在流體管道系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)閥是控制元件，其投資約占管道工程造價(jià)的30%-50%。閥門的主要功能是啟閉、節(jié)流、調(diào)節(jié)流量、隔離設(shè)備和管道系統(tǒng)、防止介質(zhì)倒流、調(diào)節(jié)和排放壓力等。閥門也是管道中的一個(gè)復(fù)雜部件。一般由多個(gè)技術(shù)含量高的零件組裝而成。隨著石油化工行業(yè)的快速發(fā)展，石油化工生產(chǎn)裝置中的大多數(shù)介質(zhì)具有高毒性、易燃性、爆炸性和強(qiáng)腐蝕性的特點(diǎn)。運(yùn)行條件復(fù)雜苛刻，運(yùn)行溫度和壓力高，啟動(dòng)周期長。一旦閥門發(fā)生故障，將導(dǎo)致介質(zhì)泄漏，不僅污染環(huán)境，而且造成經(jīng)濟(jì)損失。在嚴(yán)重情況下，機(jī)組將被關(guān)閉，甚至造成惡性事故。因此，在管道設(shè)計(jì)中，科學(xué)合理地選擇閥門，不僅可以降低裝置的建設(shè)成本，而且可以生產(chǎn)的安全運(yùn)行。主要介紹了各種常用閥門的選擇方法，如安全閥、閘閥、截止閥、節(jié)流閥、旋塞閥、球閥、隔膜調(diào)節(jié)閥等。
1.閥門選型要點(diǎn)
一
指定設(shè)備或裝置中閥門的用途
確定閥門的工作條件：適用介質(zhì)的性質(zhì)、工作壓力、工作溫度、操作和控制模式等。
二
正確選擇閥門類型
閥門類型的正確選擇取決于設(shè)計(jì)師對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程和操作條件的充分掌握。在選擇閥門類型時(shí)，設(shè)計(jì)師應(yīng)先掌握每個(gè)閥門的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能。
三
確定閥門的端部連接
在螺紋連接、法蘭連接和焊接端部連接中，通常使用前兩個(gè)Z。螺紋安全閥主要是公稱直徑小于50mm的閥門。如果直徑過大，則很難安裝和密封連接件。法蘭連接閥門的安裝和拆卸更為方便，但比螺紋閥門體積更大、價(jià)格更高，因此適用于各種尺寸和壓力的管道連接。焊接連接適用于負(fù)載切割的情況，比法蘭連接更可靠。但是，焊接閥門很難拆卸和重新安裝，因此其使用僅限于能夠長期可靠運(yùn)行的場(chǎng)合，或使用條件惡劣且溫度較高的場(chǎng)合。
四
閥門材料的選擇
選擇閥門的外殼、內(nèi)件和密封面材料。除考慮工作介質(zhì)的物理性質(zhì)（溫度、壓力）和化學(xué)性質(zhì)（腐蝕性）外，還應(yīng)掌握介質(zhì)的清潔度（是否有固體顆粒）。此外，請(qǐng)參考國家和使用部門的相關(guān)規(guī)定。正確合理地選擇閥門材料，可以獲得Z閥的經(jīng)濟(jì)使用壽命和良好的使用性能。閥體材料選擇順序?yàn)椋鸿T鐵-碳鋼-不銹鋼，密封圈材料選擇順序?yàn)椋合鹉z-銅-合金鋼-F4。
五
另外
此外，應(yīng)確定流經(jīng)閥門的流體的流量和壓力等級(jí)，并利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)（如閥門產(chǎn)品目錄、閥門產(chǎn)品樣品等）選擇合適的閥門。
2、常用閥門介紹
閥門種類繁多，類型復(fù)雜，主要有閘閥、截止閥、節(jié)流閥、蝶閥、旋塞閥、球閥、電動(dòng)閥、隔膜閥、止回閥、安全閥、減壓閥、疏水閥、緊急切斷閥等，其中閘閥、截止閥、節(jié)流閥、旋塞閥、，蝶閥、球閥、止回閥和隔膜閥常用。
3.各種閥門壓力試驗(yàn)方法
