性比較好，便于維修。④由于其填料一般為石棉與石墨的混合物，故耐溫等級較高。一般蒸汽閥門都用截止閥。 

缺點：

①由于介質通過閥門的流動方向發(fā)生了變化，因此截止閥的小流阻也較高于大多數(shù)其他類型的閥門；

②由于行程較長，開啟速度較球閥慢。 



03節(jié)流閥

節(jié)流閥是通過改變節(jié)流截面或節(jié)流長度以控制流體流量的閥門。將節(jié)流閥和單向閥并聯(lián)則可組合成單向節(jié)流閥。節(jié)流閥和單向節(jié)流閥是簡易的流量控制閥，在定量泵液壓系統(tǒng)中，節(jié)流閥和溢流閥配合，可組成三種節(jié)流調速系統(tǒng)，即進油路節(jié)流調速系統(tǒng)、回油路節(jié)流調速系統(tǒng)和旁路節(jié)流調速系統(tǒng)。節(jié)流閥沒有流量負反饋功能，不能補償由負載變化所造成的速度不穩(wěn)定，一般僅用于負載變化不大或對速度穩(wěn)定性要求不高的場合。節(jié)流閥的外形尺寸小，重量輕，調節(jié)性能較截止閥和針形閥好，但調節(jié)精度不高。由于流速較大，易沖蝕密封面。適用于溫度較低，壓力較高的介質，以及需要調節(jié)流量和壓力的部位，不適用于黏度大和含有固體顆粒的介質，不宜做隔斷閥。

優(yōu)點：

①構造較簡單，便于制造和維修，成本低。

②調節(jié)精度不高，不能作調節(jié)使用。

③密封面易沖蝕，不能作切斷介質用。

④密封性較差。

缺點：

①精度不高。

②封面易被沖蝕。

止回閥

止回閥又稱逆流閥、逆止閥、背壓閥和單向閥。這些閥門是靠管路中介質本身的流動產生的力自動開啟和關閉的，屬于一種自動閥門。止回閥用于管路系統(tǒng)，其主要作用是防止介質倒流、防止泵及驅動電動機反轉，以及容器介質的泄放。止回閥還可用于給其中的壓力可能升至超過系統(tǒng)壓的輔助系統(tǒng)提供補給的管路上。主要可分為旋啟式（依重心旋轉）與升降式（沿軸線移動）。止回閥一般適用于清凈介質，不宜用于含固體顆粒和黏度較大的介質。



05球閥

球閥是由旋塞閥演變而來，它的啟閉件是一個球體，利用球體繞閥桿的軸線旋轉90°實現(xiàn)開啟和關閉的目的。球閥在管道上主要用于切斷、分配和改變介質流動方向，設計成V形開口的球閥還具有良好的流量調節(jié)功能。球閥結構簡單，開關迅速，操作方便。它體積小，重量輕，零部件少，流體阻力小，結構比閘閥、截止閥簡單。密封面比旋塞閥易加工且不易擦傷。適用于低溫、高壓和黏度大的介質，不能作調節(jié)流量用。目前因密封材料尚未解決，不能用于溫度較高的介質。

