閥門選用應注意事項

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    閥門選用應注意事項

    1、常規(guī)閥門選用需注意事項

    （1）閥門的使用要求

    ①普通閘閥、球閥、截止閥按其結構特征是嚴禁作調(diào)節(jié)用的。但在工藝設計中，普遍將其用于調(diào)節(jié)使用。由于調(diào)節(jié)使用，閥門密封件長期處于節(jié)流狀態(tài)，油品中雜質(zhì)沖刷密封件，損傷密封面，造成關閉不嚴或因操作人員為了使已經(jīng)損傷密封面達到密封，造成閥門的過關、過開現(xiàn)象。

    ②閥門安裝位置不合理，當使用介質(zhì)含有雜質(zhì)時，沒有在其前端安裝過濾器或過濾網(wǎng)，讓雜質(zhì)進入閥門內(nèi)部，造成密封面損傷，或者雜質(zhì)沉積于閥底部，引起閥門關閉不嚴，而產(chǎn)生泄漏。

    （2）從工藝要求角度考慮

    ①對腐蝕性介質(zhì)而言，如果溫度和壓力不高，應該盡量采用非金屬閥門；如果溫度和壓力較高，可用襯里閥門，以節(jié)約貴重金屬。在選擇非金屬閥門時，仍應考慮經(jīng)濟合理性；對于粘度較大的介質(zhì)，要求有較小的流阻，應采用直流式截止閥、閘閥、球閥、旋塞閥等流阻小的閥門。流阻小的閥門，能源消耗少；當介質(zhì)為氧氣或氨等特殊性介質(zhì)時，應選用相應的氧氣專用閥或氨用閥等。

    ②雙流向的管線不宜選用有方向性的閥門，應選用無方向性的閥門。例如煉油廠重質(zhì)油管線停止運行后，要用蒸汽反向吹掃管線，以防重油凝固堵塞管線，這里就不宜采用截止閥，因為介質(zhì)反向流入時，容易沖蝕截止閥密封面，還影響閥門的效能，而應選用閘閥為佳。

    ③對某些有析晶或含有沉淀物的介質(zhì)，不宜選用截止閥和閘閥，因為它們的密封面容易被析晶或沉淀物磨損。因此，應該選用球閥或旋塞閥較合適；也可選平板閘閥，但最好采用夾管閥。

    ④在閘閥的選型上，明桿單閘扳比暗桿雙閘板更適應腐蝕性介質(zhì)；單閘板適于黏度大的介質(zhì)；楔式雙閘板對高溫和對密封面變形的適應性比楔式單閘板要好，不會出現(xiàn)因溫度變化產(chǎn)生卡阻現(xiàn)象，特別是比剛性單閘板更加優(yōu)越。

    ⑤一般水、蒸汽管道上的閥門，可采用鑄鐵閥門，但在室外蒸汽管道若停汽，會造成凝結水結冰，從而凍壞閥門。所以在寒冷地區(qū)，閥門采用鑄鋼、低溫鋼材質(zhì)或加以有效保溫措施為宜。

    ⑥對危險性很大的劇毒介質(zhì)或其他有害介質(zhì)，應采用波紋管結構的閥門，防止介質(zhì)從填料中泄漏。

    ⑦閘閥、截止閥和球閥是閥門中使用量最大的閥門，選用時．應綜合考慮，閘閥流通能力強，輸送介質(zhì)的能耗少，但安裝空間較大，截止閥結構簡單，維修方便，但流阻較大，球閥具有低流阻，快速啟閉，但使用溫度受限制，石油產(chǎn)品等黏度較大的介質(zhì)中，考慮到閘閥流通能力強，大多選用閘閥；而在水和蒸汽類管路上，應用截止閥，壓力降不大，故截止閥在水、汽等介質(zhì)管道中應用較多，球閥則在使用工況允許的條件下二者皆可。

    （3）從操作方便角度考慮

    ①對于大直徑閥門和遠距離、高空、高溫、高壓場合，應選用電動和氣動閥門，對易燃易爆場合下，要采用防爆裝置，為了安全可靠，應用液動和氣動裝置。

    ②對需要快開、快關的閥門，應根據(jù)需要選用蝶閥、球閥、旋塞閥或快開閘閥等閥門，不宜選用一般的閘閥、截止閥。在操作空間受到限制的場合，不宜采用明桿閘閥，應選用暗桿閘閥為宜，但最好選用蝶閥。

    （4）從調(diào)節(jié)流量的準確性考慮

    需要準確的調(diào)節(jié)流量時，應選用調(diào)節(jié)閥的，當需要調(diào)節(jié)小流量的準確性時，應采用針形閥或節(jié)流閥。需要降低閥后壓力時，應采用減壓閥，要保持閥后壓力的穩(wěn)定性應采用穩(wěn)壓閥。

