閥門知識(shí)以及常見問題解答
作者：泉舜流控 來(lái)源：泉舜流控 2024-06-06 瀏覽量：66
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閥門知識(shí)以及常見問題解答
通用分類法
這種分類方法既按原理、作用又按結(jié)構(gòu)劃分，是目前國(guó)際、國(guó)內(nèi)最常用的分類方法。一般分閘閥、截止閥、節(jié)流閥、儀表閥、柱塞閥、隔膜閥、旋塞閥、球閥、蝶閥、止回閥、減壓閥安全閥、疏水閥、調(diào)節(jié)閥、底閥、過濾器、排污閥等。 按用途和作用分類
調(diào)節(jié)閥類——主要用于調(diào)節(jié)介質(zhì)的流量、壓力等。包括調(diào)節(jié)閥、節(jié)流閥、減壓閥等。止回閥類——用于阻止介質(zhì)倒流。包括各種結(jié)構(gòu)的止回閥。分流閥類——用于分離、分配或混合介質(zhì)。包括各種結(jié)構(gòu)的分配閥和疏水閥等。安全閥類——用于介質(zhì)超壓時(shí)的安全保護(hù)。包括各種類型的安全閥。截?cái)嚅y類——主要用于截?cái)嗷蚪油ń橘|(zhì)流。包括閘閥、截止閥、隔膜閥、球閥、旋塞閥、碟閥、柱塞閥、球塞閥、針型儀表閥等。
按壓力分類
真空閥——工作壓力低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的閥門。低壓閥——公稱壓力PN 小于1.6MPa的閥門。中壓閥——公稱壓力PN 2.5－6.4MPa的閥門。高壓閥——公稱壓力PN10.0－80.0MPa的閥門。超高壓閥——公稱壓力PN大于100MPa的閥門。
按介質(zhì)溫度分類
高溫閥——t 大于450℃的閥門。。中溫閥—120℃小于 t 小于450℃的閥門。常溫閥——40℃小于 t 小于120℃的閥門。低溫閥——100℃小于 t 小于-40℃的閥門。超低溫閥——t 小于-100℃的閥門。
按閥體材料分類
金屬閥體襯里閥門—：襯鉛閥門、襯塑料閥門、襯搪瓷閥門。非金屬材料閥門——如：陶瓷閥門、玻璃鋼閥門、塑料閥門金屬材料閥門——如：銅合金閥門、鋁合金閥門、鉛合金閥門、鈦合金閥門、蒙乃爾合金閥門、鑄鐵閥門、碳鋼閥門、鑄鋼閥門、低合金鋼閥門、高合金鋼閥門
閥門流量系數(shù)和氣蝕系數(shù)介紹
閥門的流量系數(shù)和氣蝕系數(shù)是閥的重要參數(shù)，這在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家生產(chǎn)的閥門資料中一般均能提供，甚至在樣本里也印出。我國(guó)生產(chǎn)的閥門基本上沒有這方面資料，因?yàn)槿〉眠@方面的資料需要做實(shí)驗(yàn)才能提出，這是我國(guó)和世界先進(jìn)水平的閥門差距的重要表現(xiàn)之一。
閥門的流量系數(shù)和氣蝕系數(shù)是閥的重要參數(shù)，這在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家生產(chǎn)的閥門資料中一般均能提供，甚至在樣本里也印出。我國(guó)生產(chǎn)的閥門基本上沒有這方面資料，因?yàn)槿〉眠@方面的資料需要做實(shí)驗(yàn)才能提出，這是我國(guó)和世界先進(jìn)水平的閥門差距的重要表現(xiàn)之一。
了解閥門特性的重要性
在流體管道系統(tǒng)中，閥門是控制元件，其主要作用是隔離設(shè)備和管道系統(tǒng)、調(diào)節(jié)流量、防止回流、調(diào)節(jié)和排泄壓力。由于管道系統(tǒng)選擇最適合的閥門顯得非常重要，所以，了解閥門的特性及選擇閥門的步驟和依據(jù)也變得至關(guān)重要起來(lái)。
閥門行業(yè)到目前為止，已能生產(chǎn)種類齊全的閘閥、截止閥、節(jié)流閥、旋塞閥、球閥、電動(dòng)閥、隔膜閥、止回閥、安全閥、減壓閥、蒸汽疏水閥和緊急切斷閥等12大類、3000多個(gè)型號(hào)、4000多個(gè)規(guī)格的閥門產(chǎn)品；最高工作壓力為600MPa，最大公稱通徑達(dá)5350mm，最高工作溫度為1200℃，最低工作溫度為-196℃，適用介質(zhì)為水、蒸汽、油品、天然氣、強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)（如濃硝酸、中濃度硫酸等）、易燃介質(zhì)（如笨、乙烯等）、有毒介質(zhì)（如硫化氫）、易爆介質(zhì)及帶放射性介質(zhì)（金屬鈉、—回路純水等）。閥門承壓件材質(zhì)鑄銅、鑄鐵、球墨鑄鐵、高硅鑄鐵、鑄鋼、鍛鋼、高、低合金鋼、不銹耐酸鋼、哈氏合金、因科鎳爾、蒙乃爾合金、雙相不銹鋼、鈦合金等。并且能夠生產(chǎn)各種電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)閥門驅(qū)動(dòng)裝置。面對(duì)如此眾多的閥門品種和如此復(fù)雜的各種工況，要選擇管道系統(tǒng)最適合安裝的閥門產(chǎn)品，我以為，首先應(yīng)了解閥門的特性；其次應(yīng)掌握選擇閥門的步驟和依據(jù)；再者應(yīng)遵循選擇閥門的原則。
