化工装置常用金属阀门的类型与选用.docx

化工装置常用金属阀门的类型与选用随着越来越多的引进装置进入国内，API阀门已经得到广 泛应用，本文仅以API黑色金属阀门为分析对象阀门是管道系统中的重要部件，在化工装置中应用最广泛 的是金属阀门阀门的作用主要是用于启闭、节流和保障管道 及设备的平安运行所以正确合理地选用金属阀门对工厂平安 及流体控制系统具有重要的作用1、阀门的类型及用途工程上阀门种类很多，由于流体的压力、温度和物理 化学性能的不同，所以对流体系统的控制要求也不相同，其中 闸阀、截止阀（节流阀，针型阀）、止回阀、旋塞阀、球阀、蝶 阀和隔膜阀在化工装置中应用最广泛1.1 1闸阀一般用于控制流体的启闭，流体阻力小，密封性能 好，介质的流向不受限制，开闭所需外力较小，结构长度较 短阀杆有明杆和暗杆之分，明杆式闸阀适用于腐蚀介 质，在化工工程上基本使用明杆式闸阀暗杆闸阀主要用于水 道上，多用于低压、无腐蚀性介质的场合，如一些铸铁和铜阀 门闸板的结构形式包括楔式闸板、平行式闸板楔式闸板有单闸板，双闸板之分平行式闸板多用于 油气输送系统，在化工装置中不常用1.2 截止阀(1)截止阀与相同规格的闸阀相比，结构长度较大，一 般用于DNW250的管道上，因为大口径的截止阀加工和制造都 比拟麻烦，且密封性能不如小口径的截止阀。

2)由于截止阀的流体阻力大，因此不宜用于悬浮固体 及粘度较大的流体介质3)针形阀是带细微锥形塞子的截止阀，可用于小流量 微调或用作取样阀，通常应用于小口径如果口径大，也需要 有调节功能，可以采用节流阀，此时阀瓣为抛物线等形状4)要求低泄漏的工况，应采用低泄漏的截止阀低泄 漏的截止阀有多种结构，其中在化工装置中一般使用波纹管式 截止阀，最低循环寿命见表4表4波纹管式截止阀的最低循环寿命波纹管式截止阀应用比波纹管式闸阀广泛，因为波纹 管式截止阀的波纹管比拟短，循环寿命比拟长但波纹管式阀 门价格昂贵，并且波纹管的质量(如材料，循环次数要求等)及 焊接直接影响到阀门的使用寿命及性能，选用时应尤其注意5.5 止回阀的选用(1)水平升降式止回阀一般用于DNW50的场合，只能 安装在水平管道上立式升降式止回阀通常用于DNW100的场 合，安装在垂直管道上2)升降式止回阀可以选用带弹簧的形式，此时的密封 性能要比不带弹簧的好3)旋启式止回阀最小口径一般为DN>50,可以用在水 平管道上，也可用在垂直管道上(流体必须是自下而上)，但易 引起水锤现象双瓣止回阀(DoubleDisc)往往是对夹式的，是 止回阀中最节省空间的，便于管道布置，在大口径上尤其使用 广泛。

由于普通旋启式止回阀(单瓣型)的阀瓣不能完全开启到 90° ,有一定流阻，所以当工艺有要求时，可以提出特殊要求 (要求阀瓣全启)或采用Y型升降式止回阀4)在有可能产生水锤现象的情况下，可以考虑采用带 缓闭装置和阻尼机构的止回阀这种阀门利用管路内介质进行 缓冲，在止回阀关闭的瞬间，到达消除或减小水锤的作用，保 护管路和防止泵倒流5.6 旋塞阀的选用(1)由于制造问题，无润滑型旋塞阀DN>250不宜选 用2)当要求阀门腔体不积液时，应选择旋塞阀3)当软密封球阀的密封不能满足要求时，如产生内 漏，可以用旋塞阀代替4)对于有些工况温度变化频繁，那么普通旋塞阀不能使 用因为温度变化造成阀门部件和密封元件不同的膨胀和收 缩，在热循环过程中，填料长期收缩会导致沿着阀杆处泄漏 此时就要考虑特殊的旋塞阀，如X0M0X的Severeservice系 列，这种旋塞阀国内尚不能生产5.7 球阀的选用(1)顶装式球阀可以维修三片式一般用于螺纹和 承插焊连接的球阀2)管道有通球系统时，只能使用全通径球阀3)软密封比硬密封的密封效果好，但不能用在高温 (各种非金属密封材料的耐温性能不尽相同)4)不得用于不允许阀门腔体有积液的场合。