使用中的工業(yè)閥門一般不進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，但修復(fù)后的閥體和閥蓋或有腐蝕損傷的閥體和閥蓋應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)。安全閥的整定壓力、回座壓力等試驗(yàn)應(yīng)符合安全閥說明書和有關(guān)規(guī)定的規(guī)定。閥門安裝應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度和密封試驗(yàn)。低壓閥門抽檢20%，不合格；中壓和高壓閥門應(yīng)進(jìn)行檢查。閥門試壓常用的介質(zhì)有水、油、空氣、蒸汽、氮?dú)獾龋鈩?dòng)閥門在內(nèi)的各種工業(yè)閥門的試壓方法如下：
一
球閥壓力試驗(yàn)方法
氣動(dòng)球閥的強(qiáng)度試驗(yàn)應(yīng)在球閥半開狀態(tài)下進(jìn)行。
① 浮球閥密封試驗(yàn)：閥門半開，一端進(jìn)入試驗(yàn)介質(zhì)，另一端關(guān)閉；將球體轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)次，閥門關(guān)閉時(shí)打開封閉端，同時(shí)檢查填料和墊片的密封性能，無泄漏。然后從另一端引入測(cè)試介質(zhì)并重復(fù)上述測(cè)試。
② 固定球閥密封試驗(yàn)：試驗(yàn)前無負(fù)荷旋轉(zhuǎn)球體數(shù)次，固定球閥關(guān)閉，試驗(yàn)介質(zhì)從一端引入至規(guī)定值；用壓力表檢查引入端的密封性能。壓力表精度為0.5~1，量程為試驗(yàn)壓力的1.5倍。規(guī)定時(shí)間內(nèi)無降壓為合格；然后從另一端引入測(cè)試介質(zhì)并重復(fù)上述測(cè)試。然后，閥門應(yīng)半開，兩端關(guān)閉，內(nèi)腔應(yīng)充滿介質(zhì)。在試驗(yàn)壓力下檢查填料和墊片，不得有泄漏。
③ 三通球閥應(yīng)在每個(gè)位置進(jìn)行密封試驗(yàn)。
二
止回閥壓力試驗(yàn)方法
止回閥試驗(yàn)狀態(tài)：提升式止回閥盤軸線垂直于水平方向；旋啟式止回閥的通道軸和閥盤軸大致平行于水平線。
強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)介質(zhì)應(yīng)從入口端引入至規(guī)定值，另一端關(guān)閉。閥體、閥蓋無泄漏為合格。
嚴(yán)密性試驗(yàn)從出口端引入試驗(yàn)介質(zhì)，入口端密封面、填料、墊片無泄漏為合格。
三
減壓閥壓力試驗(yàn)方法
① 減壓閥的強(qiáng)度試驗(yàn)一般在單件試驗(yàn)或組裝試驗(yàn)后進(jìn)行。強(qiáng)度試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間：DN<50mm時(shí)1min；DN65~150mm時(shí)，時(shí)間大于2min；DN>150mm時(shí)，應(yīng)大于3min。波紋管與部件焊接后，應(yīng)在減壓閥后1.5倍于Z高壓的空氣中進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)。
② 嚴(yán)密性試驗(yàn)應(yīng)根據(jù)實(shí)際工作介質(zhì)進(jìn)行。當(dāng)使用空氣或水進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)應(yīng)在1.1倍標(biāo)稱壓力下進(jìn)行；使用蒸汽試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)在工作溫度下允許的Z高工作壓力下進(jìn)行。入口壓力與出口壓力之差不得小于0.2MPa。