1．閥門的特性一般有兩種，使用特性和結(jié)構(gòu)特性。
使用特性：它確定了閥門的主要使用性能和使用范圍，屬于閥門使用特性的有：閥門的類別（閉路閥門、調(diào)節(jié)閥門、安全閥門等）；產(chǎn)品類型（閘閥、截止閥、蝶閥、球閥等）；閥門主要零件（閥體、閥蓋、閥桿、閥瓣、密封面）的材料；閥門傳動(dòng)方式等。
結(jié)構(gòu)特性：它確定了閥門的安裝、維修、保養(yǎng)等方法的一些結(jié)構(gòu)特性，屬于結(jié)構(gòu)特性的有：閥門的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度和總體高度、與管道的連接形式（法蘭連接、螺紋連接、夾箍連接、外螺紋連接、焊接端連接等）；密封面的形式（鑲?cè)?、螺紋圈、堆焊、噴焊、閥體本體）；閥桿結(jié)構(gòu)形式（旋轉(zhuǎn)桿、升降桿）等。
2．選擇閥門的步驟和依據(jù)大體如下：
?、?選擇步驟
?、?明確閥門在設(shè)備或裝置中的用途，確定閥門的工作條件：適用介質(zhì)、工作壓力、工作溫度等等。
?、?確定與閥門連接管道的公稱通徑和連接方式：法蘭、螺紋、焊接等。
?、?確定操作閥門的方式：手動(dòng)、電動(dòng)、電磁、氣動(dòng)或液動(dòng)、電氣聯(lián)動(dòng)或電液聯(lián)動(dòng)等。
④ 根據(jù)管線輸送的介質(zhì)、工作壓力、工作溫度確定所選閥門的殼體和內(nèi)件的材料：灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、碳素鋼、合金鋼、不銹耐酸鋼、銅合金等。
?、?選擇閥門的種類：閉路閥門、調(diào)節(jié)閥門、安全閥門等。
?、?確定閥門的型式：閘閥、截止閥、球閥、蝶閥、節(jié)流閥、安全閥、減壓閥、蒸汽疏水閥、等。
?、?確定閥門的參數(shù)：對(duì)于自動(dòng)閥門，根據(jù)不同需要先確定允許流阻、排放能力、背壓等，再確定管道的公稱通徑和閥座孔的直徑。
?、?確定所選用閥門的幾何參數(shù)：結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度、法蘭連接形式及尺寸、開啟和關(guān)閉后閥門高度方向的尺寸、連接的螺栓孔尺寸和數(shù)量、整個(gè)閥門外型尺寸等。
?、?利用現(xiàn)有的資料：閥門產(chǎn)品目錄、閥門產(chǎn)品樣本等選擇適當(dāng)?shù)拈y門產(chǎn)品。
?、?選擇閥門的依據(jù)
在了解掌握選擇閥門步驟的同時(shí)，還應(yīng)進(jìn)一步了解選擇閥門的依據(jù)。
?、?所選用閥門的用途、使用工況條件和操縱控制方式。
② 工作介質(zhì)的性質(zhì)：工作壓力、工作溫度、腐蝕性能，是否含有固體顆粒，介質(zhì)是否有毒，是否是易燃、易爆介質(zhì)，介質(zhì)的黏度等等。
③ 對(duì)閥門流體特性的要求：流阻、排放能力、流量特性、密封等級(jí)等等。
?、?安裝尺寸和外形尺寸要求：公稱通徑、與管道的連接方式和連接尺寸、外形尺寸或重量限制等。
⑤ 對(duì)閥門產(chǎn)品的可靠性、使用壽命和電動(dòng)裝置的防爆性能等的附加要求。
（在選定參數(shù)時(shí)應(yīng)注意：如果閥門要用于控制目的，必須確定如下額外參數(shù)：操作方法、最大和最小流量要求、正常流動(dòng)的壓力降、關(guān)閉時(shí)的壓力降、閥門的最大和最小進(jìn)口壓力。）
根據(jù)上述選擇閥門的依據(jù)和步驟，合理、正確地選擇閥門時(shí)還必須對(duì)各種類型閥門的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)了解，以便能對(duì)優(yōu)先選用的閥門做出正確的抉擇。
管道的最終控制是閥門。閥門啟閉件控制著介質(zhì)在管道內(nèi)的流束方式，閥門流道的形狀使閥門具備一定的流量特性，在選擇管道系統(tǒng)最適合安裝的閥門時(shí)必須考慮到這一點(diǎn)。
如下為選擇閥門應(yīng)遵循的原則：
⑴ 截止和開放介質(zhì)用的閥門
流道為直通式的閥門，其流阻較小，通常選擇作為截止和開放介質(zhì)用的閥門。向下閉合式閥門（截止閥、柱塞閥）由于其流道曲折，流阻比其他閥門高，故較少選用。在允許有較高流阻的場(chǎng)合，可選用閉合式閥門。
?、?控制流量用的閥門
通常選擇易于調(diào)節(jié)流量的閥門作為控制流量用。向下閉合式閥門（如截止閥）適于這一用途，因?yàn)樗拈y座尺寸與關(guān)閉件的行程之間成正比關(guān)系。旋轉(zhuǎn)式閥門（旋塞閥、蝶閥、球閥）和撓曲閥體式閥門（夾緊閥、隔膜閥）也可用于節(jié)流控制，但通常只能在有限的閥門口徑范圍內(nèi)適用。閘閥是以圓盤形閘板對(duì)圓形閥座口做橫切運(yùn)動(dòng)，它只有在接近關(guān)閉位置時(shí)，才能較好地控制流量，故通常不用于流量控制。
