化工設(shè)計中壓力管道閥門管件的設(shè)計

楊 濤

（陜西建工安裝集團(tuán)有限公司，陜西西安 710054）

1 閥門管件的概述

閥門管件是化工用所生產(chǎn)和使用的各種壓力管路和系統(tǒng)中最重要的組成部分，閥門管件應(yīng)當(dāng)具備三個基本方面的主要功能：①閥門管件需要發(fā)揮接通或者截斷介質(zhì)的作用；②閥門管件需要具備阻止了介質(zhì)于管路內(nèi)部的返回現(xiàn)象的作用；③閥門管件要能夠有效地調(diào)節(jié)化工管道系統(tǒng)中各種因素所產(chǎn)生的壓力和流動量，從而使得各種化學(xué)管道內(nèi)部的各種媒介可以直接實(shí)現(xiàn)分離、混合[1]。所以在設(shè)計各種化工管道時，就需要針對各種化工管道的系統(tǒng)以及所處的環(huán)境條件進(jìn)行深入的研究和分析，對各種壓力管道上的閥門和管件等都進(jìn)行合理的設(shè)計，從而保證各種化工管道的正常、安全使用。

2 閥門泄漏的原因

閥門是我國化工領(lǐng)域中各個行業(yè)在生產(chǎn)和使用過程中必須的、不可忽視的控制設(shè)備，其主要功能有以下幾方面，首先是維持和保護(hù)各個工程環(huán)節(jié)中管路的運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性，其次是在充分滿足各種工藝和技術(shù)需要的條件基礎(chǔ)上，對管道進(jìn)行合理的調(diào)控，完成各種產(chǎn)品的生產(chǎn)[2]。目前引起閥門泄漏的主要原因大致分為幾個層次：

1）受到了閥門的設(shè)計和生產(chǎn)工藝技術(shù)的限制，閥門在其管路中的封閉的環(huán)境中就會發(fā)生各種各樣的問題，從而直接造成了導(dǎo)致管路內(nèi)有害物質(zhì)的排放被泄漏出去或者滲入進(jìn)去，給自然環(huán)境帶來污染的同時也給企業(yè)造成了嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。

2）在閥門的設(shè)計和制造工作過程中，當(dāng)所用材料的選取存在著較大的不科學(xué)性時，閥門在實(shí)際應(yīng)用的過程中會直接發(fā)生零配件的結(jié)構(gòu)發(fā)生變形、銹蝕或者是損害，這就會直接致使閥門發(fā)生泄漏等問題。然后，由于管道閥門管件的設(shè)計和制造大都采用“鑄造”的工藝技術(shù)，因此在這種類型閥門設(shè)計和進(jìn)行鑄造工藝的過程中，受到了一些操作管理者和企業(yè)人員自身的各種環(huán)境因素或是一些外界環(huán)境等的雙重影響，很容易產(chǎn)生一些帶有閥體“砂眼”的問題，如果“砂眼”問題不能夠及時被發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行設(shè)計和使用到了一個帶有砂眼的閥門時，則容易會發(fā)生一些液體、氣體介質(zhì)的滲漏等問題，針對這些問題可以通過水壓實(shí)驗方式進(jìn)行嚴(yán)格的檢測和急性密封型的實(shí)驗，并及時更換更優(yōu)質(zhì)的閥門，盡量避免泄漏等問題出現(xiàn)。

3）在閥門的使用和操作過程中，當(dāng)工作中出現(xiàn)了閥桿開啟不嚴(yán)、閥門被堵塞、或者可能是閥門被卡住而壞死等情況時，同樣也很有可能會造成導(dǎo)致閥體的介質(zhì)發(fā)生泄漏等問題，造成對生態(tài)環(huán)境的破壞，造成了化工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失和生產(chǎn)安全的問題，甚至出現(xiàn)威脅到操作人員人身安全等問題。