試驗(yàn)方法為：入口壓力設(shè)定后，逐步調(diào)整閥門調(diào)節(jié)螺釘，使出口壓力在Z大、Z小范圍內(nèi)連續(xù)靈敏變化，無卡滯、卡澀現(xiàn)象。對(duì)于蒸汽減壓閥，當(dāng)調(diào)節(jié)進(jìn)口壓力時(shí)，關(guān)閉閥后的截?cái)嚅y，出口壓力為Z高和Z低。在2min內(nèi)，出口壓力的增值應(yīng)符合表4.176-22的規(guī)定。同時(shí)，閥門后面的管道容積應(yīng)符合表4.18的規(guī)定；對(duì)于水和空氣減壓閥，當(dāng)入口壓力設(shè)定且出口壓力為零時(shí)，關(guān)閉減壓閥進(jìn)行密封試驗(yàn)。2min內(nèi)無滲漏為合格。
四
蝶閥壓力試驗(yàn)方法
氣動(dòng)蝶閥強(qiáng)度試驗(yàn)與截止閥強(qiáng)度試驗(yàn)相同。蝶閥密封性能試驗(yàn)從介質(zhì)流端引入試驗(yàn)介質(zhì)，打開蝶板，關(guān)閉另一端，注入壓力達(dá)到規(guī)定值；在檢查填料和其他密封件無泄漏后，關(guān)閉蝶板，打開另一端，并檢查蝶板密封件無泄漏。用于調(diào)節(jié)流量的蝶閥可不進(jìn)行密封性能試驗(yàn)。
五
旋塞閥壓力試驗(yàn)方法
① 旋塞閥強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，介質(zhì)從一端引入，其它通道關(guān)閉，旋塞旋轉(zhuǎn)至各全開工作位置進(jìn)行試驗(yàn)。閥體無泄漏為合格。
② 嚴(yán)密性試驗(yàn)時(shí)，保持室內(nèi)壓力等于通道壓力，將堵頭旋轉(zhuǎn)至關(guān)閉位置，從另一端檢查，然后將堵頭旋轉(zhuǎn)180°，重復(fù)上述試驗(yàn)；三通或四通旋塞閥應(yīng)保持腔內(nèi)壓力與通道一端壓力相等，依次旋轉(zhuǎn)旋塞至關(guān)閉位置，從直角端引入壓力，同時(shí)從另一端進(jìn)行檢查。
旋塞閥試驗(yàn)前，允許在密封面上涂一層非酸性稀潤滑油。在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未發(fā)現(xiàn)滲漏和膨脹水滴為合格。旋塞閥的試驗(yàn)時(shí)間可以縮短，根據(jù)公稱直徑一般為1~3min。
氣體旋塞閥應(yīng)在1.25倍工作壓力下進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。
六
隔膜閥壓力試驗(yàn)方法
在隔膜閥強(qiáng)度試驗(yàn)中，介質(zhì)從一端引入，閥盤打開，另一端關(guān)閉。試驗(yàn)壓力升至規(guī)定值后，閥體、閥蓋無泄漏為合格。然后降壓至密封試驗(yàn)壓力，關(guān)閉閥盤，打開另一端檢查，無泄漏為合格。
七
截止閥和節(jié)流閥壓力試驗(yàn)方法
截止閥和節(jié)流閥的強(qiáng)度試驗(yàn)，通常將組裝好的閥門放在試壓架內(nèi)，打開閥盤，注入介質(zhì)至規(guī)定值，檢查閥體和閥蓋是否有出汗和泄漏。強(qiáng)度試驗(yàn)也可在單件上進(jìn)行。密封測(cè)試僅適用于截止閥。試驗(yàn)時(shí)，截止閥閥桿垂直，閥盤打開，介質(zhì)從閥盤下端引入至規(guī)定值，并檢查填料和墊片；檢查合格后，關(guān)閉閥盤，打開另一端，檢查是否有泄漏。如果需要進(jìn)行閥門強(qiáng)度和密封試驗(yàn)，可先進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，然后將壓力降至密封試驗(yàn)規(guī)定值，并檢查填料和墊片；然后關(guān)閉閥盤，打開出口端，檢查密封面是否泄漏。
八
閘閥壓力試驗(yàn)方法
閘閥強(qiáng)度試驗(yàn)與截止閥強(qiáng)度試驗(yàn)相同。閘閥的密封試驗(yàn)有兩種方法。