?、?換向分流用的閥門
根據(jù)換向分流的需要，這種閥門可有三個(gè)或更多的通道。旋塞閥和球閥較適用于這一目的，因此，大部分用于換向分流的閥門都選取這類閥門中的一種。但是在有些情況下，其他類型的閥門，只要把兩個(gè)或更多個(gè)閥門適當(dāng)?shù)叵嗷ミB接起來(lái)，也可作換向分流用。
?、?帶有懸浮顆粒的介質(zhì)用閥門
當(dāng)介質(zhì)中帶有懸浮顆粒時(shí)，最適于采用其關(guān)閉件沿密封面的滑動(dòng)帶有擦拭作用的閥門。如果關(guān)閉件對(duì)閥座的來(lái)回運(yùn)動(dòng)是豎直的，那末就可能夾持顆粒，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(zhì)。球閥和旋塞閥在啟閉過程中對(duì)密封面均有擦拭作用，故適宜用在帶有懸浮顆粒的介質(zhì)中。
目前，無(wú)論在石油、化工，還是在別的行業(yè)的管道系統(tǒng)，閥門應(yīng)用、操作頻率和服務(wù)千變?nèi)f化，要控制或杜絕那怕是低微的泄漏，最重要、最關(guān)鍵的設(shè)備還數(shù)閥門。管道的最終控制是閥門，閥門在各個(gè)領(lǐng)域的服務(wù)和可靠表現(xiàn)是獨(dú)一無(wú)二的。
閘閥
閘閥是作為截止介質(zhì)使用，在全開時(shí)整個(gè)流通直通，此時(shí)介質(zhì)運(yùn)行的壓力損失最小。閘閥通常適用于不需要經(jīng)常啟閉，而且保持閘板全開或全閉的工況。不適用于作為調(diào)節(jié)或節(jié)流使用。對(duì)于高速流動(dòng)的介質(zhì)，閘板在局部開啟狀況下可以引起閘門的振動(dòng)，而振動(dòng)又可能損傷閘板和閥座的密封面，而節(jié)流會(huì)使閘板遭受介質(zhì)的沖蝕。從結(jié)構(gòu)形式上，主要的區(qū)別是所采用的密封元件的形式。根據(jù)密封元件的形式，常常把閘閥分成幾種不同的類型，如：楔式閘閥、平行式閘閥、平行雙閘板閘閥、楔式雙閘板閘等。最常用的形式是楔式閘閥和平行式閘閥。
截止閥
截止閥的閥桿軸線與閥座密封面垂直。閥桿開啟或關(guān)閉行程相對(duì)較短，并具有非?？煽康那袛鄤?dòng)作，使得這種閥門非常適合作為介質(zhì)的切斷或調(diào)節(jié)及節(jié)流使用。截止閥的閥瓣一旦處于開啟狀況，它的閥座和閥瓣密封面之間就不再的接觸，并具有非?？煽康那袛鄤?dòng)作，合得這種閥門非常適合作為介質(zhì)的切斷或調(diào)節(jié)及節(jié)流使用。
截止閥一旦處于開啟狀態(tài)，它的閥座和閥瓣密封面之間就不再有接觸，因而它的密封面機(jī)械磨損較小，由于大部分截止閥的閥座和閥瓣比較容易修理或更換密封元件時(shí)無(wú)需把整個(gè)閥門從管線上拆下來(lái)，這對(duì)于閥門和管線焊接成一體的場(chǎng)合是很適用的。介質(zhì)通過此類閥門時(shí)的流動(dòng)方向發(fā)生了變化，因此截止閥的流動(dòng)阻力較高于其它閥門。
常用的截止閥有以下幾種：1）角式截止閥；在角式截止閥中，流體只需改變一次方向，以致于通過此閥門的壓力降比常規(guī)結(jié)構(gòu)的截止閥小。2）直流式截止閥；在直流式或Y形截止閥中，閥體的流道與主流道成一斜線，這樣流動(dòng)狀態(tài)的破壞程度比常規(guī)截止閥要小，因而通過閥門的壓力損失也相應(yīng)的小了。3）柱塞式截止閥：這種形式的截止閥是常規(guī)截止閥的變型。在該閥門中，閥瓣和閥座通常是基于柱塞原理設(shè)計(jì)的。閥瓣磨光成柱塞與閥桿相連接，密封是由套在柱塞上的兩個(gè)彈性密封圈實(shí)現(xiàn)的。兩個(gè)彈性密封圈用一個(gè)套環(huán)隔開，并通過由閥蓋螺母施加在閥蓋上的載荷把柱塞周圍的密封圈壓牢。彈性密封圈能夠更換，可以采用各種各樣的材料制成，該閥門主要用于“開”或者“關(guān)”，但是備有特制形式的柱塞或特殊的套環(huán)，也可以用于調(diào)節(jié)流量。
蝶閥
蝶閥的蝶板安裝于管道的直徑方向。在蝶閥閥體圓柱形通道內(nèi)，圓盤形蝶板繞著軸線旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為0°~90°之間，旋轉(zhuǎn)到90°時(shí)，閥門則牌全開狀態(tài)。
蝶閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕，只由少數(shù)幾個(gè)零件組成。而且只需旋轉(zhuǎn)90°即可快速啟閉，操作簡(jiǎn)單，同時(shí)該閥門具有良好的流體控制特性。蝶閥處于完全開啟位置時(shí)，蝶板厚度是介質(zhì)流經(jīng)閥體時(shí)唯一的阻力，因此通過該閥門所產(chǎn)生的壓力降很小，故具有較好的流量控制特性。蝶閥有彈密封和金屬的密封兩種密封型式。彈性密封閥門，密封圈可以鑲嵌在閥體上或附在蝶板周邊。
