正确选择化工阀门

                              上海申弘阀门有限公司

之前介绍化工装置调节阀故障维护，现在介绍正确选择化工阀门 在流体管道系统中，调节阀是控制元件，其投资约占管道工程费用的30%～50%。阀门的主要功能为启闭、节流、调节流量、隔离设备和管道系统、防止介质倒流、调节和排泄压力等。阀门也是管路中zui复杂的元件，它一般由多个零部件装配而成，技术含量高。随着石油化工工业的迅速发展，石油化工生产装置中的介质大多具有毒性大、可燃、易爆和腐蚀性强的特点，运行工况较复杂苛刻，操作温度和压力较高，开工周期长，阀门一旦出现故障，轻者导致介质泄漏，既污染环境又造成经济损失，重者导致装置停工停产，甚至造成恶性事故。因而，在管道设计中，科学合理地选择阀门既能降低装置的建设费用，又保证生产安全运行。文章主要介绍了各种常用阀门如闸阀、截止阀、节流阀、旋塞阀、球阀、隔膜调节阀等的选型方法。

    1 正确选择化工阀门阀门选型的要点
    1.1 明确阀门在设备或装置中的用途
    确定阀门的工作条件：适用介质的性质、工作压力、工作温度和操纵控制方式等；
    1.2 正确选择阀门的类型
    阀门型式的正确选择是以设计者对整个生产工艺流程、操作工况的充分掌握为先决条件的，在选择阀门类型时，设计人员应首先掌握每种阀门的结构特点和性能；
    1.3 确定阀门的端部连接
    在螺纹连接、法兰连接、焊接端部连接中，前两种zui常用。螺纹连接的阀门主要是公称通径在50mm以下的阀门，如果通径尺寸过大，连接部的安装和密封十分困难。法兰连接的阀门，其安装和拆卸都比较方便，但是较螺纹连接的阀门笨重，价格较高，故它适用于各种通径和压力的管道连接。焊接连接适用于较荷刻的条件下，比法兰连接更为可靠。但是焊接连接的阀门拆卸和重新安装都比较困难，所以它的使用于通常能长期可靠地运行，或使用条件荷刻、温度较高的场合；阀门 是化工管路上控制介质流动的一种重要附件，本讲义重于阀门实践应用，详细原理及结构剖视图参照有关资料书籍，阀门由阀体、启闭机构、阀盖三大部分组成，本次着重介绍本公司常用阀门的结构特点及其正确使用注意事项。
一、 阀门 的作用
1、启闭作用——切断或沟通管内流体的流动；
2、调节作用——调节管内流量、流速；
3、节流作用——使流体通过阀门后产生很大的压力降；
4、其他作用——a.自动启闭b.维持一定压力c.阻汽排水。
二、 阀门 的种类
1、按用途分：截断阀类、调节阀类、分流阀类、止回阀类、安全阀类；*z1i9N:r’W%}!j.~2、按作用力分：他动作用阀门、自动作用阀门。
三、 阀门 的主要参数
PN公称压力(允许流体通过的zui大的压力)；
DN公称直径；
TN温度范围(允许流体的温度范围)。
四、阀门使用前的检查
检查项目包括：
1、阀体内外表面有无砂眼、裂纹等缺陷；
2、阀座与阀体接合是否牢固，阀芯与阀座是否吻合，密封面有无缺陷；
3、阀杆与阀芯连接是否灵活可靠、阀杆有无弯曲，螺纹有无损坏、腐蚀；
4、填料、垫圈是否老化损坏；
5、阀门开启是否灵活等。
五、阀门使用过程中常出现的问题
1、与管道连接处的法兰、螺纹泄漏；
2、填料涵泄漏、腰垫泄漏及阀杆开不动；
3、阀芯与阀座间关不严形成内泄漏。
六、化工常用阀门的特点及其使用注意事项
(一)旋塞阀(考克)
特点：TN小于150度PN小于1.6Mpa其结构简单、启闭迅速、操作方便、流体阻力小等优点
使用注意事项：
1、阀杆外端为正方形，对角线标注的直线垂直与阀体方向为关闭状态，与阀体方向一致为开启状态；
2、正常开关阀门用考克扳手，避免与阀杆打滑造成安全事故；尽量不用活动扳手从而造成打滑；
3、开起阀门按前面检查项目检查，检查完后慢慢开启阀门，开启时尽量不要站在密封面方向，遇到酸碱流体时须佩戴防酸面具；
球阀与旋塞阀是同一类型阀门，只是其启闭件为带一通孔的球体，球体饶阀杆中心线旋转达到启闭目的。带夹套保温球阀不锈钢球阀不锈钢球阀快开球阀
特点：阀门结构简单，工作可靠，用于双向流动介质的管路，流体阻力小，密封性好；缺点：介质易从阀杆部位泄漏。
使用注意事项：
同旋塞阀同样；
带手柄阀门，手柄垂直于介质流动方向为关闭状态，与方向一致的为开启状态；
如遇到带夹套保温的球阀时应该注意以下事项：
应该将夹套保温蒸汽开启将阀内易结晶的介质融化后方能开闭阀门，切勿介质未*融化就强行开闭阀门；
当遇到阀门不能开启时，不能利用加长力臂的方法，强行开启阀门，因为这样会造成因阀杆受阻力较大与阀芯脱落，造成阀门损坏或造成扳手的损坏，从而造成不安全因素。
(三)蝶阀
蝶阀是利用一可饶轴旋转的圆盘来控制管路的启闭，转角大小反映了阀门的开启程度。
根据传动方式不同蝶阀分手动、气动和电动等三种，常用的为手动，旋转手柄通过齿轮传动带动阀杆从而起闭阀门。

