管道閥門的安裝及特性分析

楊選林

（溫州市龍灣區(qū)質(zhì)檢所，浙江 溫州 325000）

一、閥門分類

（一）按作用分

按照閥門的作用來看，其可分為截?cái)嚅y、調(diào)節(jié)閥、止回閥、分流閥以及安全閥。其中截流閥的作用是接通或者截?cái)嘟橘|(zhì)流，截流閥包括針型儀表閥、碟閥、旋塞閥、隔膜閥、球塞閥、閘閥、柱塞閥、截止閥以及球閥等等；調(diào)節(jié)閥顧名思義其作用就是調(diào)節(jié)介質(zhì)流的壓力、流量等，調(diào)節(jié)閥還有節(jié)流閥以及減壓閥等；止回閥的作用是防止管道內(nèi)介質(zhì)倒流，止回閥的結(jié)構(gòu)有多種；分流閥則主要用于介質(zhì)的混合、分離以及分配，疏水閥、分配閥等都屬于分流閥；此外還有安全閥，在介質(zhì)超壓時，安全閥會起到安全保護(hù)的作用。

（二）按閥門主要參數(shù)分

1、壓力

按壓力進(jìn)行分類，閥門可以分為真空閥、低壓閥、中壓閥、高壓閥以及超高壓閥。其中真空閥的工作壓力要低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；低壓閥的公稱壓力小于1.6 Mpa；中壓閥的在2.5 Mpa到6.4 Mpa之間；高壓閥在10.0 Mpa到80.0 Mpa之間，超高壓閥的公稱壓力則大于100 Mpa。

2、介質(zhì)溫度

按照介質(zhì)的溫度來進(jìn)行分類，閥門可分由低到高五個等級，即超低溫閥、低溫閥、常溫閥、中溫閥以及高溫閥。其中超低溫閥的介質(zhì)溫度小于-100℃，低溫閥的介質(zhì)溫度則大小-100℃到-40℃之間，常溫閥的介質(zhì)溫度在-40℃到120℃之間，中溫閥則在120℃到450℃之間，介質(zhì)溫度大于450℃的要采用高溫閥。

3、材料

按照材料分類閥門可以分為金屬閥門、非金屬閥門以及金屬閥體襯里閥門。這其中鑄鐵閥門、碳鋼閥門、蒙乃爾合金閥門、鋁合金閥門、鑄鋼閥門、鈦合金閥門、鉛合金閥門、低合金鋼閥門、銅合金閥門以及高合金鋼閥門都是金屬閥門；而非金屬閥門有塑料、玻璃以及陶瓷等；襯塑料、襯搪瓷、襯鉛的閥門則屬于金屬閥體襯里閥門等。

（三）通用分類

除上述分類方法外，還有一種國際、國內(nèi)都常用到通用分類方法。通用分類按照閥門的結(jié)構(gòu)、作用以及原理進(jìn)行劃分，按照這種分類方法閥門一般可分為：底閥、排污閥、過濾器、疏水閥、止回閥、球閥、隔膜閥、儀表閥、閘閥、節(jié)流閥、蝶閥、旋塞閥、減壓閥、柱塞閥、安全閥、截止閥、調(diào)節(jié)閥等等。

二、管道閥門的選擇

（一）閥門的選擇步驟

首先要確定閥門在管道中的用途，并確定其工作條件，比如適用介質(zhì)、環(huán)境溫度以及壓力等；第二，然后再確定管道與閥門的連接方法以及公稱通徑，連接方法有螺紋連接、法蘭連接以及焊接連接三種，下面會詳細(xì)討論；第三再確定操作閥門的方法，一般有氣動、液動、手動、電磁、電動、電液聯(lián)動或電氣聯(lián)動等方法；第四選擇閥門殼體及內(nèi)件材料，選擇時要依據(jù)上述工作條件來確定，通常有可鍛鑄鐵、碳素鋼、銅合金、灰鑄鐵、合金鋼、球墨鑄鐵以及不銹耐酸鋼等；第五，確定閥門種類和形式；第六，確定閥門的幾何參數(shù)，并利用現(xiàn)有的閥門產(chǎn)品樣本、目錄等最終確定使用何種閥門。

（二）閥門的選擇依據(jù)

選擇閥門要按照閥門的工作環(huán)境、用途以及操控方法，比如在選擇泵房的水泵出口閥門時，首先滿足水泵可以閉閥啟動和停止的要求，以降低電流啟動和停機(jī)時對水泵產(chǎn)生沖擊；然后再裝配止回閥，從而防止水泵機(jī)且突然停轉(zhuǎn)時可以快速的關(guān)閉閥門，以免水泵長時間反轉(zhuǎn)。然后還要考慮保證水磁機(jī)組安全運(yùn)行，配置消除水錘閥門。