采用金屬密封的閥門一般比彈性密封的閥門壽命長(zhǎng)，但很難做到完全密封。金屬密封能適應(yīng)較高的工作溫度，彈性密封則具有受溫度限制的缺陷。
如果要求蝶閥作為流量控制使用，主要的是正確選擇閥門的尺寸和類型。蝶閥的結(jié)構(gòu)原理尤其適合制作大口徑閥門。蝶閥不僅在石油、煤氣、化工、水處理等一般工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用，而且還應(yīng)用于熱電站的冷卻水系統(tǒng)。
常用的蝶閥有對(duì)夾式蝶閥和法蘭式蝶閥兩種。對(duì)夾式蝶閥是用雙頭螺栓將閥門連接在兩管道法蘭之間，法蘭式蝶閥是閥門上帶有法蘭，用螺栓將閥門上兩端法蘭連接在管道法蘭上。
球閥
球閥是由旋塞閥演變而來(lái)。它具有相同的旋轉(zhuǎn)90度提動(dòng)作，不同的是旋塞體是球體，有圓形通孔或通道通過其軸線。球面和通道口的比例應(yīng)該是這樣的，即當(dāng)球旋轉(zhuǎn)90度時(shí)，在進(jìn)、出口處應(yīng)全部呈現(xiàn)球面，從而截?cái)嗔鲃?dòng)。
球閥只需要用旋轉(zhuǎn)90度的操作和很小的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩就能關(guān)閉嚴(yán)密。完全平等的閥體內(nèi)腔為介質(zhì)提供了阻力很小、直通的流道。通常認(rèn)為球閥最適宜直接做開閉使用，但近來(lái)的發(fā)展已將球閥設(shè)計(jì)成使它具有節(jié)流和控制流量之用。球閥的主要特點(diǎn)是本身結(jié)構(gòu)緊湊，易于操作和維修，適用于水、溶劑、酸和天然氣等一般工作介質(zhì)，而且還適用于工作條件惡劣的介質(zhì)，如氧氣、過氧化氫、甲烷和乙烯等。球閥閥體可以是整體的，也可以是組合式的。
按防止介質(zhì)倒流選用閥門
這種類型的閥門的作用是只允許介質(zhì)向一個(gè)方向流動(dòng)，而且阻止方向流動(dòng)。通常這種閥門是自動(dòng)工作的，在一個(gè)方向流動(dòng)的流體壓力作用下，閥瓣打開；流體反方向流動(dòng)時(shí)，由流體壓力和閥瓣的自重合閥瓣作用于閥座，從而切斷流動(dòng)。其中止回閥就屬于這種類型的閥門，它包括旋啟式止回閥和升降式止回閥。旋啟式止回閥有一介鉸鏈機(jī)構(gòu)，還有一個(gè)像門一樣的閥瓣自由地靠在傾斜的閥座表面上。為了確保閥瓣每次都能到達(dá)閥座面的合適位置，閥瓣設(shè)計(jì)在鉸鏈機(jī)構(gòu)，以便閥瓣具有足夠有旋啟空間，并使閥瓣真正的、全面的與閥座接觸。閥瓣可以全部用金屬制成，也可以在金屬上鑲嵌皮革、橡膠、或者采用合成覆蓋面，這取決于使用性能的要求。旋啟式止回閥在完全打開的狀況下，流體壓力幾乎不受阻礙，因此通過閥門的壓力降相對(duì)較小。升降式止回閥的閥瓣座落位于閥體上閥座密封面上。此閥門除了閥瓣可以自由地升降之外，其余部分如同截止閥一樣，流體壓力使閥瓣從閥座密封面上抬起，介質(zhì)回流導(dǎo)致閥瓣回落到閥座上，并切斷流動(dòng)。根據(jù)使用條件，閥瓣可以是全金屬結(jié)構(gòu)，也可以是在閥瓣架上鑲嵌橡膠墊或橡膠環(huán)的形式。像截止閥一樣，流體通過升降式止回閥的通道也是狹窄的，因此通過升降式止回閥的壓力降比旋啟式止回閥大些，而且旋啟式止回閥的流量受到的限制很少。
按調(diào)節(jié)介質(zhì)參數(shù)選用閥門
在生產(chǎn)過程中，為了使介質(zhì)的壓力、流量等參數(shù)符合工藝流程的要求，需要安裝調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的主要工作原理，是靠改變閥門閥瓣與閥瓣與閥座間的流通面積，達(dá)到調(diào)節(jié)上述參數(shù)的目的。屬于這類閥門的統(tǒng)稱為控制閥，其中分為依靠介質(zhì)本身動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的稱為自驅(qū)式控制閥如減壓閥、穩(wěn)壓閥等，凡領(lǐng)先上來(lái)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的（如電力 、壓縮空氣和液動(dòng)力）稱為他驅(qū)式控制閥，如電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥和液動(dòng)調(diào)節(jié)閥等。
蝶閥的各種分類方式
1．按結(jié)構(gòu)形式分類
(1)中心密封蝶閥 (2)單偏心密封蝶閥 (3)雙偏心密封蝶閥 (4)三偏心密封蝶閥
2．按密封面材質(zhì)分類
(1)軟密封蝶閥。
1)密封副由非金屬軟質(zhì)材料對(duì)非金屬軟質(zhì)材料構(gòu)成。 2)密封副由金屬硬質(zhì)材料對(duì)非金屬軟質(zhì)材料構(gòu)成。 (2)金屬硬密封蝶閥。密封副由金屬硬質(zhì)材料對(duì)金屬硬質(zhì)材料構(gòu)成。