3 化工設(shè)計中閥門管件的主要特點(diǎn)及用途

3.1 閥門管件的選擇

在化工專用的閥門中，要在滿足產(chǎn)品需求的條件前提下，進(jìn)而根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的閥門管件。閘閥是一種已經(jīng)被廣泛使用的管道附件通常情況下，但是閘閥的性能缺點(diǎn)非常明顯，例如在對閥門進(jìn)行開關(guān)時，其所需要消耗的時間比較長，在進(jìn)行開關(guān)操作的過程中，極其容易使得介質(zhì)直接沖蝕其密封表面，所以在閥門管件選擇過程中不能使用在那些含有水分懸浮性的物質(zhì)或者是帶有水分和結(jié)晶體的介質(zhì)，一般使用范圍僅限于那些完全開啟或者是完全閉合而且無法用來調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量所使用的管路和系統(tǒng)[3]。在化工設(shè)計中，常見的還有楔式雙閘板電動機(jī)閘閥，在實(shí)際操作中，通常會在各種含水量大的或者含空氣的液體介質(zhì)中、油氣介質(zhì)中或者高溫的水質(zhì)介質(zhì)中選擇使用這種閘閥。但是如果是介質(zhì)對密封表面的腐蝕和磨損較大或者開啟和關(guān)閉比較頻繁的管路系統(tǒng)中，就不太適合用楔式雙閘板電動機(jī)閘閥，設(shè)計者可以根據(jù)介質(zhì)的基本特點(diǎn)，選擇適合的材料閥門管件，可以考慮采用楔式單閘板閘閥。

3.2 壓力管道閥門關(guān)鍵管件的設(shè)計

3.2.1 切斷閥的設(shè)計

在化工管道的介質(zhì)上進(jìn)行流動過程中，其中所運(yùn)用的主要管件就是切斷閥。而且切斷式閥門的類型也比較廣泛，例如水閘、蝴蝶閥、球閥等。其對于切斷化學(xué)閥門的操作，主要目的就在于自動地接收到信號的調(diào)整儀器中，并對各個化學(xué)管路中的流體及其連接點(diǎn)的切斷情況進(jìn)行合理控制[4]。因此，對于在設(shè)計和切斷一個閥門的過程中，要特別注意以下幾點(diǎn)：一是在對一個儲罐管口的閥位和溫度進(jìn)行切斷的過程中，設(shè)立一個與低于最高液態(tài)位置的一個儲罐管口相對應(yīng)的切斷閥，從而能夠?qū)ι刃吻袛嚅y的方式進(jìn)行保持；二是在跨越各個部門、單位地區(qū)和企業(yè)廠區(qū)的各種化工壓力管路中對截斷閥進(jìn)行了運(yùn)用從而達(dá)到能夠更好地完成區(qū)域之間相互截斷的工作；三是在進(jìn)行管道閥門設(shè)計的過程中，需要針對盲板以及雙切斷閥進(jìn)行了運(yùn)用，從而使閥門能夠?qū)Ω鞣N介質(zhì)流通方式進(jìn)行有效分類，避免出現(xiàn)交叉污染等安全問題。

3.2.2 調(diào)節(jié)閥組的設(shè)計

通常會把管道調(diào)節(jié)閥的參數(shù)稱為控制閥，通過管道內(nèi)部單元所傳輸?shù)男盘柡蛿?shù)據(jù)來對控制閥的參數(shù)值進(jìn)行變化，從而能夠達(dá)到最終控制的目標(biāo)，其主要包含管道內(nèi)部介質(zhì)間流量、溫度以及壓力進(jìn)行控制。一般情況下，對于調(diào)整閥的組織結(jié)構(gòu)，需對切斷旁通閥及兩側(cè)的切斷閥進(jìn)行合理的配置。其主要目的就在于保證人們的生活以及對管道中的介質(zhì)進(jìn)行調(diào)控的過程中，對人們的生活以及管道的生產(chǎn)沒有不利的因素并產(chǎn)生一定的積極影響。與此同時，對于調(diào)節(jié)閥的兩端是固定的，這就需要對排水閥的管件進(jìn)行設(shè)立，對上游的切斷閥和調(diào)節(jié)閥之間的位置關(guān)系要做到合理調(diào)節(jié)，從而保證管道內(nèi)部各個介質(zhì)的正常工作。