特点：蝶阀具有结构简单、开闭较迅速，流体阻力小、维修方便等优点，但不能用于高温高压场合，PN小于1.6Mpa,t小于120度的大口径水、蒸汽、
空气、油品等管路。
使用注意事项：
1、阀芯只能旋转90度，一般阀体上会表明CLOSE和OPEN箭头方向，手轮顺时针转动为关闭、反之为开启；
2、如有时开闭有一定阻力，可以用F扳手开阀门，但不能强行开闭，否则会将阀杆齿轮搅坏；
3、禁止将手轮卸下用活动扳手扳动阀杆；(下面阀同样如此)
4、开闭时逐步开闭，观察有无异常情况，防止有泄漏。
(四)截止阀
截止阀是化工生产中使用zui广的一种截断类阀门，它与前述三种截断阀门相比不是利用其闭件的旋转打开、关闭阀门，而是利用阀杆升降带动与之相连的圆形阀盘(阀头)，改变阀盘与阀座间距离达到控制阀门的起闭。
流线式截止阀美标式截止阀
特点：截止阀上部有手轮、阀杆，中部有螺纹和填料涵密封段，小型阀门阀杆上螺纹在阀体内，其结构紧凑，但阀杆与介质接触部分多，尤其螺纹部分易腐蚀，从阀杆露出阀盖的高度可判断
截止阀结构较复杂，但操作简单、不甚费力，易于调节流量和截断通道，起闭缓慢无水锤现象，故使用较为广泛。

截止阀安装时要注意流体方向，应使管路流体由下向上流过阀座口，及所谓“低进高出”，目的是减少流体阻力，使开启省力和关闭状态下阀杆、填料涵部分不与介质接触，保证阀杆和填料涵不致损坏和泄漏。
截止阀主要用于水、蒸汽、压缩空气及各种物料的管路，可较地调节流量和严密地截断通道，但不能用于粘度大、易结晶的物料。
使用注意事项：
1、开启前检查阀门有无缺陷，特别是填料涵有无泄漏；
2、在阀杆不能用手直接转动时，可用F扳手进行开闭，当仍无法开闭时，请不要加长扳手力臂来强行开闭，从而造成阀门的损坏或引起安全事故；
3、在用于中压汽管路阀门时，开启时应该先将管内的冷凝水排净，然后慢慢将阀门开启用0.2至0.3Mpa的蒸汽进行管道的预热，避免压力突然升高引起密封面的损坏，当检查正常后将压力调至所需状态；
(五)闸阀
闸阀又称闸板阀或闸门阀，它是通过闸板的升降来控制阀门的启闭，闸板垂直于流体方向，改变闸板与阀座间相对位置即可改变通道大小。
明杆式闸阀暗杆式闸阀
根据闸阀启闭时阀杆运动情况的不同，闸阀又分明杆式和暗杆式两种。
明杆式闸阀阀杆螺纹暴露在阀体外部，开启阀门时阀杆伸出手轮，其优点是可根据阀杆外伸长度判断阀门开启大小，阀杆与介质接触长度较小，螺纹部分基本不受介质腐蚀影响，缺点是外伸空间高度大。

