閥門的正確選用

                           閥門的正確選用

                         上海申弘閥門有限公司
4.1 基本原則
正確選擇閥門首先要清楚工藝要求，要符合壓力、溫度和介質(zhì)特性，其次要清楚功能要求，是自動還是手動，是切斷還是調(diào)節(jié)，是嚴格切斷還是基本切斷，后要考慮成本，能用低規(guī)格的就不用高規(guī)格的，能用簡單的就不用復(fù)雜的。正確、合理地選用閥門，可以獲得的使用壽命和*的性能。

閥門選用原則 
閥門是介質(zhì)流通或壓力系統(tǒng)中的一種設(shè)施，它用來調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量或壓力。其功能包括切斷或接通介質(zhì)，控制流量，改變流量，改變介質(zhì)流向，防止介質(zhì)回流，控制壓力或泄放壓力。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(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導(dǎo)式減壓閥,空氣減壓閥,氮氣減壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動閥門、電動閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。 依照閥門的用途和作用來分，可分為：切斷閥類（其作用是接通和截斷管路內(nèi)的介質(zhì)，如球閥、閘閥、截止閥、蝶閥和隔膜閥）；調(diào)節(jié)閥類（其作用是用來調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量、壓力的參數(shù)，如調(diào)節(jié)閥、節(jié)流閥和減壓閥等）；止回閥類（其作用是防止管路中介質(zhì)倒流，如止回閥和底閥）；分流閥類（其作用是用來分配、分離或混合管路中的介質(zhì)，如分配閥、疏水閥等）；安全閥類 依驅(qū)動形式來分，可分為：手動閥；動力驅(qū)動閥（如電動閥、氣動閥）；自動類（此類不手須外力驅(qū)動，而利用介質(zhì)本身的能量來使閥門動作，如止回閥、安全閥、自力式減壓閥和疏水閥等） 依公稱壓力分類可分為：真空閥門（工作壓力低于標準大氣壓）；低壓閥門（公稱壓力小于或等于1.6Mp）;中壓閥門（公稱壓力為2.5MPA、4.0MPA、6.4MPA）；高壓閥門（公稱壓力10MPA—80MPA）；超高壓閥門（大于100MPA） 按溫度等級分類可分為：超低溫閥門（工作溫度低于—80℃）；低溫閥門（工作溫度介于—40℃~—80℃）；常溫閥門（工作溫度高于—40℃，而低于或等于120℃）；中溫閥門（工作溫度高于120℃，而低于450℃）；高溫閥門（工作溫度高于450℃） 通常分類法是按照既考慮工作原理和作用，又考慮閥門結(jié)構(gòu)，此為國內(nèi)通常分類法，可分為：閘閥；蝶閥；截止閥；止回閥；旋塞閥；球閥；夾管閥；隔膜閥；柱塞閥等。 
下面介紹一下各種閥門的優(yōu)缺點：

閘閥：閘閥是指關(guān)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(zhì)用，即全開或全關(guān)使用。一般，閘閥不可作為調(diào)節(jié)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(jù)閥門的不同材質(zhì)。但閘閥一般不用于輸送泥漿等介質(zhì)的管路中。

優(yōu)點：

①流體阻力小；

②啟、閉所需力矩較小；

③可以使用在介質(zhì)向兩方向流動的環(huán)網(wǎng)管路上，也就是說介質(zhì)的流向不受限制；

④全開時，密封面受工作介質(zhì)的沖蝕比截止閥小；

⑤形體結(jié)構(gòu)比較簡單，制造工藝性較好；

⑥結(jié)構(gòu)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(xiàn)象；

③一般閘閥都有兩個密封面，給給加工、研磨和維修增加了一些困難；

④啟閉時間長。 蝶閥：蝶閥是用圓盤式啟閉件往復(fù)回轉(zhuǎn)90°左右來開啟、關(guān)閉和調(diào)節(jié)流體通道的一種閥門。

優(yōu)點：

①結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，耗材省，別用于大口徑閥門中；

②啟閉迅速，流阻小；

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

缺點：

①流量調(diào)節(jié)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(jié)構(gòu)和密封材料的限制，不宜用于高溫、高壓的管路系統(tǒng)中。一般工作溫度在300℃以下，PN40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。 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(zhuǎn)90°實現(xiàn)開啟和關(guān)閉的目的。球閥在管道上主要用于切斷、分配和改變介質(zhì)流動方向，設(shè)計成V形開口的球閥還具有良好的流量調(diào)節(jié)功能。

