閥門選型和材料選用

1閥門類型日常應(yīng)用的閥門大體上可分為手動閥門和止回閥兩大類：手動閥門在流體輸送系統(tǒng)中主要起截斷和接通物流、調(diào)節(jié)流量、分流的作用。手動閥門按其用途和作用分類：a)阻塞型：截止閥；b)旋轉(zhuǎn)型：球閥、蝶閥、旋塞閥；c)滑動型：閘閥；d)夾緊型：隔膜閥、膠管閥。止回閥是順流開啟、逆流關(guān)閉的自動閥門，又稱單向閥。2選型原則1）閥門選擇要考慮的主要參數(shù)有：a)輸送的流體性質(zhì)影響閥型和閥結(jié)構(gòu)材料的選擇；b)功能要求(調(diào)節(jié)還是切斷)影響閥型選擇；c)操作條件(是否頻繁)影響閥型和閥體材料選擇；d)流動特性和摩擦損失；e)閥門大小，這可影響閥型選擇（很大的閥門只有在有限范圍的閥型中才能找到，某種特殊閥型可能買不到尺寸與其相匹配的標(biāo)準(zhǔn)閥門）；f)其他特殊要求：如快開、自流等。根據(jù)上述a)至c)，可用下圖選定切斷閥的基本類型。2）其它因素對閥門選型的影響a)對腐蝕性強(qiáng)、毒性為極度危害、對閥門結(jié)構(gòu)材料的溶解性強(qiáng)、易燃易爆等介質(zhì)應(yīng)重點(diǎn)考慮閥門的密封性和耐腐蝕性，必要時可選擇隔膜閥；b)系統(tǒng)允許的壓力降較小時，應(yīng)選用流體阻力較小的閥型如閘閥、直通的球閥等；c)要求迅速切斷時，宜選用旋塞閥、球閥、蝶閥；d)蝶閥可適用于大流量的調(diào)節(jié)；e)選用通道為L形的兩通球閥或旋塞閥可同時起到閥門和三通的作用；選用三通球閥或旋塞閥（通道為T形）可起到兩個以上直通閥門的作用，簡化操作，使切換準(zhǔn)確無誤，并減少所占空間；f)針形閥可用于微量的細(xì)調(diào)；g)需防止物料倒流時應(yīng)選用止回閥；h)不同生產(chǎn)過程可以選擇有附加功能的閥門，如有帶夾套、帶排凈口和帶旁路的閥門，有用于防止固體微粒沉降的帶吹氣口閥門等；i)就地操作的閥門絕大多數(shù)用手輪，與操作點(diǎn)有一定距離的，可采用鏈輪或加長桿，需要時可根據(jù)所能提供的能源選擇其它動力形式：氣動、液壓、電動。例如閘閥在公稱通徑較大的管道中使用時，若兩側(cè)壓力差較大，開啟費(fèi)力，需采用動力形式；j)對于粘性流體，漿液及帶有固體顆粒的介質(zhì)宜選用旋塞閥、球閥或蝶閥。選型時應(yīng)綜合考慮閥門的工藝要求、介質(zhì)特性、操作溫度、操作壓力、安全及經(jīng)濟(jì)的合理性，作出閥門形式的最后選擇。3各類閥門的結(jié)構(gòu)和性能特點(diǎn)各種閥門的功能適用性。1)閘閥：啟閉件(閘板)由閥桿帶動，沿閥座密封面作升降運(yùn)動的閥門。閘板分為平行式和楔式兩種，以后者應(yīng)用最廣。閘閥有明桿和暗桿兩種，后者用于DN50以下、低壓、無腐蝕性介質(zhì)的場合。①流體流經(jīng)閘閥時不改變流向，當(dāng)閘閥全開時阻力系數(shù)幾乎是所有閥門中最小的，適用的公稱通徑范圍、壓力溫度范圍寬，與同公稱通徑的截止閥相比，安裝尺寸較小，是石油化工生產(chǎn)裝置中用得最多的一種類型。②頻繁操作閥門會導(dǎo)致閥座表面過度磨損，因此通常只適用于不頻繁操作的情況。③不適用于含固體顆粒的流體。④若流體壓力較低，平行式閘閥的閥座力可能不足以在金屬－金屬閥座間產(chǎn)生滿意的密封效果。⑤只有在閥門處于半開和全關(guān)之間狀態(tài)時通過穿過圓形流道的圓盤調(diào)節(jié)流量，才會取得滿意效果。因此通常只用在兩位式場合，不適用于需要調(diào)節(jié)流量的場合。2)截止閥：啟閉(閥瓣)內(nèi)閥桿帶動，沿閥座(密封面)軸線作升降運(yùn)動的閥門。截止閥的閥瓣為盤形閥瓣，節(jié)流閥的閥瓣多為圓錐流線型，特別適用于節(jié)流，可以改變通道截面積，用以調(diào)節(jié)流量或壓力。①用于調(diào)節(jié)、切斷和流通物流以及頻率操作的場合。②耐磨、密封性能可靠，可進(jìn)行流量的粗調(diào)，一般多裝在泵出口、調(diào)節(jié)閥旁路和流量計上游等處。③流體阻力大，開啟和關(guān)閉所需力矩較大。④截止閥與同公稱通徑的閘閥相比，結(jié)構(gòu)長度較大，最大公稱通徑限于DN250。⑤針形閥也是截止閥的一種，是帶細(xì)微錐形塞子的小口徑截止閥?？捎糜谛×髁课⒄{(diào)或用作取樣閥。3)球閥和旋塞閥：球閥和旋塞閥都是啟閉件(球體，塞子)繞垂直于通路的軸線旋轉(zhuǎn)的閥門。①兩者功能相似，都是可以迅速啟閉的閥門，流體阻力小，適用于經(jīng)常操作，但不宜經(jīng)常作調(diào)節(jié)用。