優(yōu)點：

①具有低的流阻（實際為0）；

②因在工作時不會卡住（在無潤滑劑時），故能可靠地應用于腐蝕性介質和低沸點液體中；

③在較大的壓力和溫度范圍內，能實現(xiàn)*密封；

④可實現(xiàn)快速啟閉，某些結構的啟閉時間僅為0.05~0.1s，以保證能用于試驗臺的自動化系統(tǒng)中?？焖賳㈤]閥門時，操作無沖擊。

⑤球形關閉件能在邊界位置上自動定位；

⑥工作介質在雙面上密封可靠；

⑦在全開和全閉時，球體和閥座的密封面與介質隔離，因此高速通過閥門的介質不會引起密封面的侵蝕；

⑧結構緊湊、重量輕，可以認為它是用于低溫介質系統(tǒng)的合理的閥門結構；⑨閥體對稱，尤其是焊接閥體結構，能很好地承受來自管道的應力；

⑩關閉件能承受關閉時的高壓差。

(11)全焊接閥體的球閥，可以直埋于地下，使閥門內件不受侵蝕，高使用壽命可達30年，是石油、天然氣管線的閥門。 

缺點：

①因為球閥主要的閥座密封圈材料是聚四氟乙烯，它對幾乎所有的化學物質都有是惰性的，且具有摩擦系數(shù)小、性能穩(wěn)定、不易老化、溫度適用范圍廣和密封性能優(yōu)良的綜合性特點。但聚四氟乙烯的物理特性，包括較高的膨脹系數(shù)，對冷流的敏感性和不良的熱傳導性，要求閥座密封的設計必須圍繞這些特性進行。所以，當密封材料變硬時，密封的可靠性就受到破壞。而且，聚四氟乙烯的耐溫等級較低，只能在小于180℃情況下使用。超過此溫度，密封材料就會老化。而考慮使用的情況下，一般只會在120℃不使用。

②它的調節(jié)性能相對于截止閥要差一些，尤其是氣動閥（或電動閥）。 



旋塞閥

旋塞閥是關閉件或柱塞形的旋轉閥，通過旋轉90度使閥塞上的通道口與閥體上的通道口相通或分開，實現(xiàn)開啟或關閉的一種閥門。旋塞閥的閥塞的形狀可成圓柱形或圓錐形。在圓柱形閥塞中，通道一般成矩形；而在錐形閥塞中，通道成梯形。這些形狀使旋塞閥的結構變得輕巧，但同時也產生了一定的損失。旋塞閥適于作為切斷和接通介質以及分流適用，但是依據(jù)適用的性質和密封面的耐沖蝕性，有時也可用于節(jié)流。旋塞閥結構簡單，開關迅速，操作方便。它流體阻力小，零部件少且質量輕。適用于溫度較低，黏度較大的介質和要求開關迅速的場合。一般不適用于蒸汽和溫度較高的介質。

優(yōu)點：

①旋塞閥用于經(jīng)常操作，啟閉迅速、輕便。

②旋塞閥流體阻力小。

③旋塞閥結構簡單，相對體積小，重量輕，便于維修。

④密封性能好

⑤不受安裝方向的限制，介質的流向可任意。

⑥無振動，噪聲小。

蝶閥

蝶閥是用圓盤式啟閉件往復回轉90°左右來開啟、關閉和調節(jié)流體通道的一種閥門。蝶閥是指關閉件(蝶板)為圓盤,圍繞閥軸旋轉來達到開啟與關閉的一種閥,在管道上主要起關斷和節(jié)流的作用。蝶閥又叫翻板閥，是一種結構簡單的調節(jié)閥，同時也可用于低壓管道介質的開關控制。蝶閥與相同公稱壓力等級的平行式閘板閥比較，其尺寸小，重量輕，開關迅速，具有一定的調節(jié)性能，適合于制成較大口徑閥門，用于溫度小于80度、壓力小于1MPa的原油、油品及水等介質。



優(yōu)點：

①結構簡單，體積小，重量輕，耗材省，特別用于大口徑閥門中；

②啟閉迅速，流阻系數(shù)?。?/p>

③可用于帶懸浮固體顆粒的介質，依據(jù)密封面的強度也可用于粉狀和顆粒狀介質?？蛇m用于通風除塵管路的雙向啟閉及調節(jié)，廣泛用于冶金、輕工、電力、石油化工系統(tǒng)的煤氣管道及水道等。 