3．按密封形式分類
(1)強(qiáng)制密封蝶閥
1)彈性密封蝶閥。密封比壓由閥門關(guān)閉時(shí)閥板擠壓閥座，閥座或閥板的彈性產(chǎn)生 2)外加轉(zhuǎn)矩密封蝶閥。密封比壓由外加于閥門軸上的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生
(2)充壓密封蝶閥。密封比壓由閥座或閥板上的彈件密封元件充壓產(chǎn)生 (3)自動(dòng)密封蝶閥。密封比壓由介質(zhì)壓力自動(dòng)產(chǎn)生。
4．按工作壓力分類
(1)真空蝶閥。工作壓力低于標(biāo)堆大氣歷的蝶閥。
(2)低壓蝶閥。公稱壓力PN＜1．6MPa的蝶閥。
(3)中壓蝶閥。公稱壓力PN為2．5--6．4MPa的蝶閥?！ ?/div>
(4)高壓碟閥。公稱壓力PN為10。0--80．0MPa的蝶閥?！ ?/div>
(5)超高壓蝶閥。公稱壓力PN＞100MPa的蝶閥。
5．按工作溫度分類
(1)高溫蝶閥。t＞450 C的蝶閥 (2)中溫碟閥。120 C＜t＜450 C的蝶閥 (3)常溫蝶閥。一40C＜t<；120 C的蝶閥 (4)低溫蝶閥。一100＜t＜一40 C的蝶閥 (E)超低溫蝶閥。t＜一100 C的蝶閥
6．按連接方式分類
(1)對(duì)夾式蝶閥。 (2)法蘭式蝶閥。 (3)支耳式蝶閥?！ ?4)焊接式蝶閥
安全閥的介紹與選用
摘要：從定義入手，詳細(xì)介紹了安全閥及泄放閥的區(qū)別及選用。并分析了國(guó)內(nèi)主要的安全閥系列，列出了選用安全閥選用一般規(guī)則。關(guān)鍵詞：安全閥 泄放閥 閥門選用 安全閥選購(gòu)
一 概述
安全閥是鍋爐、壓力容器和其他受壓力設(shè)備上重要的安全附件。其動(dòng)作可靠性和性能好壞直接關(guān)系到設(shè)備和人身的安全，并與節(jié)能和環(huán)境保護(hù)緊密相關(guān)。而有的用戶和設(shè)計(jì)部門在選型時(shí)，總是選錯(cuò)型號(hào)。為此本文對(duì)安全閥的選用加以分析。
二、定義
所謂安全閥廣義上講包括泄放閥，從管理規(guī)則上看，直接安裝在蒸汽鍋爐或一類壓力容器上，其必要條件是必須得到技術(shù)監(jiān)督部門認(rèn)可的閥門，狹義上稱之為安全閥，其他一般稱之為泄放閥。安全閥與泄放閥在結(jié)構(gòu)和性能上很相似，二者都是在超過開啟壓力時(shí)自動(dòng)排放內(nèi)部的介質(zhì)，以保證生產(chǎn)裝置的安全。由干存在這種本質(zhì)上類似性，人們?cè)谑褂脮r(shí)，往往將二者混同，另外，有些生產(chǎn)裝置在規(guī)則上也規(guī)定選用哪種均可。因此，二者的不同之處往往被忽視。從而也就出現(xiàn)了許多間題。如果要將二者作出比較明確的定義，則可按照《ASME鍋爐及壓力容器規(guī)范》第一篇中所闡述的定義來(lái)理解：
?。╨）安全閥（Safety Valve）一種由閥前介質(zhì)靜壓力驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)泄壓裝置。其特征為具有突開的全開啟動(dòng)作。用于氣體或蒸汽的場(chǎng)合，如圖1。
?。?）泄放閥（Relief Valve），又稱溢流閥一種由閥前介質(zhì)靜壓力驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)泄壓裝置。它隨壓力超過開啟力的增長(zhǎng)而按比例開啟。主要用于流體的場(chǎng)合。如圖2所示。
?。?）安全泄放閥（Safet Relief Valve），又稱安全溢流閥一種由介質(zhì)壓力驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)泄壓裝置。根據(jù)使用場(chǎng)合不同既適用作安全閥也適用作泄放閥。 以日本為例，給安全閥和泄放閥作出明確定義的比較少，一般用作鍋爐這類大型貯能壓力容器的安全裝置稱之為安全閥，安裝在管道上或其他設(shè)設(shè)施上的稱之為泄放閥。不過，若按日本通產(chǎn)省的《火力發(fā)電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定看，設(shè)備上安全保障的重要部分，指定使用安全閥，如鍋爐、過熱器、再熱器等。而在減壓閥的下側(cè)需要與鍋爐和渦輪機(jī)相接的場(chǎng)合，都需要安裝泄放閥或安全閥。如此看，安全閥要求比泄放閥更具可靠性。另外，從日本勞動(dòng)省的高壓氣體管理規(guī)則、運(yùn)輸省及各級(jí)船舶協(xié)會(huì)的規(guī)則中，對(duì)安全排放量的認(rèn)定和規(guī)定來(lái)看，我們把保證了排放量的稱之為安全閥，而不保證排放量的閥門稱作泄放閥。在國(guó)內(nèi)不論全啟式或微啟式統(tǒng)稱為安全閥。
三、選型
1．分類
