閥門在工業生產中的應用及選型經驗

靳曉榮 郝麗明 謝彬 朱音 任翠宏

摘 要：隨著現代工業的不斷發展，過程控制的多樣性和工藝條件的復雜性，對于控制閥的需求量不斷增加，在流體管道系統中，閥門是接通或切斷管道介質，改變介質的流動方向，調節介質的壓力和流量，保護管路設備正常運行的重要控制元件。

關鍵詞：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10萬噸TDI裝置就擁有上萬臺各式各樣的閥門，但往往由于制造、使用選型、維修不當等原因發生跑、冒、滴、漏等現象，由此造成的產品質量低、能耗提高、設備腐蝕，甚至造成停車等事故已屢見不鮮。這時就對從事閥門操作人員、維修人員以及工程技術人員提出了新的要求，除了正確操作閥門、及時檢維修之外，對于了解閥門的分類、特性和結構及閥門選型的步驟和依據也變得至關重要。

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、偏心旋轉閥等。總體的可分兩大類：自動閥門和驅動閥門。自動閥門是依靠介質（液體、氣體）本身的能力而自行動作的閥門。驅動閥門是借助手動、電動、液動、氣動來操縱動作的閥門。

2 閥門的特性和結構

（1）閥門的特性。1）使用特性：閥門的類別，如：閉路閥門、調節閥門、安全閥門等；產品類型，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）結構特性：閥門的結構長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；閥桿結構形式等。

（2）閥門的結構。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，根據不同的使用要求，有多種結構形式。1）閥的上閥蓋形式。上閥蓋位于執行機構和閥體之間，為了適應不同的工作溫度和密封要求，有四種常見結構。①普通型，適用于高溫場所，工作溫度范圍為-20～200℃。②吸（散）熱型，介質工作溫度在-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工作。③長頸型，適用于深度冷凍場所，介質工作溫度范圍-250～-60℃。④波紋管密封型，閥桿可動部分采用波紋管密封，可以避免介質泄露以及人身中毒和爆炸事故，適用于強毒性、易揮發、易滲透或貴重的工藝介質。2）閥芯。①直行程閥芯，可分為平板型、柱塞型、窗口型、多級型和套筒型等五種形式。②角行程閥芯，包括偏心旋轉閥芯、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）首先要確認閥門在設備或裝置中的用途，確定閥門的工作條件包括流通介質、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）確認閥門選用的控制方式（手動、電動、氣動或液動等）以及閥門的形式（閘閥、截止閥、球閥、蝶閥、薄膜閥、節流閥、安全閥、減壓閥等）。4）選擇閥體組件材質時，主要考慮工藝介質的腐蝕性、溫度、壓力、氣蝕和沖刷等因素。考慮氣蝕和沖刷等因素時，可選用特殊合金或特殊結構形式的閥；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，可選用二鈦不銹鋼（Cr18Ni12Mo2Ti），還可選用適用于大多數腐蝕介質的全鈦材質。 5）確認閥門參數以及閥門的幾何參數。閥門參數包括：允許流阻、排放能力、背壓等，管道的公稱通徑等。閥門的幾何參數包括：法蘭間距、法蘭連接形式及尺寸、連接的螺栓數量、整個閥門外型尺寸等。

（2）選擇閥門的原則。介質中帶有懸浮顆粒時，如果關閉件對閥座的來回運動是豎直的，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。球閥和旋塞閥在啟閉過程中對密封面均有擦拭作用，故適宜用在帶有懸浮顆粒的介質中。

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。“V”型球閥是在球形閥芯上開了一個“V”形口。工作時，執行機構推桿經球閥的曲柄使閥芯旋轉，隨著球的旋轉改變開口面積。“V”型球閥由于流路簡單，流通能力大，閥座采用軟質材料，密封可靠，特別適合于纖維、紙漿、低溫、粘度大的介質。依據密封的材料要求也可用于粉狀和顆粒狀的介質的控制。

（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，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的管路系統中。

（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。薄膜通過閥桿帶動閥芯作上下移動，以改變流通面積，達到流量調節。隔膜閥結構簡單，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節，對于強酸、強堿等高腐蝕場所，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；對調節精度要求不高，而且管路直徑又比較小時，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的場合，適用于溫度較低、粘度大的介質或帶懸浮顆粒的介質。一般不適合用在蒸汽及溫度較高的介質管路上。

（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，還適用于含有粒狀固體及粘度較大的介質和用于排空和低真空系統的閥門。

總之，閥門應用、操作頻率和服務千變萬化，要控制或杜絕那怕是低微的泄漏，最重要、最關鍵的設備還數閥門，學會正確選擇閥門是保證生產線安全平穩運行的重要保障。

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