    （5）從耐溫耐壓能力考慮

    高溫高壓介質(zhì)常采用鑄件的鉻鉬鋼及鉻鉬釩鋼，對于超高溫高壓介質(zhì)應考慮選用其相應鍛件，鍛件的綜合性能優(yōu)于鑄件，耐溫耐壓能力也比鑄件優(yōu)越。

    （6）從可潔凈性考慮

    食品和生物工程生產(chǎn)運輸中，工藝管線上對閥門的要求需要考慮介質(zhì)的潔凈性，一般的閘閥和截止閥都無法保證。從可潔凈性考慮，沒有任何一種閥門可以和隔膜閥相比擬。

    ①隔膜閥結構簡單，閥體和隔膜材料多種多樣，可廣泛應用于食品和生物工程領域，而且也適用于一些難以輸送的和危險的介質(zhì)。

    a．僅有閥體和隔膜與物流接觸，其他部分全部隔離，可用蒸汽對閥門進行徹底滅菌。

    b．具有自身排凈能力。

    c．可在線維修。因此隔膜閥已成為食品和生物工程領域使用最為廣泛的閥門。

    ②底閥。在對滅菌要求嚴格的情況下，儲罐底部的放料閥幾乎沒有什么選擇的余地。底閥在設備制造時直接焊在儲罐的底部封頭上，與通常采用的在罐底部做一管口，再在管口上連接閥門的做法有很大區(qū)別，該閥關閉時，其閥芯與儲罐的內(nèi)底相平，故它有效地消除了罐內(nèi)的死角，使罐內(nèi)的所有液體在發(fā)酵過程中都能充分混合，再加上特有的蒸汽密封系統(tǒng)，大大降低了產(chǎn)品染菌的可能性。

    2、專用閥門選用需注意事項

    應用于加工工業(yè)中的大多數(shù)流體介質(zhì)涉及到不同腐蝕性級別的油氣流。這些包括介質(zhì)流在內(nèi)的流動工況要么被認為是干凈的、要么是污穢的、要么是磨損的（泥漿工況中），其區(qū)別主要根據(jù)導致閥門堵塞或腐蝕破壞的固體懸浮顆粒的數(shù)量和類型。除此之外，含有硫和其它混合物的介質(zhì)流在與高溫結合時將有助于形成腐蝕環(huán)境。對于這樣的介質(zhì)流需通過認真選擇材料來保持閥門具有足夠的使用壽命。腐蝕工程師繼續(xù)研究和開發(fā)材料來解決這些問題。

    （1）煉油加氫裂化、焦化裝置專用閥

    煉油延遲焦化裝置是將減壓渣油經(jīng)深度熱裂化生成氣體、輕質(zhì)餾分油及焦炭的加工過程，是煉廠提高輕質(zhì)油收率和生產(chǎn)石油焦的重要手段。其工藝分為焦化和除焦兩部分。焦化為連續(xù)生產(chǎn)、除焦為間斷式生產(chǎn)。加熱爐和焦炭塔的進出口用四通閥連接。四通閥是切換加熱爐進入焦炭塔的重要通道。它屬于特殊閥門，用于高溫場合，其質(zhì)量的好壞直接影響到裝置的生產(chǎn)能力，國內(nèi)無論新設計還是舊裝置大都采用進口四通旋塞閥，但價格昂貴。而國產(chǎn)四通閥，結構不合理，質(zhì)量不穩(wěn)定，易發(fā)生故障。

    煉油廠加氫裂化是主要的原油煉制工藝之一。由于加氫裂化裝置在高溫高壓下操作，介質(zhì)為易燃易爆的氫氣和烴類，工況特殊，所以密封必須可靠。因此對閥門的設計和結構提出了較高的要求。目前國內(nèi)大部分選用不銹鋼楔式閘閥及直流式截止閥。

    （2）油氣專用閥

    為了實現(xiàn)對油氣流的控制，油氣專用閥應具備以下基本性能：密封性，耐壓強度安全性，可調(diào)節(jié)性，流體通流性及開關靈活性。對于高壓、易燃、易爆的油氣介質(zhì)，首先要解決密封性，要考慮油氣專用閥特殊工況要求：

    ①在含硫化氫及二氧化碳氣體的濕天然氣中，對閥體材質(zhì)提出了特殊要求；

    ②在井口裝置及集輸系統(tǒng)中存在著鹵水、殘酸及其他腐蝕介質(zhì)，對閥體材料的選擇及防腐要求；

    ③粉塵及固體顆粒加快了閥門關閉件的沖刷、磨損，使密封副很快失效；

    ④在高原、沙漠及高寒地區(qū)的室外，閥門材料的低溫脆變，彎曲變形等；

    ⑤用于長距離輸送管道上的油氣專用閥，要求與管道同等壽命，幾十年不換。

    所有這些都說明油氣專用閥有別于普通閥門，在惡劣條件下要具有高可靠性，滿足高強度和不泄漏的要求。

    （3）含氯工況

    含氯工況閥門的選用應該根據(jù)美國氯氣學會第6冊“干氯氣管道系統(tǒng)”。

    含氯氣或液氯的工況是高腐蝕工況，特別是這種工況中含有水。氯與水混合形成的HCI（鹽酸）將會腐蝕閥體和內(nèi)件。由于氯具有高的熱膨脹系數(shù)，如果液氯封存于閥門中腔，將導致閥門中腔的壓力高速增加。使用于這種工況的閥門應該具有一種可靠的中腔泄壓功能。