目前大量生產(chǎn)的安全閥有彈簧式和桿式兩大類。另外還有沖量式安全閥、先導(dǎo)式安全閥、安全切換閥、安全解壓閥、靜重式安全閥等。彈簧式安全閥主要依靠彈簧的作用力而工作，彈簧式安全閥中又有封閉和不封閉的，一般易燃、易爆或有毒的介質(zhì)應(yīng)選用封閉式，蒸汽或惰性氣體等可以選用不封閉式，在彈簧式安全閥中還有帶扳手和不帶扳手的。扳手的作用主要是檢查閥瓣的靈活程度，有時(shí)也可以用作手動(dòng)緊急泄壓用，如圖3。杠桿式安全閥主要依靠杠桿重錘的作用力而工作，但由于杠桿式安全閥體積龐大往往限制了選用范圍。溫度較高時(shí)選用帶散熱器的安全閥。
安全閥的主要參數(shù)是排量，這個(gè)排量決定于閥座的口徑和閥瓣的開啟高度，由開啟高度不同，又分為微啟式和全啟式兩種。微啟式是指閥瓣的開啟高度為閥座喉徑的1／40～l／20。全啟式是指閥瓣的開啟高度為閥座喉徑的1／4。
2．安全閥的選用
由操作壓力決定安全閥的公稱壓力，由操作溫度決定安全閥的使用溫度范圍，由計(jì)算出的安全閥的定壓值決定彈簧或杠桿的定壓范圍，再根據(jù)使用介質(zhì)決定安全閥的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)型式，再根據(jù)安全閥泄放量計(jì)算出安全閥的喉徑。以下為安全閥選用的一般規(guī)則。
（l）熱水鍋爐一般用不封閉帶扳手微啟式安全閥。
（2）蒸汽鍋爐或蒸汽管道一般用不封閉帶扳手全啟式安全閥。
（3）水等液體不可壓縮介質(zhì)一般用封閉微啟式安全閥，或用安全泄放閥。
（4）高壓給水一般用封閉全啟式安全閥，如高壓給水加熱器、換熱器等。
（5）氣體等可壓縮性介質(zhì)一般用封閉全啟式安全閥，如儲(chǔ)氣罐、氣體管道等。
（6）E級(jí)蒸汽鍋爐一般用靜重式安全閥。
（7）大口徑，大排量及高壓系統(tǒng)一般用脈沖式安全閥，如減溫減壓裝置、電站鍋爐等，如圖8所示。
（8）運(yùn)送液化氣的火車槽車、汽車槽車、貯罐等一般用內(nèi)裝式安全閥，如圖4所示。
（9）油罐頂部一般用液壓安全閥，需與呼吸閥配合使用。
（10）井下排水或天然氣管道一般用先導(dǎo)式安全閥，如圖6所示。
（11）液化石油氣站罐泵出口的液相回流管道上一般用安全回流閥。
（12）負(fù)壓或操作過程中可能會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓的系統(tǒng)一般用真空負(fù)壓安全閥。
（13）背壓波動(dòng)較大和有毒易燃的容器或管路系統(tǒng)一般用波紋管安全閥。
（14）介質(zhì)凝固點(diǎn)較低的系統(tǒng)一般選用保溫夾套式安全閥，如圖7所示。
3．國(guó)內(nèi)主要廠家的比較及連接尺寸的選擇
國(guó)內(nèi)生產(chǎn)安全閥的廠家比較多，連接尺寸也大多不統(tǒng)一。主要分以下幾個(gè)大類：
（1）以JB／T2203－1999《彈簧式安全閥結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度》為主的通用類。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)安全閥生產(chǎn)廠家均按本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)。如浙江羅浮鍋爐附件廠、杭州閥門廠、江蘇吳江閥門工具廠、上海閥門廠、開封高壓閥門廠、海安閥門廠等。但本標(biāo)準(zhǔn)也不盡完美，規(guī)格不全，微啟式安全閥最大公稱通徑為 D NI 00，全啟式安全閥最大公稱通徑DN200，中間缺少DN65、DN125兩個(gè)規(guī)格。根據(jù)我廠所生產(chǎn)的安全閥規(guī)格及掌握的資料來(lái)看，目前微啟式安全閥公稱通徑最大達(dá)到DN250，全啟式安全閥公稱通徑達(dá)到DN400。經(jīng)本人考證，各廠家連接尺寸也不盡統(tǒng)一，如 DN150全啟式安全閥，浙江羅浮鍋爐附件廠、上海閥門廠及江蘇吳江閥門工具廠各不相同。為了有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，用戶在選用及安裝時(shí)同一規(guī)格能夠互換，建議合肥通用機(jī)械研究所對(duì)JB／T2203－1999《彈簧式安全閥結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度》進(jìn)行修訂。建議設(shè)計(jì)院及用戶按標(biāo)準(zhǔn)選用，安全閥生產(chǎn)廠家按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造。
