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，現在介紹閥門實用技術問題閥門是流體輸送系統中的控制部件，具有截止、調節、導流、防止逆流、穩壓、分流或溢流泄壓等功能。用于流體控制系統的閥門，從簡單的截止閥到極為復雜的自控系統中所用的各種閥門，其品種和規格相當繁多。閥門可用于控制空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質、泥漿、油品、液態金屬和放射性介質等各種類型流體的流動。閥門根據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、荷蘭等歐洲國家現在已采用統一的歐洲標準(EN)，以全新的面貌脫離本國舊的標準體系。另一方面，隨著我國經濟體制改革的不斷深入．閥門行業的結構有了較大變化，產品結構有很大的提高，經過國家發改委和中國機械工業聯合會的組織，閥門行業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、石油天然氣工業管線輸送系統管線閥門國產化、產品品種增加許多，現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，具有一定的調節性能，明桿式可根據閥桿升降高低調節啟閉程度，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的閥門。

優點：

①流體阻力小；

②啟、閉所需力矩較小；

③可以使用在介質向兩方向流動的環網管路上，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小；

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，而且具有非常可靠的切斷功能，又由于閥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。因此，這種類型的閥門非常適合作為切斷或調節以及節流用。 

截止閥與閘閥相比，其調節性能好，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閥門。

優點：

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生了變化，因此截止閥的小流阻也較高于大多數其他類型的閥門；

②由于行程較長，開啟速度較球閥慢。 



03節流閥

節流閥是通過改變節流截面或節流長度以控制流體流量的閥門。將節流閥和單向閥并聯則可組合成單向節流閥。節流閥和單向節流閥是簡易的流量控制閥，在定量泵液壓系統中，節流閥和溢流閥配合，可組成三種節流調速系統，即進油路節流調速系統、回油路節流調速系統和旁路節流調速系統。節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定，一般僅用于負載變化不大或對速度穩定性要求不高的場合。節流閥的外形尺寸小，重量輕，調節性能較截止閥和針形閥好，但調節精度不高。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。

優點：

①構造較簡單，便于制造和維修，成本低。

②調節精度不高，不能作調節使用。

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，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壓的輔助系統提供補給的管路上。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*密封；

④可實現快速啟閉，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中。快速啟閉閥門時，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，且具有摩擦系數小、性能穩定、不易老化、溫度適用范圍廣和密封性能優良的綜合性特點。但聚四氟乙烯的物理特性，包括較高的膨脹系數，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，但是依據適用的性質和密封面的耐沖蝕性，有時也可用于節流。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。

優點：

①旋塞閥用于經常操作，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流的作用。蝶閥又叫翻板閥，是一種結構簡單的調節閥，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，流阻系數小；

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

缺點：

①流量調節范圍不大，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調節性能相對較差，只在小范圍內調節（一般在關閉至2/3開度時，可用于流量調節）。 

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，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行已經近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“有調節閥術語方面的解釋”“調節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