閥門分類、應(yīng)用

2014年12月1閥門分類及工作原理Ch11閥門211.1閥門選用基礎(chǔ)11.1.1閥門分類Ch11閥門3Ch11閥門4Ch11閥門5Ch11閥門6Ch11閥門711.1.2公稱通徑和公稱壓力公稱通徑

公稱通徑指閥門與管道連接處通道的名義直徑，用DN表示。多數(shù)情況下，DN即連接處通道的實際直徑，但有些閥門的公稱通徑與實際直徑并不一致，例如有些由英制尺寸轉(zhuǎn)換為公制的閥門，公稱通徑和實際直徑有明顯差別。按照我國國家標準GB1047－70《管子和管路附件的公稱通徑》和1989年頒發(fā)的一系列閥門國家標準。不同類型的閥門具有不同的公稱通徑范圍，詳見“閥門產(chǎn)品樣本手冊”。Ch11閥門8

公稱壓力公稱壓力指閥門在基準溫度下允許的最大工作壓力，用PN表示。閥門的公稱壓力值應(yīng)符合我國國家標準GB1048－90《管道元件公稱壓力》的規(guī)定。Ch11閥門911.1.3工作壓力和壓力─溫度等級閥門的工作壓力是指閥門在工作溫度下的最高許用壓力。工作壓力用Pt表示，腳碼t等于介質(zhì)溫度除以10所得的數(shù)值，例如介質(zhì)溫度為250℃，則對應(yīng)的工作壓力用P25表示。同一公稱壓力等級的閥門在不同工作溫度下允許相應(yīng)工作壓力構(gòu)成了閥門的壓力─溫度等級，它是閥門設(shè)計和選用的基礎(chǔ)。閥門工作壓力應(yīng)符合閥門產(chǎn)品樣本中所列的數(shù)值。樣本中未提供所需的工作壓力時，對鋼制閥門可根據(jù)閥門材料，按照GB9131－88《鋼制法蘭壓力－溫度等級》確定閥門工作壓力。Ch11閥門1011.1.4閥門的壓力試驗

閥門的壓力試驗通常是指壓力下的閥門整體強度試驗，當設(shè)計上有氣密性試驗需求時，還應(yīng)在強度壓力試驗后再進行氣密性試驗。試驗介質(zhì)：壓力下的強度試驗應(yīng)用水或其他粘度不高于水的小腐蝕性液體作為試驗介質(zhì)；壓力下的氣密性試驗可用惰性氣體或空氣作為試驗介質(zhì)上規(guī)定了氣密性試驗的介質(zhì)時。試驗壓力強度壓力試驗時，試驗壓力為公稱壓力的1.5倍。氣密性試驗時，試驗壓力為公稱壓力的1.1倍。Ch11閥門1111.1.5閥門防火試驗

對某些關(guān)鍵部位的閥門，不僅要求在正常操作下具有所希望的良好密封性，并且要求在惡劣的著火環(huán)境中仍具有密封性和可開關(guān)性。對這種“防火閥門”，可以要求制造廠對閥門進行防火試驗，以確認當軟密封材料被完全燒毀后，閥門仍然具有一定的密封作用。Ch11閥門121234567

閥體材料公稱壓力數(shù)值閥座密封面或襯里材料結(jié)構(gòu)形式連接形式驅(qū)動方式閥門類型11.1.6閥門型號編制方法

根據(jù)JB308－75規(guī)定，閥門的型號由七個單元順序組成。Ch11閥門13閥門類型代號

類型代號類型代號閘閥Z旋塞閥X截止閥J止回閥和底閥H節(jié)流閥L安全閥A球閥Q減壓閥Y蝶閥D疏水閥S隔膜閥G柱塞閥U注：閥溫低于－40℃、保溫（帶加熱套）、帶波紋管和抗硫閥門，在類型代號前分別加“Ｄ”“Ｂ”“Ｗ”和“Ｋ”漢語拼音字母。Ch11閥門14傳動方式代號