?。?）以API526 《鋼制法蘭連接安全泄放閥》（Flanged Steel Safety Relief Valve）為主的美標(biāo)體系。國(guó)內(nèi)進(jìn)口化工設(shè)備等所配的安全閥連接尺寸一般按照本標(biāo)準(zhǔn)，如圖5所示。本標(biāo)準(zhǔn)公稱通通徑為DN25~ DN200（ l”~ 8”），公稱壓力為 2~ 42MPa，喉徑從D－T（9．5~146mm）。本標(biāo)準(zhǔn)比較科學(xué)規(guī)范，對(duì)壓力、材料、溫度、喉徑等統(tǒng)籌考慮。依照喉徑確定規(guī)格，同一喉徑可以有好幾個(gè)規(guī)格，相反同一規(guī)格可能有好幾個(gè)喉徑可以選擇。如 DN100~DN150（4”~6”）喉徑有L、M、N、P四種可以選擇。隨著國(guó)際貿(mào)易及進(jìn)口設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的不斷推進(jìn)，該標(biāo)準(zhǔn)將在國(guó)內(nèi)得到很大推廣。目前該標(biāo)準(zhǔn)還沒有轉(zhuǎn)化為國(guó)標(biāo)。
?。?）以在國(guó)際上影響比較大的安德森·格林伍德公司（Anderson Greenwood＆Co．）為依據(jù)的活塞式導(dǎo)閥操作安全泄壓閥（Pilot Operated Pressure Relief Valves）系列。國(guó)內(nèi)一般稱之為先導(dǎo)式安全閥，如圖6所示，先導(dǎo)式安全閥由主閥和導(dǎo)閥組成，導(dǎo)閥操作主閥的開啟和關(guān)閉。這種閥門排量大；不受背壓的影響；可以在非常接近開啟壓力下進(jìn)行不泄漏操作；啟閉壓差小等優(yōu)點(diǎn)。一般適用于天然氣管道等。目前國(guó)內(nèi)還沒有先導(dǎo)式安全閥標(biāo)準(zhǔn)及連接尺寸標(biāo)準(zhǔn)。并且這種類型的閥門剛剛開發(fā)，還沒有廣泛推廣。據(jù)我廠的經(jīng)驗(yàn)及所掌握的資料來(lái)看，國(guó)內(nèi)大多數(shù)廠家按照該公司的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)制造，如浙江羅浮鍋爐附件廠、航天十一研究所等。建議合肥通用機(jī)械研究所盡早起草并發(fā)布先導(dǎo)式安全閥標(biāo)準(zhǔn)。
?。?）以中國(guó)航天工業(yè)總公司第十一研究所設(shè)計(jì)研制的安全閥自成一個(gè)體系。航天十一所研制的HT系列安全閥品種多，有HTO普通安全閥（如圖1所示）、HTB平衡波紋管式安全閥、HTR泄流閥、HTN特殊安全閥、HTGS高性能蒸汽安全閥。ＨＴＸＹ液體泄壓閥、HTXD先導(dǎo)式安全閥等，且性能良好。但是除HTXD系列先導(dǎo)式安全閥與安德森·格林伍德公司連接尺寸相同外，其余與美標(biāo)、國(guó)標(biāo)均不相同。這一點(diǎn)請(qǐng)選用時(shí)務(wù)必注意。
?。?）以蘭州煉油廠設(shè)計(jì)研制開發(fā)的A型、TA型封閉全開啟彈簧式安全閥自成一個(gè)體系。該系列口徑DN25~DN150 （1”~6’），公稱壓力l．6~4.0MPa，喉徑D~R（9．5－115mm）。該體系連接尺寸與美標(biāo)及國(guó)標(biāo)均不相同，為蘭煉專用。
?。?）為鍋爐、電站設(shè)備、減溫減壓裝置配套的沖量式安全閥系列（如圖8所示）。如哈爾濱鍋爐廠、東方鍋爐廠、武漢鍋爐廠、青島電站輔機(jī)廠等配套的專用安全閥。此類系列閥門結(jié)構(gòu)及連接尺寸各廠家一般不相同，可能有部分相同。選用時(shí)一定要注意閥門喉徑及連接尺寸的區(qū)別。
4．喉徑的計(jì)算
喉徑的計(jì)算一般按照《鍋爐壓力容器安全技術(shù)規(guī)范》附件五所列的公式。或者按照APIRP520 煉廠泄壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝的推薦實(shí)施方法第一部分設(shè)計(jì)》中所列的公式。上述兩種公式計(jì)算結(jié)果基本相同或相差不大。
四、結(jié)束語(yǔ)
安全閥的選型是一項(xiàng)比較重要的工作，選型恰當(dāng)與否將直接影響設(shè)備的安全。上述所列都是我廠的一些經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，限于篇幅，可能不盡完全，供大家參考。
參考文獻(xiàn) 1、安全閥國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)匯編（M）合肥通用機(jī)械研究所， 1985
使用閥門常見問題
1、為什么雙座閥小開度工作時(shí)容易振蕩？
對(duì)單芯而言，當(dāng)介質(zhì)是流開型時(shí)，閥穩(wěn)定性好；當(dāng)介質(zhì)是流閉型時(shí)，閥的穩(wěn)定性差。雙座閥有兩個(gè)閥芯，下閥芯處于流閉，上閥芯處于流開，這樣，在小開度工作時(shí)，流閉型的閥芯就容易引起閥的振動(dòng)，這就是雙座閥不能用于小開度工作的原因所在。
2、為什么雙密封閥不能當(dāng)作切斷閥使用？