缺點：

①流量調節(jié)范圍不大，當開啟達30%時，流量就將進95%以上。

②由于蝶閥的結構和密封材料的限制，不宜用于高溫、高壓的管路系統(tǒng)中。一般工作溫度在300℃以下，PN40（6～40）以下。

③密封性能相對于球閥、截止閥較差，故用于密封要求不是很高的地方。 

隔膜閥

隔膜閥是指在閥體和閥蓋內裝有一撓性膜或組合隔膜，其關閉件是與隔膜相連接的一種壓縮裝置。閥痤可以堰形，也可以是直通流道的管壁。隔膜閥的結構形式與一般閥門很不相同，它是依靠柔軟的橡膠膜或塑料膜來控制流體運動的。常用的隔膜閥材質分為鑄鐵隔膜閥，鑄鋼隔膜閥，不銹鋼隔膜閥，塑料隔膜閥。隔膜閥結構簡單，密封性能好，便于維修，流體阻力小，適用于溫度小于200度，壓力小于小于1MPa的油品、水、酸性介質和含浮物的介質，不適用于有機溶液和強氧化劑的介質。

 

優(yōu)點：

①操縱機構與介質通路隔開，不但保證了工作介質的純凈，同時也防止管路中介質沖擊操縱機構工作部件的可能性,閥桿處不需要采用任何形式的單獨密封，除非在控制有害介質中作這安全設施使用；

②由于工作介質接觸的僅僅是隔膜和閥體，二者均可以采用多種不同的材料，因此該閥能理想控制多種工作介質，尤其適合帶有化學腐蝕或懸浮顆粒的介質。

③結構簡單，只由閥體、隔膜和閥蓋組合件三個部件構成。該閥易于快速拆卸和維修，更換隔膜可以在現(xiàn)場及短時間內完成。 

缺點：

①由于受閥體襯里工藝和隔膜制造工藝和限制，較大的閥體襯里和較大的隔膜制造工藝都很難，故隔膜不宜用于較大的管徑，一般應用在DN≤200mm以下的管路上。

②由于受隔膜材料的限制，隔膜閥適用于低壓及溫度不高的場合。一般不超過180℃；

③調節(jié)性能相對較差，只在小范圍內調節(jié)（一般在關閉至2/3開度時，可用于流量調節(jié)）。 

綜上所述，儀表取源部件上使用的根部閥一般采用球閥，氣源部分也多使用球閥和閘閥。

有酸性腐蝕介質的切斷閥選用隔膜閥。

蒸汽檢測系統(tǒng)一般選用閘閥和截止閥。

排污閥、放氣閥、放空閥一般選用球閥和旋塞閥。

閥門使用在管道上，按其管路及檢測需要可分為三類。一類是氣動管路用閥，這類閥以截止閥為主，也使用球閥。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥,水減壓閥一類是測量管路用閥，包括取源、切斷、放空、排污和調節(jié)，也多使用截止閥和球閥。一類是檢測和控制所需閥組。

    鑒于上述國內外的新變化，考慮到本書的出版發(fā)行已經(jīng)近7年了，故需進行全面修訂，以適應閥門產品國內外市場與科技的發(fā)展，并進一步滿足廣大讀者的需要。修訂后的第三版，在內容上有如下變化：
    ①按標準規(guī)定對公稱壓力PN( Class)、公稱尺寸DN(NPS)在書中的表示，按標準的定義進行修改，去掉單位。
    ②全面修訂，修訂內容約達全書的l／3。引用各國的閥門標準文獻資料截至2016年1月份。
    ③增加了一些新的內容．例如“有調節(jié)閥術語方面的解釋”“調節(jié)閥可壓縮流體和不可壓縮流體流通能力的計算”“不同材料的殼體和密封試驗壓力”“API 6D-2014閥門的特殊要求和檢驗”“閥門的逸散性檢驗”“閥門殼體材料的抗硫試驗要求”等。
    ④刪去了一些內容。有些是屬于己被新標準替代的舊標準，有些雖然仍在沿用且變化不大，但考慮到全書篇幅有限，故刪去。
    本書在修訂過程中，也參考了國內外的工具書，但在內容上仍然以引用各國技術標準原文為主。本書仍由孫曉霞工程師主編。由中國石油化工設備協(xié)會專家委員會委員陸培文工程師主審。由于編者水平有限，本書仍然有不令人滿意之處，或許還存有錯誤和不妥之處，懇切希望廣大讀者批評指正，在此表示衷心地感謝！與本產品相關論文：波紋管減壓閥波紋管材料