傳動方式代號傳動方式代號電磁動0傘齒輪5電磁-液動1氣動6電-液動2液動7蝸輪3氣-液動8正蝸輪4電動9注：①手動、手柄和扳手傳動以及安全閥、減壓閥、疏水閥省略本代號。②對于氣動和液動：常開式用6Ｋ、7Ｋ表示；常閉用6Ｂ、7Ｂ表示；氣動帶手動用6Ｓ表示。防爆電動用“9Ｂ”表示。蝸桿－Ｔ型螺母用“3Ｔ”表示。Ch11閥門15連接形式代號連接形式代號連接形式代號內(nèi)螺紋1對夾7外螺紋2卡箍8法蘭4卡套9焊接6

注：焊接包括對焊和承插焊。Ch11閥門16閥座密封面或襯里材料代號閥座密封面或襯里材料代號銅合金T滲氮鋼D橡膠X硬質(zhì)合金Y尼龍塑料N襯膠J氟塑料F襯鋁Q錫基軸承合金（巴氏合金）B搪瓷C合金鋼H滲硼鋼P

閥座密封或襯里材料代號Ch11閥門17閥體材料代號注：PN≤1.6MPa的灰鑄鐵閥體和PN≥2.5MPa的碳素鋼閥體，省略本代號。閥體材料代號閥體材料代號HT25-47（灰鑄鐵）ZCr5MoIKT30-6（可鍛鑄鐵）K1Cr18Ni9TiPQT40-25（球墨鑄鐵）QCr18Ni12Mo2TiRH62（銅合金）T12Cr1MoVVZG25Ⅱ（碳素鑄鋼）C

Ch11閥門1811.2閥門類型和規(guī)格11.2.1閘閥

閘閥是指關(guān)閉件（閘板）沿通道中心線的垂直方向移動的閥門。在管道上主要作截斷用，也具有一定的調(diào)節(jié)流量的性能。明桿閘閥還可從閥桿升降高度看出閥的開度大小。Ch11閥門1911.2.1.1分類和結(jié)構(gòu)根據(jù)閘板的構(gòu)造分為平行式閘閥和楔式閘閥兩類。平行式閘閥有雙閘板和單閘板之分；楔式閘閥有雙閘板、單閘板和彈性閘板之分。根據(jù)閥桿的構(gòu)造分為明桿閘閥和暗桿閘閥兩類。明桿閘閥的閥桿螺紋及螺母不與介質(zhì)接觸，不受介質(zhì)溫度的腐蝕性的影響，開啟程度明顯易見，因而得到廣泛應(yīng)用。暗桿閘閥的螺桿螺紋及螺母與介質(zhì)接觸，受介質(zhì)溫度和腐蝕性影響，但閥的高度尺寸較小。暗桿閘閥適用于非腐蝕性介質(zhì)及外界環(huán)境條件較差的場合。Ch11閥門20

按照閥體內(nèi)通道直徑是否一致，閘閥結(jié)構(gòu)還有等徑和縮徑的區(qū)別?？s徑閘閥閥座處的通徑小于法蘭連接處的通徑；等徑閘閥閥處的通徑與法蘭連接處的通徑相一致。通徑收縮能使閥門的零件尺寸縮小，開、閉所需的力亦相應(yīng)減小，同時亦可擴大零部件的通用范圍。但是，通徑收縮后，流體阻力損失將增加。在需要清管的輸油或輸氣管線上，為便于清管器通過閥門，不允許采用縮徑的閘閥。分類和結(jié)構(gòu)Ch11閥門21圖1閘閥Ch11閥門22閘閥—內(nèi)部結(jié)構(gòu)Ch11閥門2311.2.1.2特點流體阻力小因為閘閥閥體內(nèi)部介質(zhì)通道是直通的，介質(zhì)流經(jīng)閘閥時不改變其流動方向，流體阻力小。啟閉力矩小因為閘閥啟閉時閘板運動方向與介質(zhì)流動方向相垂直、與截止閥相比，閘閥的啟閉較省力。介質(zhì)流動方向不受限制介質(zhì)可從閘閥兩側(cè)任意方向流過、均能達到使用的目的。更適用于介質(zhì)的流動方向可能改變的管路中。結(jié)構(gòu)長度較短因為閘閥的閘板是垂直置于閥體內(nèi)的，截止閥閥瓣是水平置于閥體內(nèi)的，結(jié)構(gòu)長度比截止閥短。密封性能好全開時密封面受沖蝕較小。密封面易損傷啟閉時閘板與閥座相接觸的兩密封而之間有相對摩擦，易損傷，影響密封件能與使用壽命。啟閉時間長，高度大由于閘閥啟閉時須全開或全關(guān)，閘板行程大，開啟用要一定的空間，外形尺寸高。結(jié)構(gòu)復雜零件較多，制造與維修較困難，成本比截止閥高。Ch11閥門2411.2.2球閥