雙座閥閥芯的優(yōu)點(diǎn)是力平衡結(jié)構(gòu)，允許壓差大，而它突出的缺點(diǎn)是兩個(gè)密封面不能同時(shí)良好接觸，造成泄漏大。如果把它人為地、強(qiáng)制性地用于切斷場(chǎng)合，顯然效果不好，即便為它作了許多改進(jìn)（如雙密封套筒閥），也是不可取的。
3、什么直行程調(diào)節(jié)閥防堵性能差，角行程閥防堵性能好？
直行程閥閥芯是垂直節(jié)流，而介質(zhì)是水平流進(jìn)流出，閥腔內(nèi)流道必然轉(zhuǎn)彎倒拐，使閥的流路變得相當(dāng)復(fù)雜（形狀如倒“S”型）。這樣，存在許多死區(qū)，為介質(zhì)的沉淀提供了空間，長(zhǎng)此以往，造成堵塞。角行程閥節(jié)流的方向就是水平方向，介質(zhì)水平流進(jìn)，水平流出，容易把不干凈介質(zhì)帶走，同時(shí)流路簡(jiǎn)單，介質(zhì)沉淀的空間也很少，所以角行程閥防堵性能好。
4、為什么直行程調(diào)節(jié)閥閥桿較細(xì)？
它涉及一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)械原理：滑動(dòng)摩擦大、滾動(dòng)摩擦小。直行程閥的閥桿上下運(yùn)動(dòng)，填料稍壓緊一點(diǎn)，它就會(huì)把閥桿包得很緊，產(chǎn)生較大的回差。為此，閥桿設(shè)計(jì)得非常細(xì)小，填料又常用摩擦系數(shù)小的四氟填料，以便減少回差，但由此派出的問題是閥桿細(xì)，則易彎，填料壽命也短。解決這個(gè)問題，最好的辦法就是用旅轉(zhuǎn)閥閥桿，即角行程類的調(diào)節(jié)閥，它的閥桿比直行程閥桿粗2～3倍，且選用壽命長(zhǎng)的石墨填料，閥桿剛度好，填料壽命長(zhǎng)，其摩擦力矩反而小、回差小。
5、為什么角行程類閥的切斷壓差較大？
角行程類閥的切斷壓差較大，是因?yàn)榻橘|(zhì)在閥芯或閥板上產(chǎn)生的合力對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸產(chǎn)生的力矩非常小，因此，它能承受較大的壓差。
6、為什么脫鹽水介質(zhì)使用襯膠蝶閥、襯氟隔膜閥使用壽命短？
脫鹽水介質(zhì)中含有低濃度的酸或堿，它們對(duì)橡膠有較大的腐蝕性。橡膠的被腐蝕表現(xiàn)為膨脹、老化、強(qiáng)度低，用襯膠的蝶閥、隔膜閥使用效果都差，其實(shí)質(zhì)就是橡膠不耐腐蝕所致。后襯膠隔膜閥改進(jìn)為耐腐蝕性能好的襯氟隔膜閥，但襯氟隔膜閥的膜片又經(jīng)不住上下折疊而被折破，造成機(jī)械性破壞，閥的壽命變短?，F(xiàn)在最好的辦法是用水處理專用球閥，它可以使用到5～8年。
7、為什么切斷閥應(yīng)盡量選用硬密封？
切斷閥要求泄漏越低越好，軟密封閥的泄漏是最低的，切斷效果當(dāng)然好，但不耐磨、可靠性差。從泄漏量又小、密封又可靠的雙重標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，軟密封切斷就不如硬密封切斷好。如全功能超輕型調(diào)節(jié)閥，密封而堆有耐磨合金保護(hù)，可靠性高，泄漏率達(dá)10-7，已經(jīng)能夠滿足切斷閥的要求。
8、為什么套筒閥代替單、雙座閥卻沒有如愿以償？
60年代問世的套筒閥，70年代在國(guó)內(nèi)外大量使用，80年代引進(jìn)的石化裝置中套筒閥占的比率較大，那時(shí)，不少人認(rèn)為，套筒閥可以取代單、雙座閥，成為第二代產(chǎn)品。到如今，并非如此，單座閥、雙座閥、套筒閥都得到同等的使用。這是因?yàn)樘淄查y只是改進(jìn)了節(jié)流形式、穩(wěn)定性和維護(hù)好于單座閥，但它重量、防堵和泄漏指標(biāo)上與單、雙座閥一致，它怎能取代單、雙座閥呢？所以，就只能共同使用。
9、為什么說選型比計(jì)算更重要？
計(jì)算與選型比較而言，選型要重要得多，復(fù)雜得多。因?yàn)橛?jì)算只是一個(gè)簡(jiǎn)單的公式計(jì)算，它的本身不在于公式的精確度，而在于所給定的工藝參數(shù)是否準(zhǔn)確。選型涉及到的內(nèi)容較多，稍不慎，便會(huì)導(dǎo)致選型不當(dāng)，不僅造成人力、物力、財(cái)力的浪費(fèi)，而且使用效果還不理想，帶來(lái)若干使用問題，如可靠性、壽命、運(yùn)行質(zhì)量等。
10、為什么在氣動(dòng)閥中活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用會(huì)越來(lái)越多？
對(duì)于氣動(dòng)閥而言，活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)可充分利用氣源壓力，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸比薄膜式更小巧，推力更大，活塞中的O型圈也比薄膜可靠，因此它的使用會(huì)越來(lái)越多。
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