5.8 蝶阀的选用(1)当蝶阀两端需要拆卸时，应选择带螺纹的支耳式或 法兰蝶阀2)中线蝶阀的最小口径一般为DN50 ；偏心蝶阀的最小 口径一般为DN80o(3)中选用三偏心PTFE阀座蝶阀时，推荐选用U型阀 座5.9 隔膜阀的选用(1)直通式流体阻力小，隔膜启闭行程长，隔膜寿命不 如堰式2)堰式流体阻力大，隔膜启闭行程短，隔膜寿命优于 直通式5. 10其它因素对阀门选型的影响(1)系统允许的压力降较小时，应选用流体阻力较小的 阀型，如闸阀、直通的球阀等2)要求迅速切断时，宜选用旋塞阀、球阀、蝶阀对 于小口径，应该优选球阀3)就地操作的阀门绝大多数用手轮，与操作点有一定 距离的，可采用链轮或加长杆4)对于粘性流体，浆液及带有固体颗粒的介质宜选用 旋塞阀、球阀或蝶阀等5)对于洁净系统，一般选用旋塞阀、球阀、隔膜阀和 蝶阀(需另外提要求，如抛光要求、密封件要求等)6)一般情况下，压力等级超过(含有)Class900,且 DN250的阀门采用压力自紧密封阀盖(PressureSealBonnet)； 压力等级低于(含有)Class600的阀门采用螺栓连接阀盖 (BoltedBonnet),对有些要求严格防止泄漏的工况，可以考虑 采用焊接型阀盖。

在一些低压常温的公用工程上，可以使用螺 纹接头阀盖(UnionBonnet),但是此结构一般不常使用7)如果阀门需要保温或保冷时，球阀和旋塞阀的手柄 在与阀杆连接处需要相应加长以避开阀门的绝热层，一般不超 过 150mm8)当口径较小时，如果焊接及热处理过程中阀座会发 生变形时，应选用长阀体型或端部带短管的阀门9)低温系统(低于-46)的阀门(止回阀除外)应选用 加长阀盖颈部结构阀杆应当经相应的外表处理，提高外表硬 度，防止阀杆与填料、填料压套擦伤，影响密封选型时除了考虑以上因素外，还应综合考虑工艺要求、安 全及经济等因素，做出阀门形式的最后选择并且需要编写阀 门数据表，一般阀门数据表应包含以下内容：(1)阀门的名称、公称压力、公称尺寸2)设计和检验标准⑶阀门代号4)阀门结构形式、阀盖结构形式及阀门的端部连接形 式5)阀门壳体材料、阀座及阀板密封面材料、阀杆等内 件材料、填料、阀盖垫片及紧固件材料等6)驱动方式7)包装及运输要求8)内外防腐要求9)质量要求和备品备件要求10)业主的要求以及其他特殊要求(如标记等)6、结束语阀门在化工系统中占有重要的地位管道用阀门的选 择应根据管道内被输送流体的相态（液、汽）、含固量、压力大 小、温度高低、腐蚀性质等诸多方面进行考虑。

此外，操作上 可靠无故障，费用上经济合理和制造周期也是重要的考虑因 素在以往工程设计中选择阀门材料时一般只考虑壳体材 料，而忽略内件等材料的选用内件材料选用不当往往会导致 阀门内部密封处、阀杆填料处以及阀盖垫片处的密封失效，影 响寿命，从而不能到达原先预计的使用效果，容易引起事故从目前的情况看，API阀门没有统一的标识代号，而 国标阀门虽然有一套标识方法，但不能够非常明确地显示内件 和其他材料，以及其他特殊要求所以在工程工程中应当对所 需要的阀门通过编制阀门数据表来进行详细的描述这样对阀 门的选用、采购、安装、调试以及备品备件都提供了方便，提 高了工作效率，并减少了错误的发生概率主要作切断用截止阀流体阻力大，启闭力矩大，而 且有流向要求截止阀与闸阀相比主要有如下优点：(1)在开闭过程中密封面的摩擦力比闸阀小，耐磨2)开启高度比闸阀小3)截止阀通常只有一个密封面，制造工艺好，便于维 修截止阀和闸阀一样也有明杆和暗杆之分，在此不再赘 述根据阀体结构不同截止阀有直通式、角式和Y型直通式 应用最广泛，角式用于流体流向90变化的场合另外节流阀和针形阀也属截止阀一类，比普通截止阀 调节功能强1. 3止回阀止回阀又称单向阀，用于防止流体逆向流动，所以安 装止回阀时，应注意介质的流动方向应与止回阀上的箭头方向 一致。