球閥是利用一個中間開孔的球體作閥心，靠旋轉(zhuǎn)球體來控制閥的開啟和關(guān)閉。球閥可做成直通、三通或四通。球閥在管道上主要作截斷、分配和改變介質(zhì)流動方向用。球閥是近些年來發(fā)展較快的閥型之一。球閥按球的結(jié)構(gòu)形式一般可分為以下兩類。Ch11閥門25

浮動球球閥

這種球閥的球體是浮動的，在介質(zhì)壓力作用下，球體能產(chǎn)生一定的位移并壓附在出口端的密封圈上，保證出口端密封。浮動球球閥結(jié)構(gòu)簡單，密封性能好，但出口端密封處承壓高，操作扭矩也較大。這種結(jié)構(gòu)廣泛用于中低壓球閥，適用于DN≤150mm。

固定球球閥

這種球閥的球體是固定的，受壓后不產(chǎn)生移動，通常在與球成一體的上下軸上裝有滾動或滑動軸承，操作扭矩小，適用于高壓和大口徑閥門。球閥Ch11閥門26

由于球閥座采用了橡膠材料，所以其使用溫度受到了限制。為應(yīng)付可能發(fā)生的火災(zāi)情況，許多設(shè)計者都采用輔助性的金屬對金屬密封。球閥不適宜用作節(jié)流閥；但其在部分開啟狀態(tài)下，可用來將進入或排出系統(tǒng)的壓力減小。在生產(chǎn)設(shè)備上，球閥常用作一般目的的開/閉閥。球閥Ch11閥門27球閥—內(nèi)部結(jié)構(gòu)Ch11閥門2811.2.3截止閥截止閥是指關(guān)閉件（閥瓣）沿閥座中心線移動的閥門，在管道上主要作截斷用。按照螺紋在閥桿上的位置分為上螺紋閥桿截止閥和下螺紋閥桿截止閥。上螺紋閥桿截止閥的閥桿螺紋處在介質(zhì)之外，閥桿螺紋不受介質(zhì)浸蝕，亦便于潤滑，此種結(jié)構(gòu)采用得較普遍。下螺紋閥桿截止閥的閥桿螺紋在閥體內(nèi)與介質(zhì)直接接觸，不僅無法潤滑，還受介質(zhì)浸蝕，此種結(jié)構(gòu)用于小口徑閥門和溫度不高的介質(zhì)。Ch11閥門29根據(jù)截止閥的通道方向，一般可分為直通式截止閥、角式截止閥和三通截止閥。三通截止閥有三個通道，可作改變介質(zhì)流向和分流介質(zhì)之用。應(yīng)用最普遍的是直通式截止閥。圖3截止閥Ch11閥門30截止閥—內(nèi)部結(jié)構(gòu)Ch11閥門3111.2.4止回閥