暗杆式闸阀阀杆螺纹在阀杆内部与闸板上内螺纹想配合，开启阀门时阀杆只旋转而不上下升降，闸板则沿阀杆螺纹上升。暗杆式闸阀的优点是外伸空间小，缺点是不能根据阀杆情况判断阀门的开启，阀杆螺纹长期与介质接触易受腐蚀。
闸阀具有流体阻力小，介质流向不变、开启缓慢无水锤现象，易于调节流量等优点，缺点是结构复杂、尺寸较大、启闭时间较长、密封面检修困难等。由于在大口径给水管
1、当阀杆开闭到位时，不能再强行用力，否则会拉断内部螺纹或插销螺丝，使阀门损坏；
2、开闭阀门时手不能直接开动时可用F扳手开闭；
3、开闭阀门时注意观察阀门的密封面，尤其是填料压盖处防止泄漏。
(六)节流阀
节流阀又称针形阀，其外形与截止阀相似，其阀芯形状不同，呈锥状或抛物线状，常用于化工仪表中，常为螺纹连接。
使用注意事项：
1、因为螺纹连接，故开闭时首先检查螺纹连接是否松动泄漏；
2、开闭阀门时缓慢进行，因为其流通面积较小，流速较大，可能造成密封面的腐蚀，应留心观察，注意压力的变化。

(七)止回阀
止回阀是利用阀前后介质的压力差而自动启闭，控制介质单向流动的阀门，又称止逆阀或单向阀。
止回阀按结构不同分为升降式(跳心式)和旋启式(摇极式)两种。
升降式旋启式
使用注意事项：
注意阀门方向，箭头与介质流向一致，如介质易结晶可能造成阀片不能压下起不到指挥、止回的作用。