優(yōu)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(yīng)用于腐蝕性介質(zhì)和低沸點液體中；

③在較大的壓力和溫度范圍內(nèi)，能實現(xiàn)*密封；

④可實現(xiàn)快速啟閉，某些結(jié)構(gòu)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(tǒng)中。快速啟閉閥門時，操作無沖擊。

⑤球形關(guān)閉件能在邊界位置上自動定位；

⑥工作介質(zhì)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(zhì)隔離，因此高速通過閥門的介質(zhì)不會引起密封面的侵蝕；

⑧結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，可以認為它是用于低溫介質(zhì)系統(tǒng)的合理的閥門結(jié)構(gòu)；

⑨閥體對稱，尤其是焊接閥體結(jié)構(gòu)，能很好地承受來自管道的應(yīng)力；

⑩關(guān)閉件能承受關(guān)閉時的高壓差。⑾全焊接閥體的球閥，可以直埋于地下，使閥門內(nèi)件不受浸蝕，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(zhì)都有是惰性的，且具有摩擦系數(shù)小、性能穩(wěn)定、不易老化、溫度適用范圍廣和密封性能優(yōu)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(shù)，對冷流的敏感性和不良的熱傳導(dǎo)性，要求閥座密封的設(shè)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(diào)節(jié)性能相對于截止閥要差一些，尤其是氣動閥（或電動閥）。

截止閥：

     是指關(guān)閉件（閥瓣）沿閥座中心線移動的閥門。根據(jù)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(guān)系。由于該類閥門的閥桿開啟或關(guān)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(guān)系，非常適合于對流量的調(diào)節(jié)。因此，這種類型的閥門非常遷合作為切斷或調(diào)節(jié)以及節(jié)流用。

優(yōu)點：

①在開啟和關(guān)閉過程中，由于閥瓣與閥體密封面間的磨擦力比閘閥小，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(zhì)通過閥門的流動方向發(fā)生了變化，因此截止閥的小流阻也較高于大多數(shù)其他類型的閥門；

②由于行程較長，開啟速度較球閥慢。

 

旋塞閥：

是指關(guān)閉件成柱塞形的旋轉(zhuǎn)閥，通過90°的旋轉(zhuǎn)使閥塞上的通道口與閥體上的通道口相通或分開，實現(xiàn)開啟或關(guān)閉的一種閥門。閥塞的形狀可成圓柱形或圓錐形。其原理與球閥基本相似，球閥是在旋塞閥的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其主要用于油田開采，同時也用于石油化工。 隔膜閥：是指在閥體和閥蓋內(nèi)裝有一撓性膜或組合隔膜，其關(guān)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。

優(yōu)點：①操縱機構(gòu)與介質(zhì)通路隔開，不但保證了工作介質(zhì)的純凈，同時也防止管路中介質(zhì)沖擊操縱機構(gòu)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(zhì)中作這安全設(shè)施使用；

②由于工作介質(zhì)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(zhì)，尤其適合帶有化學腐蝕或懸浮顆粒的介質(zhì)。