依靠介質(zhì)本身的流動自動開、閉閥瓣，介質(zhì)只能單方向流動、可防止介質(zhì)倒流的閥門叫止回閥。油氣集輸常用的止回閥可分為兩種類型：升降式止回閥。這種閥門的閥瓣沿著閥座孔的中心線移動，閥瓣靠流體的推力打開，靠重力落下，因此它只能安裝在水平管道上。升降式止回閥的閥體形狀與截止閥相似，因此它的流體阻力系數(shù)亦較大。旋啟式止回閥。這種閥門的閥瓣繞閥座處的銷軸旋轉(zhuǎn)。閥瓣一般為整體結(jié)構(gòu)，有些大口徑止回閥（公稱直徑為600mm及以上）采用多瓣式。Ch11閥門32Ch11閥門3311.2.5安全閥

安全閥安裝在受內(nèi)壓的管道和容器上起保護作用，當被保護系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)壓力升高到超過規(guī)定值（即安全閥的開啟壓力）時，自動開啟，排放部分介質(zhì)，防止壓力繼續(xù)升高；當介質(zhì)壓力降低到規(guī)定值（即安全閥的回座壓力）時，自動關(guān)閉。Ch11閥門3411.2.5.1分類(1)安全閥按加載結(jié)構(gòu)分為杠桿重錘式安全閥。重錘通過杠桿加載到閥瓣上，載荷幾乎不隨開啟高度變化。由于這種安全閥杠桿部分的尺寸比較大、使整個閥比較笨重，回座壓力低，在工程中已較少采用。先導式安全閥。由主閥和副閥組成。介質(zhì)壓力和彈簧壓力同時加載于主閥瓣，超壓時副閥瓣先開啟，導致主閥開啟。主要用于大口徑和高壓的場合。Ch11閥門35彈簧式安全閥。彈簧力加載于閥瓣，載荷隨開啟高度變化。優(yōu)點在于比重錘式安全閥小，輕便，靈敏度高，安裝位置不受嚴格限制，在油氣集輸工程中普遍采用。Ch11閥門36(2)安全閥按開啟高度分為微啟式安全閥。開啟高度為閥座喉徑的1/40～1/20，通常做成漸開式（開啟高度隨壓力變化而逐漸變化）。主要用于泄放量較小的液體介質(zhì)場合。全啟式安全閥。開啟高度等于或大于閥喉徑的1/4，通常做成急開式（閥瓣在開啟的某一瞬間突然跳起，達到全開高度）。主要用于氣體、蒸汽介質(zhì)的場合和泄放量大的流體介質(zhì)場合。開啟高度在微啟式和全啟式之間的漸開式或急開式。Ch11閥門37(3)安全閥按閥體構(gòu)造可分為全封閉式。排放時介質(zhì)不會向外泄漏而全部通過排泄管排放掉。半封閉式。排放時，介質(zhì)一部分通過排泄管排放，另一部分從閥蓋與閥桿的配合處向外泄漏。敞開式。排放時，介質(zhì)不通過排泄管，直接由閥瓣上方排放。Ch11閥門3811.2.5蝶閥閥瓣是一個圓盤，通過閥桿旋轉(zhuǎn)，閥瓣在閥座范圍內(nèi)作90°轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)閥門的開關(guān)。它在管路中起關(guān)斷作用。亦可調(diào)節(jié)流量。

Ch11閥門39蝶閥—特點啟閉方便迅速、省力、流體阻力小，可以經(jīng)常操作。結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕?？梢赃\送泥漿，在管道口積存液體最少。低壓下，可以實現(xiàn)良好的密封。調(diào)節(jié)性能好。使用壓力和工作溫度范圍小。密封性較差。Ch11閥門40氣動蝶閥電動蝶閥Ch11閥門4111.3閥門的選用和計算11.3.1閥門選用的一般原則11.3.1.1閥門類型的選擇