(八)安全阀
安全阀是一种根据介质压力自动启闭的阀门，当介质压力超过定值时，它能自动开启阀门排放卸压，使设备管路免遭破坏的危险，压力恢复正常后又能自动关闭。
根据平衡内压的方式不同，安全阀分为杠杆重锤式和弹簧式两类。
使用注意事项：
1、安全阀使用必须在效验有效期内；
2、管路、设备上安装的安全阀控制阀通常为截止阀必须打开保证安全阀能有效工作；
3、定期将阀盘稍稍抬起，用介质来吹涤阀内杂质。
4、如安全阀不能在整定压力内工作，必须进行重新效验或更换
(九)疏水阀
疏水阀是蒸汽管路、加热器等设备系统中能自动的间歇排除冷凝水，又能防止蒸汽泄出的一种阀门。常用的有钟形浮子式、热动力式和脉冲式几种。
使用注意事项：
1、使用前先用管道旁路阀排除冷凝水，当有蒸汽时关闭旁路，起用疏水阀正道，否则阀内将会闭水起不到疏水作用；
2、起闭阀门时注意不要被蒸汽烫伤。
(十)各式取样阀
取样阀顾名思义就是用于获取介质样品从而可以进行化学分析的阀门，一般装于设备或管路上大致分为以下几种：
双联开启阀、法兰夹片阀、以及带保温夹套的取样阀；
使用注意方法：
1、双联开启阀一般由两个球阀组成，起到取样安全及在负压装置中通过联动达到取样的目的；取样时先将靠近设备、管道的第二道阀门关闭，开启*道阀门，让介质流向两道阀之间空间内；然后关闭*道阀门，打开第二道阀门，将取样器皿放置取样口盛装介质；
2、法兰夹片阀一般通过阀杆顶部锥体与阀座锥孔进行密封，取样时通过手轮转动将阀杆与锥孔脱离，从而使介质可以从锥孔流向外部取样器皿中；
3、带夹套保温的取样阀应该注意以下事项：
I应该将夹套保温蒸汽开启将阀内易结晶的介质融化后方能开闭阀门，切勿介质未*融化就强行开闭阀门；
Π当遇到阀门不能开启时，不能利用加长力臂的方法，强行开启阀门，因为这样会造成因阀杆受阻力较大与阀芯脱落，或造成阀杆与锥孔密封面损坏，从而造成阀门损坏或造成扳手的损坏，造成不安全因素。
(十一)氟塑料衬胶阀
氟塑料衬胶阀主要运用于酸碱等易腐蚀介质中，其结构原理与不衬氟塑料阀相似，只不过其阀杆、阀芯、阀座内均用氟塑料衬底，其使用方法相似。
    1.4 阀门材质的选择
    选择阀门的壳体、内件和密封面的材质，除了考虑工作介质的物理性能（温度、压力）和化学性能（腐蚀性）外，还应掌握介质的清洁程度（有无固体颗粒），除此之外，还要参照国家和使用部门的有关规定。上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀,气动截止阀,电动蝶阀,气动蝶阀正确合理的选择阀门的材质可以获得阀门的使用寿命和*的使用性能。阀体材料选用顺序为：铸铁-碳钢-不锈钢，密封圈材料选用顺序为：橡胶-铜-合金钢-F4；
    1.5 其它
    除此之外，还应确定流经阀门流体的流量及压力等级等，利用现有的资料（如阀门产品目录、阀门产品样本等）选择适当的阀门。
    2 常用阀门介绍
    阀门种类多、品种复杂，主要有闸阀、截止阀、节流阀、蝶阀、旋塞阀、球阀、电动阀、隔膜阀、止回阀、安全阀、减压阀、蒸汽疏水阀和紧急切断阀等，其中常用的有闸阀、截止阀、节流阀、旋塞阀、蝶阀、球阀、止回阀、隔膜阀。
    2.1 闸阀
    闸阀是指启闭体（阀板）由阀杆带动，沿阀座密封面作升降运动的阀门，可接通或截断流体的通道。闸阀较截止阀密封性能好，流体阻力小，启闭省力，具有一定的调节性能，是zui常用的截断阀门之一。缺点是尺寸大、结构较截止阀复杂，密封面易磨损，不易维修，一般不宜作节流用。按闸阀阀杆上螺纹位置分为明杆式和暗杆式两类。按闸板的结构特点又可分为楔式和平行式两类。
    2.2 截止阀
    截止阀是向下闭合式阀门，启闭件（阀瓣）由阀杆带动沿阀座（密封面）轴线作升降运动的阀门。与闸阀相比，其调节性能好，密封性能差，结构简单，制造维修方便，流体阻力较大，价格便宜，是一种常用的截断阀，一般用于中、小口径的管道。
    2.3 球阀
    球阀的启闭件是带圆形通孔的球体，球体随阀杆转动以实现启闭的阀门。球阀的结构简单，开关迅速，操作方便，体积小，重量轻，零部件少，流体阻力小，密封性好，维修方便。
    2.4 节流阀
    节流阀除阀瓣以外与截止阀结构基本相同，其阀瓣是节流部件，不同形状具有不同的特性，阀座的通径不宜过大，因其开启高度较小介质流速增大，从而加速对阀瓣的冲蚀。节流阀外形尺寸小、重量轻、调节性能好，但调节精度不高。
    2.5 旋塞阀
    旋塞阀是以带通孔的塞体作为启闭件，塞体随阀杆转动，以实现启闭的阀门。旋塞阀结构简单、开关迅速、操作方便、流体阻力小，部件少、重量轻。旋塞阀有直通式、三通式和四通式。直通式旋塞阀用于截断介质，三通式和四通式旋塞阀用于改变介质方向或进行介质分流。
    2.6 蝶阀
    蝶阀是蝶板在阀体内绕固定轴旋转90°即可完成启闭作用。蝶阀体积小、重量轻、结构简单，只由少数几个零件组成。
    而且只需旋转90°即可快速启闭，操作简单。蝶阀处于*开启位置时，蝶板厚度是介质流经阀体时*的阻力，因此通过该阀门所产生的压力降很小，故具有较好的流量控制特性。蝶阀分弹性软密封和金属硬密封两种密封型式。弹性密封阀门，密封圈可以镶嵌在阀体上或附在蝶板周边，密封性能好，既可用于节流，又可用于中等真空管道和腐蚀性介质。采用金属密封的阀门一般较弹性密封的阀门寿命长，但很难做到*密封，通常用于流量和压降变化大、要求节流性能好的场合。金属密封能适应于较高的工作温度，弹性密封则具有受温度限制的缺陷。
    2.7 止回阀
    止回阀是能自动阻止流体倒流的阀门，止回阀的阀瓣在流体压力作用下开启，流体从进口侧流向出口侧。当进口侧压力低于出口侧时，阀瓣在流体压差、本身重力等因素作用下，自动关闭，以防止流体倒流。按结构形式分升降式止回阀和旋启式止回阀。升降式较旋启式密封性好，流体阻力大。对于泵吸入管的吸入口处，宜选用底阀，其作用是：开泵前灌注水使泵的入口管充满水；停泵后保持入口管和泵体充满水，以备再次启动。底阀一般只安装在泵进口的垂直管道上，并且介质自下而上流动。
    2.8 隔膜阀
    隔膜阀的启闭件是一块橡胶隔膜，夹于阀体与阀盖之间。
    隔膜中间突出部分固定在阀杆上，阀体内衬有橡胶，由于介质不进入阀盖内腔，因此阀杆无需填料箱。隔膜阀结构简单、密封性能好，便于维修，流体阻力小。隔膜阀分为堰式、直通式、直角式和直流式。
    3 常用阀门选型说明
    3.1 闸阀的选型说明
    一般情况下，应闸阀。闸阀除适用于蒸汽、油品等介质外，还适用于含有粒状固体及粘度较大的介质，并适用于放空和低真空系统的阀门。对带有固体颗粒的介质，闸阀阀体上应带有一个或两个吹扫孔。对低温介质，应选用低温闸阀。