    （4）冷凍(低溫)工況

    雖然用作低溫工況的閥門基于ASME B16.34標準和API標準，但是這些閥門也帶有其他設計功能進而確保其在低溫工況中具有一定的可靠操作。這樣的閥門也可能包含閥蓋延長設計即延長填料和操作機構與低溫流體的距離，從而允許在一個較高的溫度上對閥桿填料進行操作及確保在使用中閥門操作裝置不會被冰凍住。MSS SP—134提供了包含閥蓋延長設計的一些細節(jié)。

    （5）含氫氟酸工況

    用于氫氟酸工況中的閥門，應該僅僅局限于已經(jīng)在使用中論證過的或在測試中能成功處理這種工況的閥門類型。通常不為固體物質(zhì)堆積提供機會的閥門是首選的閥門類型。應由持有資格證書的技術人員進行氫氟酸處理操作，這些人嚴格控制上市的閥門。對于這些閥門（典型的帶有特殊蒙乃爾內(nèi)件或?qū)嵭拿赡藸杻?nèi)件的碳鋼閥門）的設計和材料要求及內(nèi)部幾何體的細節(jié)是非常詳細的，這種閥門應該被設計為具有耐氫氟酸腐蝕的特殊結構。在含氫氟酸工況中，閥門的檢驗和試驗應高于典型的過程閥門所用的標準。

    （6） 含氫工況  

    這種工況中使用的閥門相比于常規(guī)鑄造用品往往規(guī)定其具有很高鑄造質(zhì)量。因為氫是一種極具滲透性的流體，壓力等級≥600磅級的焊接連接閥門在使用中減少了潛在泄漏源。
API 941包含氫工況中材料的選擇和使用范圍。

    （7） 含氧工況

    含氧工況中使用的閥門當適用時應該遵循CGA G4.4，氧氣管道系統(tǒng)。用于這種工況的閥門應該是完全脫脂的、干凈的和在干凈條件下安裝以及恰當?shù)陌b和密封，因為油和脂在氧氣存在下是極易燃的。有關的指南在CGA G4.1氧工況的清洗設備中給出。安裝之前有必要進行適當?shù)奶幚砗唾A存。

    適合于含氧工況的青銅或蒙乃爾閥體和內(nèi)件材料，這些材料經(jīng)常被推薦用來防止由于高能的機械碰撞產(chǎn)生火花和著火。有特殊配制的硅基潤滑脂用于含氧工況中，因為在氧氣存在下標準烴潤滑油不應使用。

    （8）脈動或不穩(wěn)定流動

    用于脈動或不穩(wěn)定流動中的止回閥，其選用需給予特殊考慮，例如用于往復式壓縮機中的止回閥，可能會隨著流量的變化被快速的打開和關閉，這可能會導致錘擊和閥門的損壞。關于脈動和不穩(wěn)定流動中使用的閥門類型可能會存在不同的意見，但是通常蝶形止回閥、斜盤式止回閥和軸流式止回閥被推薦用于脈動或不穩(wěn)定流動。

     （9）含酸工況（濕H2S工況）

    含酸工況中閥門材料使用應該服從NACE MR0103標準。這個針對下游烴加工工業(yè)的標準限制了所有鋼的硬度；要求奧氏體鋼固溶退火；禁止承壓件（包括閥桿）使用某些材料；以及對螺栓連接、焊接閥門等提出了特殊的要求。

    應該注意在NACE MR103中用戶的責任，其規(guī)定用戶應詳細地說明是否將螺栓暴露于含H2S環(huán)境中。除非用戶已有規(guī)定，否則未在閥門內(nèi)部的螺栓如閥蓋連接螺栓往往服從產(chǎn)品標準，含硫工況未包括在此標準中。如果螺栓連接用材料沒有直接承受過程流體，那么閥體-閥蓋栓接不需滿足NACE的要求。如果含硫油品的任何硫泄漏不能排除或蒸發(fā)（例如隔斷閥門），那么螺栓連接應該該服從NACE標準。

    如果NACE允許的材料被認為是不需要的，那么螺栓連接材料應該給予特別關注。這種強加的硬度要求將會導致強度的減少。閥蓋連接螺栓的強度將減小可能不適合于按標準栓接材料的相同的設計條件。

    （10）粘性或固化工況

    用于粘性或固化流體工況中的閥門，例如液態(tài)硫或重油，為使閥門具有可操作性，經(jīng)常需要蒸汽伴熱或蒸汽套管來維持足夠的操作溫度。因為止回閥的滯后反應會引起操作問題，對其應給予特別關注。