在各種類型的閥門中，安全閥、止回閥、蒸汽疏水閥基本上屬于“專用閥門”。所以，閥門類型的選擇主要是確定截斷閥的類型。幾種截斷閥的特點和適用場所見下表。Ch11閥門42類型特點適用場合閘閥結(jié)構(gòu)較復雜，長度小但高度高；流體阻力較小；啟閉扭矩小，啟閉時間長（氣動閥除外）；密封可靠，介質(zhì)可以雙方向流動。應(yīng)用比較普遍，壓力、溫度、通徑使用范圍較寬，適用于油、氣、水各種介質(zhì)場合。球閥體積小，重量輕；中、小口徑的球閥結(jié)構(gòu)簡單，開關(guān)迅速，便于遙控，密封可靠，但加工精度要求高。壓力、通徑使用范圍較寬，適合于原油、天然氣介質(zhì)場合，特別適用于輸油輸氣管道的線路截斷閥。截止閥結(jié)構(gòu)比閘閥簡單；閥體較長但開啟高度比閘閥小；密封性能好，但流體阻力大；啟閉力矩大，啟閉時間較長。壓力、溫度使用范圍較寬，但通徑受限制，DN一般在200mm以下，主要用于水、氣和蒸汽介質(zhì)場合。幾種截斷閥的特點和適用場所Ch11閥門4311.3.1.2閥門結(jié)構(gòu)形式的選擇（1）閘閥采用機械清管工藝的輸油輸氣管道，在兩個站清管器收、發(fā)筒之間的閘閥應(yīng)選用全通徑平板閘閥（帶導流孔平板閘閥）。安裝在重要部位，而開關(guān)不頻繁的閘閥應(yīng)當選用單閘板閘閥，如儲油罐的罐前閥、進站閥組上的閥門等。一般選用明桿閘閥。雙閘板閘閥宜直立安裝，即閥桿處于垂直位置，手輪、手柄在頂部。單閘板閘閥可任意位置安裝。Ch11閥門44（2）安全閥壓力容器和管線上的安全閥，一般選用彈簧安全閥。原油、輕油和天然氣介質(zhì)場合的安全閥應(yīng)選用全封閉型。微啟式安全閥泄放量小，一般只用于泄放量較小的液體介質(zhì)場合。全啟式安全閥泄放量大，適用于氣體和液體介質(zhì)。Ch11閥門45（3）止回閥升降式止回閥只適用于水平管線。旋啟式止回閥通常裝設(shè)在水平管路上，但安裝位置無嚴格限制，也可以裝設(shè)在垂直或傾斜管路上（流體方向應(yīng)自下而上）。Ch11閥門4611.3.1.3驅(qū)動方式的選擇

集輸工程所用的閥門，主要有4種驅(qū)動方式，即手動、電動、氣動和電磁驅(qū)動。各種驅(qū)動方式的特點及適用場合見下表。Ch11閥門47驅(qū)動方式特點用途手動驅(qū)動力小，不能遙控，開關(guān)速度慢，但最簡單。用于開關(guān)不頻繁，不要求遙控和快速操作、手動無困難的閥門。在就地操作的站庫應(yīng)用普遍。電動驅(qū)動力大；開關(guān)速度比手動快，比氣動慢；可以遠距離遙控；但結(jié)構(gòu)較復雜。用于手動快速操作有困難的高壓大直徑閥門或要求遙控的閥門。在遙控操作的站庫應(yīng)用普遍。氣動驅(qū)動力比電動小開關(guān)迅速；一般在閥門附近操作；配套（供風）系統(tǒng)較復雜。用于開關(guān)頻繁的中低壓閥門（Pn≤2.5MPa），截斷閥，防火、防爆場所。電磁驅(qū)動驅(qū)動力小,行程小，開關(guān)迅速。用于快速開關(guān)的小口徑閥門。驅(qū)動方式的特點和適用場合Ch11閥門4811.3.1.4閥門連接型式的選擇

常用的閥門連接型式有三種，即法蘭連接、焊接連接和絲扣連接，可按下列原則進行選擇：DN≥50mm的閥門一般采用法蘭連接型