选阀门啦，快来围观！阀门作为化工设计的基本设备

引言

化工企业中每年因为阀门选用不当，都会造成数千万元的损失。不合适的阀门会导致阀门失灵，从而造成系统中流体泄漏、产品偏离规格、停工检修、工作场所不安全

·····

那么，怎样才能选择好阀门，使之不仅安装简单、安全可靠，而且能够使系统的维护费用和总成本降至最低呢？

1 系统输送何种流体？

在选择阀门前，我们首先需要考虑系统输送的是什么样的流体？是气体还是液体？流体是稠是稀？具有腐蚀性还是惰性的？

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这些不确定的因素都会影响着系统的元件和运行。比如，流体的粘度对系统的流量有影响，对阀门也有不同的要求。粘度较大的流体会使系统的流量和渗漏都降低；相反，高压的轻质气体会在系统流道中自由地流动，密封也就较困难。

和

CH4

等气体，有易被引燃的危险，因而小小的泄漏都可能造成灾难性的后果。若系统中输送的是

PH3

这样的有毒气体，一旦泄漏将对工厂人员造成伤害。诸如

HCl

、

H2S

这样的腐蚀性气体或液体，甚至蒸汽的泄漏都会损坏元件，通过化学或物理作用的侵蚀将材料磨损。

图

阀门

2 系统的运行工况

温度和压力等运行条件也是选择阀门的重要因素。比如，在高温或低温条件的应用中，要考虑材料的选用；各元件材料的膨胀率不同，也会造成流体泄漏。合成橡胶也可能在低温的工作条件下变硬和破裂，其膨胀的导热系数很高。塑料元件可能收缩和渗漏，或者由于吸收水和其它系统介质，从而在低温时变脆。另外，不同的压力也可能影响密封能力。比如，在

70bar

压力下运行的系统，其渗漏会是

7bar

压力下运行的相同系统的

倍。

对于需要在恶劣条件等特殊工况下运行的阀门，应该考虑选用专用的阀门，例如防火专用阀门、氯气专用阀、酸性气输送阀等等。

3 阀门的密封

阀门与大气之间的密封方式有含有填料的和不含填料之分。含有填料的阀有常规填料或“活负载”填料，如图

所示。在常规含填料的阀中，聚四氟乙烯柱形填料将阀杆紧紧包住。当填料螺母拧紧时，聚四氟乙烯与外部螺帽挤压，与内部阀杆挤压，形成密封。含填料的阀的另一种是“活负载”密封。活负载使得填料持续受压以保证即使在压力频繁变化、温度变化或高循环速度状态下，也能保证密封。设计精良的活负载填料只需很小的压力就能达到密封———可减少阀执行器所需的扭矩。这样，活负载也减少了高循环状态下对于阀杆填料的磨损。活负载最常用的两种方法是人造橡胶

形圈密封和弹簧负载塑料填料。

图

阀门的密封

最简单的活负载密封使用的是人造橡胶

形圈。人造橡胶的弹性提供活负载。用弹簧负载法时，密封可使用塑料填料，但是因为塑料不像人造橡胶那样有弹性，所以会用一连串弹簧置于金属套管上，以提供活负载。填料螺母挤压弹簧，保持填料层上持续的负载。

无填料阀，如隔膜阀或波纹管阀，采取静态的、金属对金属的密封。同样，阀门制造商可以控制几个影响金属对金属密封完整性的因素。比如，表面抛光的质量和阀门性能、密封完整性之间有直接的关系。也就是说，表面光滑的阀杆尖和阀座匹配时形成的缝隙比表面粗糙时形成的缝隙小。

另外，不同材料的硬度也影响金属对金属密封的完整性。制作阀杆的材料必须比制作阀座的材料硬

这样阀座就能产生轻微变形，形成无泄漏密封。

4 常用阀门的选用

4.1

闸阀

闸阀在管路中主要作切断用，一般口径

≥

50mm

的切断装置多选用它，有时口径很小的切断装置也选用闸阀。闸阀的应用流体有两种，一种是粘稠度比较高的流体，比如油类介质，另一种是杂质含量较多的压力流体，比如含有粒状固体的介质。无论是哪种流体，闸阀对其要求都是温度不能过高，并适用于作放空阀和低真空系统阀门。通常适用于常开或者常关的工况。

图

闸阀

4.2

球阀

球阀的阀芯是带有贯通孔的球状体，在启动球阀时，球会跟着手柄的扳动而发生位置的变化，从而达到开启或关闭管路的目的。球阀具有开关容易辨别、结构简单、反映迅速、体积小、重量轻和使用方便的特点。球阀只有在密封性要求较高、需要快速关闭管路的管道设计中才会用到，同时也适用于气化、压力流体具有腐蚀性等情况的管路设计。

图

浮动式球阀

4.3

截止阀、节流阀

在通常情况下，节流阀不用作截止通路，而是在控制流量需求方面起作用。截止阀与节流阀的结构基本相同，只是阀瓣的形状不同：截止阀的阀瓣为盘形，节流阀的阀瓣多为圆锥流线型，特别适用于节流，可以改变通道的截面积，用以调节介质的流量与压力。在选择节流阀的时候要留意阀座的通径，一般要保证阀座的通径在合适的范围内，这是为了减少介质对阀瓣的冲蚀程度，因为当节流阀的开启较小时，就会增大介质的流速。

图

截止阀和节流阀

4.4

减压阀

减压阀对管道内压力流体的压力流量控制必须借助节流阀才能完成，主要是利用阀芯对压力流量进行调节。在应用减压阀的时候，要注意减压阀的工作压力允许范围，一旦超过这个范围，轻则发生减压阀性能降低或损坏其他部件的现象，重则形成重大安全事故。减压阀在气液状态下的压力液体均可使用，并且可以运用于压力较大的流体，使用范围比较广泛。

5 结语

在化工设计当中，阀门是其中一个较为重要的项目，一般来说，阀门在化工作业线中起到调节压力、控制流量以及开关闭合等作用，阀门选型是否正确稳妥对于化工作业线今后的运作十分重要。

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