③結(jié)構(gòu)簡單，只由閥體、隔膜和閥蓋組合件三個部件構(gòu)成。該閥易于快速拆卸和維修，更換隔膜可以在現(xiàn)場及短時間內(nèi)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(yīng)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(diào)節(jié)性能相對較差，只在小范圍內(nèi)調(diào)節(jié)（一般在關(guān)閉至2/3開度時，可用于流量調(diào)節(jié)）。 安全閥：是指在受壓容器、設(shè)備或管路上，作為超壓保護裝置。當設(shè)備、容器或管路內(nèi)的壓力升高超過允許值時，閥門自動開啟，繼而全量排放，以防止設(shè)備、容器或管路和壓力繼續(xù)升高；當壓力降低到規(guī)定值時，閥門應(yīng)自動及時關(guān)閉，從而保護設(shè)備、容器或管路的安全運行。 蒸汽疏水閥：在輸送蒸汽、壓縮空氣等介質(zhì)中，會有一些冷凝水形成，為了保證裝置的工作效率和安全運轉(zhuǎn)，就應(yīng)及時排放這些無用且有害的介質(zhì)，以保證裝置的消耗和使用。它有以下作用：

①能迅速排除產(chǎn)生的凝結(jié)水；

②防止蒸汽泄露；

③排除空氣及其他不凝性氣體。 減壓閥：是通過調(diào)節(jié)，將進口壓力減至某一需要的出口壓力，并依靠介質(zhì)本身的能量，使出口壓力自動保持穩(wěn)定的閥門。

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(zhì)本身的流動產(chǎn)生的力自動開啟和關(guān)閉的，屬于一種自動閥門。止回閥用于管路系統(tǒng)，其主要作用是防止介質(zhì)倒流、防止泵及驅(qū)動電動機反轉(zhuǎn)，以及容器介質(zhì)的泄放。止回閥還可用于給其中的壓力可能升至超過系統(tǒng)壓的輔助系統(tǒng)提供補給的管路上。主要可分為旋啟式（依重心旋轉(zhuǎn)）與升降式（沿軸線移動）。 流量系數(shù)的定義：

1、 C：在閥門全開情況下，溫度為5~40℃的水，閥兩端壓差為1kgf/cm2 時，每小時流經(jīng)閥的體積（以m3表示）。C是流量系數(shù)的通用符號，我國過去使用。

2、 Kv：在閥門全開情況下，溫度為5~40℃的水，閥兩端壓差為100KPA時，每小時流經(jīng)閥的體積（以m3表示）。Kv=1.01C，目前我國使用。

3、Cv：在閥門全開情況下，溫度為15℃（華氏60度）的水，閥兩端壓差為1lb/in2 時每小時流經(jīng)閥的體積（以m3表示）。Cv=1.167C

閥門的選用
4.2 選用通則
♥ 管徑不大于50mm時，宜采用截止閥或球閥，管徑大于50mm時采用閘閥、蝶閥。
♥ 管徑小時宜采用螺紋連接，管徑大時采用法蘭連接。
♥ 安裝空間小的部位宜采用蝶閥、球閥，如必須采用閘閥，要選暗桿式的。
閥門的選用
♥ 要求流動阻力小的部位（如水泵吸程管上），宜采用閘閥、蝶閥。
♥ 需雙向流動的管段上應(yīng)采用閘閥、球閥、蝶閥，不采用截止閥。
♥ 需調(diào)節(jié)流量、壓力時宜采用節(jié)流閥、截止閥，不需要調(diào)節(jié)流量、壓力時采用閘閥、蝶閥。
♥ 經(jīng)常啟閉的部位宜采用截止閥，不經(jīng)常啟閉的部位采用閘閥。
閥門的選用
♥ 介質(zhì)清潔時可采用截止閥，介質(zhì)中含有懸浮顆粒或介質(zhì)粘稠時采用閘閥、球閥、蝶閥或旋塞閥。
♥ 蒸汽管路中宜采用截止閥、閘閥，水管路中宜采用蝶閥、閘閥。
♥ 毒性、易燃易爆性、腐蝕性介質(zhì)宜采用隔膜閥、球閥，一般介質(zhì)采用閘閥、截止閥、蝶閥。以上十條只提出選用閥門時的通用原則，具體每種閥門的選用請參考第二章。與本文相關(guān)的論文是;什么是閥門