此外還要根據(jù)閥門的工作環(huán)境來選擇：仍以上述泵房水泵出口閥的選擇為例，如果選擇微阻緩閉止回閥和電動蝶閥的組合，止回閥可以防止水錘和水泵反轉(zhuǎn)，電動蝶閥則可以防止閉閥啟動和停機(jī)，這種組合結(jié)構(gòu)比較簡單，因此故障率也相對較低，不過這種組合對于安裝空間有一定要求，因?yàn)槠渌韬烷L度都比較大，較適用于對能耗要求不高的小型泵站。如果選用液控緩閉式回閥，則可以滿足水泵出口閥門的必須功能，而且安裝長度以及水阻都比較小，不過其需要高壓液壓系統(tǒng)輔助，所以結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障率高，一般用于有較多備用機(jī)組或者大型泵站等。如果水泵出口選擇多功能控制閥，它的安裝長度會小于微阻緩閉止回閥和電動蝶閥的組合，也不像液控緩閉止回閥那樣需要一個液壓系統(tǒng)，因此結(jié)構(gòu)簡單故障率低，而且消除水錘的效果很好，不過水阻也是這三組選擇中最高的一種，因此適合無人值班或者水錘嚴(yán)重的泵站。

（三）閥門選擇的原則

1、開放和截止介質(zhì)用閥門

直通式流道的閥門，由于其流阻比較小，所以一般選擇開放和截止介質(zhì)閥門；而向下閉合的閥門比如柱塞閥或者截止閥，因?yàn)榱鞯辣容^曲折，因此流阻相對較高，所以選擇的比較少，如果工作場合要以有較高的流阻，則可以選擇閉合閥門。

2、控制介質(zhì)流量閥門

控制介質(zhì)流量的閥門可以選擇比較容易調(diào)節(jié)流量的閥門。一般向下的閉合閥門——比如截止閥——就比較適合，因?yàn)槠溟y座尺寸和關(guān)閉間的行程成正比；而諸如旋塞閥、球閥、蝶閥等旋轉(zhuǎn)閥門，或者隔膜閥、夾緊閥之類的撓曲閥體閥門，都可以用于控制介質(zhì)流量，不過會受到閥門口徑是否適用的局限。此外，由于閘閥是以圓盤閘板對圓形閥座口做橫切運(yùn)動，只有在靠近關(guān)閉部位時控制介質(zhì)流量的效果才比較好，因此在流量控制時較少使用。

3、換向分流閥門

換向分流閥門通常按照換向分流的實(shí)際需要，可以用三個或以上的通道。通常球閥和旋塞閥比較適用，所以多數(shù)換向分流用的閥門都選擇這類。不過有些特定的情況，把若干個其它類型的閥門進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合、連接，也可以用作換向分流。

4、含有懸浮顆粒介質(zhì)閥門

如果介質(zhì)中有懸浮顆粒，則比較適用具備擦拭功能的閥門，因?yàn)檫@類閥門的關(guān)閉件沿著密封面進(jìn)行滑動，具有一定的擦拭功能。不過如果關(guān)閉件和閥座的來回運(yùn)動是垂直的，就會夾帶顆粒，所以要在非密封面材料允許嵌入顆粒的情況下才能使用，不然就只能用作基本清潔的介質(zhì)。一般旋塞閥和球閥都有這種作用。

三、管道閥門的安裝特性

（一）螺紋連接

螺紋連接一般是把閥門的進(jìn)出口兩端做成直管錐管螺紋，使其可以旋接管道或者錐管螺紋接頭上。不過要注意這種連接方法會出現(xiàn)泄露溝道，所以要用填料或者膠帶等材料把這些溝通堵塞住。如果閥體材料能焊接，那么還可以在連接后進(jìn)行密封焊；不過要注意，如果材料的膨脹系數(shù)有很大差異，或者其工作溫度有較大的變化范圍，則螺紋連接部位一定要做密封焊。一般公稱通徑小于50mm的閥門適用于螺紋連接，如果公稱通徑的尺寸太大，則會影響其連接部位的密封和安裝。可以在管道系統(tǒng)的相應(yīng)位置用管接頭，從而方便螺紋連接閥門的安裝拆卸。用于公稱通徑小于50mm的閥門的管接頭可以用管套節(jié)來代替，其螺紋可以把需要連接的兩個部位連接在一起。

（二）法蘭連接

閥門用法蘭連接安裝拆卸比較方便，不過成本較高，而且與螺紋連接來看也稍顯笨重，通常用于各個壓力和通徑管道連接。

（三）焊接連接

焊接連接在各個溫度和壓力下都比較適用，即使條件比較苛刻也可以使用，而且比法蘭連接更可靠。不過閥門焊接連接在拆卸以及后續(xù)的重新安裝比較困難，因此一般在高溫場合或者條件苛刻的場合，以及可以可靠、長期運(yùn)行的場合，比如核能、火力發(fā)電站等管道。

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