②密封性能好介質(zhì)流向可任意，適用于粘性流體，漿液及帶有固體顆粒的介質(zhì)。③兩者都易于適應(yīng)多通道結(jié)構(gòu)，使一個閥可獲得兩個、三個甚至四個不同的流道，以簡化管道系統(tǒng)的設(shè)計，減少閥門的用量。4)蝶閥：啟閉件(蝶板)繞固定軸旋轉(zhuǎn)的閥門。①啟閉迅速方便，流體阻力小，可以經(jīng)常操作。②有一定調(diào)節(jié)功能，可以運(yùn)送漿體，特別適用于大流量調(diào)節(jié)，但通常不用在要求泄漏最小的場合。③采用不同的密封圈形式，可以應(yīng)用在較廣的壓力和溫度范圍或中等真空管道。5)隔膜閥：啟閉件(隔膜)由閥桿帶動，沿閥桿軸線作升降運(yùn)動并將動作機(jī)構(gòu)與介質(zhì)隔開的閥門。①結(jié)構(gòu)簡單，易于快速拆卸和維修。②特別適用于粘性流體、漿液和腐蝕性介質(zhì)。③由于操作機(jī)構(gòu)和介質(zhì)通路隔開，特別適用于食品和醫(yī)藥衛(wèi)生工業(yè)中的介質(zhì)以及危險的介質(zhì)。④不能用于介質(zhì)壓力較高的場合，使用溫度取決于隔膜材料的耐溫性能，其工作溫度范圍大的為-50℃～175℃。6)針形閥：啟閉件是帶細(xì)微錐形塞子的小口徑截止閥，可分為簡單地往下擰，傾斜地往下擰和出口流與主流成直角三種類型。7)膠管閥：由撓性管組成伸縮閥體的閥門，該管可機(jī)械或借閥體外流體壓力夾緊。①適用于腐蝕性介質(zhì)、漿液、帶懸浮顆粒的流體。②結(jié)構(gòu)簡單，便于維修。8)止回閥：啟閉件(閥瓣)借介質(zhì)作用力，自動阻止介質(zhì)逆流的閥門。①一般用于防止流體逆向流動。②常用的有旋啟式，升降式兩種，旋啟式應(yīng)用于大口徑管道上，一般安裝在水平管道上，也可安裝在垂直或傾斜管道上，此時流體應(yīng)自下而上流動。升降式用于小口徑管道，只能安裝在水平管道上。③帶緩閉裝置和阻尼機(jī)構(gòu)的止回閥可利用管路內(nèi)介質(zhì)進(jìn)行緩沖，達(dá)到消除或減小在止回閥關(guān)閉的瞬間由于壓力迅速提高時對管路系統(tǒng)所產(chǎn)生的“水錘”作用，保護(hù)管路和防止泵倒流。9)底閥：安裝在泵吸入管端，以保證吸入管內(nèi)被流體充滿的止回閥。10)節(jié)流閥：通過啟閉件(閥瓣)改變通路截面積，以調(diào)節(jié)流量、壓力的閥門。4閥門材料的選擇對于高溫工況的閥門，常用的有A217-WC6(鑄件)、A182-F11(鍛件)和A217-WC9(鑄件)、A182-F22(鍛件)。由于WC9、F22屬于2-1/4Cr-1Mo系列，相比屬于1-1/4Cr-1/2Mo系列的WC6、F11含有更高的Cr、Mo，所以具有更好的抗高溫蠕變性能。1)對于小口徑(DN≤40)一般選用鍛件，大口徑(DN>40)一般選用鑄件。鍛件閥體的端法蘭，應(yīng)該優(yōu)先選擇整體鍛制閥體，如果法蘭是焊接在閥體上，則對焊縫應(yīng)該進(jìn)行100%射線檢驗(yàn)。2)對焊和承插焊碳鋼閥體的含碳量應(yīng)不大于0.25%，并且碳當(dāng)量應(yīng)不大于0.45%。3)常用材料的選?。鹤ⅲ寒?dāng)奧氏體不銹鋼工作溫度超過425℃時，含碳量不應(yīng)小于0.04%，熱處理狀態(tài)為大于1040℃快冷(CF8)和1100℃快冷(CF8M)。4)當(dāng)流體腐蝕性強(qiáng)，普通奧氏體不銹鋼不能使用時，應(yīng)考慮一些特種材料，如904L、雙相鋼(如S31803等)、蒙乃爾和哈氏合金等。5閥門內(nèi)件材料內(nèi)件主要是指閥門關(guān)閉件的密封面和閥桿、襯套（上密封座），在國外常以trim表示內(nèi)件。內(nèi)件材料的選用原則是根據(jù)主體材料的情況、介質(zhì)特性、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及零件所起的作用、受力情況綜合考慮的。對于常規(guī)的通用閥門在標(biāo)準(zhǔn)已規(guī)定了內(nèi)件材料或規(guī)定了幾種材料由設(shè)計者根據(jù)具體情況選用。對于一些有特殊要求的閥門，如高溫、高壓、介質(zhì)有腐蝕等工況條件，則需按工況條件選擇內(nèi)件材料。常用閥門內(nèi)件材料的組合6閥門的軟密封材料軟密封的密封性一般都能達(dá)到很高，而硬密封則要根據(jù)要求可高可低；軟密封需要防火，因?yàn)樵诟邷叵?，軟密封的材質(zhì)會出現(xiàn)泄漏，而硬密封則沒這個問題；硬密封一般可以做到很高的壓力，軟密封則不行；軟密