止回阀的类型非常多，且各个制造商有不同的产品，但 是从结构上主要分为旋启式和升降式旋启式止回阀主要包括 单瓣型和双瓣型1.4 蝶阀蝶阀可用于带有悬浮固体的液体介质的启闭和节流， 流体阻力较小、重量轻，结构尺寸小，启闭迅速，适用于大口 径管道上蝶阀有一定调节功能，可以运送浆体由于以往的 加工工艺落后，蝶阀一直用在水系统上，而很少用在工艺系统 上，随着材料、设计及加工的改进，蝶阀已经越来越多地用在 工艺系统上了蝶阀有软密封和硬密封两种类型选择软密封和硬密 封主要取决于流体介质的温度相对而言软密封要比硬密封的 密封性能好软密封有橡胶及PTFE（聚四氟乙烯）阀座两种橡胶阀 座蝶阀（橡胶衬里阀体）多用在水系统上，为中线型结构，这种 蝶阀在管道安装时可以不使用垫片，因为其橡胶衬里的翻边可 以充当垫片的功能PTFE阀座蝶阀多用在工艺系统上，一般为 单偏心或双偏心结构硬密封的品种很多，如硬质固定密封圈，多层密封 （Laminatedseal）等，由于制造商的设计往往不同，其泄漏率也 不一样硬密封蝶阀的结构以三偏心为佳，解决了热胀补偿和 磨损补偿的问题双偏心或三偏心结构硬密封蝶阀亦具有双向 密封功能，其逆向（低压侧至高压侧）密封压力应不低于正向（高 压侧至低压侧）的80%。

设计选型应与制造商协商1.5 旋塞阀旋塞阀流体阻力小，密封性能好，使用寿命长，可以双 向密封，所以往往用在高度或极度危害的物料上，但是启闭力 矩比拟大，价格也比拟高旋塞阀腔体内不积液，特别是对间 歇装置的物料不会造成污染，所以在有些场合必须使用旋塞 阀图1为旋塞阀和球阀关闭时腔体内积液情况图1旋塞阀和球阀关闭时腔体内积液情况旋塞阀流道可分为直通、三通、四通，适用于气、液 相流体多向分配旋塞阀可分为无润滑及润滑型两种带有强制润滑的 油封式旋塞阀，由于强制润滑使旋塞和旋塞的密封面间形成一 层油膜这样密封性能更好，启闭省力，防止密封面受到损 伤，但是必须考虑润滑是否对物料有污染，而且需定期维护优 先选择无润滑型旋塞阀的阀座(Sleeve)密封是连续的，包围了整个旋 塞，所以流体不会与轴接触另外旋塞阀还有一层金属复合材 料的隔膜作为第二道密封，所以旋塞阀可以严格控制外部泄 漏旋塞阀一般是没有填料的，当有特殊要求时(如不允许有外 部泄漏等)，那么需要填料，作为第三道密封旋塞阀的设计结构使得旋塞阀可以调节密封阀 座由于长时间的运行，密封面会有所磨损，因为旋塞是锥形 的，可以通过阀盖的螺栓往下压紧旋塞，使其和阀座紧密配合 到达密封效果。

1.6 球阀球阀的功能与旋塞阀类似(球阀是旋塞阀的派生产 品)球阀密封效果好，所以应用广泛球阀启闭迅速，启闭力 矩比旋塞阀小，阻力非常小，维修方便，适用于浆液、粘性流 体以及对密封要求较高的介质管道上并且由于价格廉价，球 阀比旋塞阀使用广泛球阀一般可以从球体结构形式、阀体结 构形式、流道形式和阀座材料来进行分类按球体结构形式分有浮动球阀和固定球阀前者多用 于小口径，后者用于大口径，一般以DN200(CLASS 150), DN150(CLASS300 和 CLASS600)为界按阀体结构形式分有一片式、两片式和三片式这三 种一片式又有顶装式和侧装式两种按流道形式分有全通径和缩径缩径球阀比全通径球 阀用材料少，价格廉价，如果工艺条件允许，可以考虑优先使 用球阀流道可分为直通、三通、四通，适用于气、液相流体 多向分配按阀座材料分有软密封和硬密封当用于可燃介质 或者外部环境有可能燃烧时，软密封球阀应具有防静电、防。