    3.2 截止阀选型说明
    截止阀适用于对流体阻力要求不严的管路上，即对压力损失考虑不大，以及高温、高压介质的管路或装置，适用于DN＜200mm的蒸汽等介质管道上；小型阀门可选用截止阀，如针形阀、仪表阀、取样阀、压力计阀等；截止阀有流量调节或压力调节，但对调节精度要求不高，而且管路直径又比较小时，宜选用截止阀或节流阀；对于剧毒介质，宜选用波纹管密封的截止阀；但截止阀不宜用于粘度较大的介质和含有颗粒易沉淀的介质，也不宜作放空阀及低真空系统的阀门。
    3.3 球阀选型说明
    球阀适用于低温、高压、粘度大的介质。大多数球阀可用于带悬浮固体颗粒的介质中，依据密封的材料要求也可用于粉状和颗粒状的介质；全通道球阀不适用于流量调节，但适用于要求快速启闭的场合，便于实现事故紧急切断；通常在密封性能严格、磨损、缩口通道、启闭动作迅速、高压截止（压差大）、低噪音、有气化现象、操作力矩小、流体阻力小的管路中，推荐使用球阀；球阀适用于轻型结构、低压截止、腐蚀性介质中；球阀还是低温、深冷介质的阀门，低温介质的管路系统和装置上，宜选用加上阀盖的低温球阀；选用浮动球球阀时其阀座材料应承接球体和工作介质的载荷，大口径的球阀在操作时需要较大的力，DN≥200mm的球阀应选用蜗轮传动形式；固定球球阀适用于较大口径及压力较高的场合；另外，用于工艺剧毒物料、可燃介质管道的球阀，应具有防火、防静电结构。
    3.4 节流阀选型说明
    节流阀适用于介质温度较低、压力较高的场合，适用于需要调节流量和压力的部位，不适用于粘度大和含有固体颗粒的介质，不宜作隔断阀。
    3.5 旋塞阀选型说明
    旋塞阀适用于要求快速启闭的场合，一般不适用于蒸汽及温度较高的介质，用于温度较低、粘度大的介质，也适用于带悬浮颗粒的介质。
    3.6 蝶阀选型说明
    蝶阀适用于口径较大（如DN﹥600mm）及结构长度要求短，以及需要进行流量调节及启闭要求快速的场合，一般用于温度≤80℃、压力≤1.0MPa的水、油品和压缩空气等介质；由于蝶阀相对于闸阀、球阀压力损失比较大，故蝶阀适用于压力损失要求不严的管路系统中。
    3.7 止回阀选型说明
    止回阀一般适用于清净介质，不宜用于含有固体颗粒和粘度较大的介质。当DN≤40mm时，宜采用升降止回阀（仅允许安装在水平管道上）；当DN＝50～400mm时，宜采用旋启式升降止回阀（在水平和垂直管道上都可安装，如安装在垂直管道上，介质流向要由下而上）；当DN≥450mm时，宜采用缓冲型止回阀；当DN＝100～400mm也可选用对夹式止回阀；旋启式止回阀可以做成很高的工作压力，PN可以达到42MPa，根据壳体及密封件的材质不同可适用于任何工作介质和任何工作温度范围。介质为水、蒸汽、气体、腐蚀性介质、油品、药品等。介质工作温度范围在-196～800℃之间。