① 打開閘板，將閥內(nèi)壓力升高至規(guī)定值；然后關(guān)閉閘板，立即取出閘閥，檢查閘板兩側(cè)密封有無泄漏，或直接將試驗(yàn)介質(zhì)注入閥蓋上的塞子至規(guī)定值，檢查閘板兩側(cè)密封。上述方法稱為中壓試驗(yàn)。該方法不適用于公稱直徑dn32mm以下閘閥的密封試驗(yàn)。
② 另一種方法是打開閘板，將閥門試驗(yàn)壓力升至規(guī)定值；然后關(guān)閉閘板，打開一端盲板，檢查密封面是否泄漏。然后翻轉(zhuǎn)并重復(fù)上述試驗(yàn)，直至合格。
閘板嚴(yán)密性試驗(yàn)前，應(yīng)對(duì)氣動(dòng)閘閥的填料和墊片進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)。
九
安全閥壓力試驗(yàn)方法
① 安全閥的強(qiáng)度試驗(yàn)與其他閥門的強(qiáng)度試驗(yàn)相同。試驗(yàn)閥體下部時(shí)，從進(jìn)口I=I端引入壓力，密封面關(guān)閉；測(cè)試閥體和閥蓋上部時(shí)，壓力從出口El端引入，另一端關(guān)閉。閥體、閥蓋在規(guī)定時(shí)間內(nèi)無泄漏為合格。
② 密封試驗(yàn)和恒壓試驗(yàn)一般采用以下介質(zhì)：蒸汽安全閥采用飽和蒸汽作為試驗(yàn)介質(zhì)；氨或其他氣體的閥門使用空氣作為試驗(yàn)介質(zhì)；水和其他非腐蝕性液體的閥門使用水作為試驗(yàn)介質(zhì)。氮?dú)獬１挥米髂承┲匾恢冒踩y的試驗(yàn)介質(zhì)。
密封試驗(yàn)以公稱壓力值作為試驗(yàn)壓力至少進(jìn)行兩次，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)無泄漏為合格。有兩種檢漏方法：先，密封安全閥的接頭，并用黃油將紙巾粘在出口El法蘭上。如果紙巾鼓出則為泄漏，如果不鼓出則為合格；第二，用黃油密封出口法蘭下部的塑料薄板或其它板，加水密封閥瓣，檢查水中無氣泡為合格。安全閥定壓和回座壓力試驗(yàn)次數(shù)不少于3次，符合規(guī)定為合格。安全閥的各項(xiàng)性能試驗(yàn)見GB/t12242–1989《安全閥性能試驗(yàn)方法》。
閥門選擇總結(jié)
根據(jù)以上分析，一般應(yīng)閘閥。
截止閥適用于流體阻力要求不嚴(yán)格的管道和高溫高壓介質(zhì)的管道或裝置。不適用于粘度大、含顆粒的介質(zhì)，也不適用于放空閥和低真空系統(tǒng)的閥門。
球閥適用于低溫、高壓、高粘度介質(zhì)。通常用于密封性能嚴(yán)格、磨損、縮頸通道、開閉動(dòng)作快、壓差大、噪音低、氣化現(xiàn)象、工作扭矩小、流體阻力小的管道。
節(jié)流閥適用于中低溫高壓場(chǎng)合。它不適用于高粘度和含有固體顆粒的介質(zhì)。它不適合用作隔離閥。
旋塞閥適用于需要快速開啟和關(guān)閉的場(chǎng)合。一般不適用于蒸汽和高溫介質(zhì)、低溫高粘度介質(zhì)、懸浮顆粒介質(zhì)。
蝶閥一般用于水、油品、壓縮空氣等有溫度的介質(zhì)≤ 80℃和壓力≤ 1.0MPa；由于蝶閥的壓力損失比閘閥和球閥大，所以蝶閥適用于壓力損失要求不嚴(yán)格的管道系統(tǒng)。
止回閥通常適用于清潔介質(zhì)，而不適用于含有固體顆粒和高粘度的介質(zhì)。
隔膜閥適用于工作溫度低于200℃、壓力低于1.0MPa的油品、水、酸性介質(zhì)和含有懸浮固體的介質(zhì)，不適用于有機(jī)溶劑和強(qiáng)氧化性介質(zhì)。
在石油、化工等行業(yè)的管道系統(tǒng)中，閥門的應(yīng)用、操作頻率和使用壽命都在不斷變化。為了控制或消除低泄漏，Z重要和關(guān)鍵設(shè)備是閥門。合理選擇閥門可以降低裝置的建設(shè)成本，生產(chǎn)的安全運(yùn)行。