3.2.3 止回閥的設(shè)計

止回閥屬于一種閥門管件，它是一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動啟停和控制的閥門，其主要作用之一就是對流體在壓力作用下形成的回流現(xiàn)象予以預(yù)防。在對工藝化學(xué)管路的設(shè)計過程中要求對工藝化學(xué)管線和設(shè)備之間要進(jìn)行永久性連接，從而達(dá)到預(yù)防回流現(xiàn)象的發(fā)生。通常來說，在化學(xué)管道中對于止回閥的安裝方式是水平安裝，對管道的形態(tài)以及空間的局限性進(jìn)行考慮，從而對垂直管道進(jìn)行安裝止回閥的可行性。壓力管道系統(tǒng)中對于壓流的方向是從低壓流進(jìn)入高壓流之中，這就要求止回閥的安裝位置應(yīng)該在低壓流的線路管道中。

3.2.4 盲板的設(shè)計

盲板主要是對中間無法打開孔道的管口進(jìn)行管理與控制，主要作用之一就是對管口進(jìn)行封閉。從盲板的整體結(jié)構(gòu)來看，主要有四種不同的類型：板式盲板、墊圈盲板、插片盲板和8字盲板。在對盲板進(jìn)行設(shè)計安裝整個進(jìn)程中，其主要目的就是對于設(shè)備進(jìn)行隔離維護(hù)以及不定期地對于設(shè)備進(jìn)行檢測保養(yǎng)。在區(qū)段化工管道的設(shè)備中，對于易燃易爆的介質(zhì)與其他管道進(jìn)行連通的過程中，盲板的運(yùn)用是容易受影響的。對于盲板設(shè)計的整個過程中，通常需要運(yùn)用的都是8字盲板，其重量不能超過100磅[5]。

3.2.5 過濾器結(jié)構(gòu)的設(shè)計

管道傳送裝置最重要的一個管件就是過濾器，對于這種類型過濾器安裝，大部分采取安裝位置都是方形安裝，就是通過減壓閥進(jìn)口處，其中減壓閥的作用主要就是對管道中的各種介質(zhì)物料進(jìn)行過濾。在日常使用這種過濾網(wǎng)的工作過程中，比較容易發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)物體和過濾網(wǎng)管口堵塞的情況，這時就需要設(shè)計對于堵塞的物體進(jìn)行及時去除，再對過濾網(wǎng)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和重新安置，這就在一定程度上加大了日常養(yǎng)護(hù)工作的難度。因此，要在化學(xué)管道上對過濾器進(jìn)行安裝，從而能夠?qū)橘|(zhì)的流通進(jìn)行有效的過濾工作。同時，在化工生產(chǎn)上游中還可能存在噪聲過大的現(xiàn)象，通過過濾器的安裝，保證化學(xué)管道設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

4 結(jié)語

化工壓力管道系統(tǒng)中其最重要的構(gòu)成部件是閥門管件，板的安裝位置是在管道的布置中，其中盲板作用是對設(shè)備進(jìn)行隔離維修以及不定期地對設(shè)備進(jìn)行檢測和保養(yǎng)。止回閥是屬于能夠自動開關(guān)的閥門管件，主要作用是對介質(zhì)在壓力的作用之下形成回流現(xiàn)象進(jìn)行預(yù)防。對于切斷閥門的運(yùn)用，主要是在自動接收信號的調(diào)節(jié)儀器中，并且對化學(xué)管道中流體和連接的切斷進(jìn)行合理的控制。閥門泄漏等安全問題一直以來都是困擾著我國企業(yè)在工業(yè)生產(chǎn)中普遍存在的重大問題，對于企業(yè)安全發(fā)展有著至關(guān)重要的作用，如果處理得當(dāng)，不僅可以大幅度提高工業(yè)產(chǎn)品行業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益，還對于企業(yè)的生產(chǎn)和運(yùn)營安全、節(jié)能減排、環(huán)保保護(hù)等方面具有著直接的影響和促進(jìn)作用。對此，在實(shí)際操作過程中，設(shè)計中必須明確化工企業(yè)閥門出口泄漏的深層原因，并提出具有針對性地優(yōu)化和設(shè)計選型方案，科學(xué)地對化工設(shè)計壓力管道閥門管件進(jìn)行設(shè)計，促進(jìn)化工企業(yè)的行業(yè)穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展。