    3.8隔膜阀选型说明

    隔膜阀适用于工作温度小于200℃、压力小于1.0MPa的油品、水、酸性介质和含悬浮物的介质，不适用于有机溶剂和强氧化剂介质；研磨颗粒性介质宜选堰式隔膜阀，选用堰式隔膜阀要参照它的流量特性表；粘性流体、水泥浆以及沉淀性介质宜选用直通式隔膜阀；除特定要求，隔膜阀不宜用于真空管路和真空设备上。

    4 结束语
    通过以上分析可知，一般情况下，应闸阀。截止阀适用于对流体阻力要求不严的管路上，以及高温、高压介质的管路或装置，不宜用于粘度较大和含有颗粒的介质，也不宜作放空阀及低真空系统的阀门。球阀适用于低温、高压、粘度大的介质，通常用在密封性能严格、磨损、缩口通道、启闭动作迅速、压差大、低噪音、有气化现象、操作力矩小、流体阻力小的管路中。节流阀适用于介质温度较低、压力较高的场合，不适用于粘度大和含有固体颗粒的介质，不宜作隔断阀。旋塞阀适用于要求快速启闭的场合，一般不适用于蒸汽及温度较高的介质，用于温度较低、粘度大的介质，也适用于带悬浮颗粒的介质。蝶阀一般用于温度≤80℃、压力≤1.0MPa的水、油品和压缩空气等介质；由于蝶阀相对于闸阀、球阀压力损失比较大，故蝶阀适用于压力损失要求不严的管路系统中。止回阀一般适用于清净介质，不宜用于含有固体颗粒和粘度较大的介质。隔膜阀适用于工作温度小于200℃、压力小于1.0MPa的油品、水、酸性介质和含悬浮物的介质，不适用于有机溶剂和强氧化剂介质。在石油、化工及其它行业的管道系统，阀门应用、操作频率和服务千变万化，要控制或杜绝低微的泄漏，zui重要、zui关键的设备是阀门。合理的选择阀门能够降低装置的建设费用、保证生产安全运行。与本文相关的产品有：固定比例式减压阀在稳健医疗应用