化工常用阀门的原理与使用方法

化工常用阀门的原理及其使用方法 阀门是化工管路上控制介质流动的一种重要附件，本讲义重于阀门实践应用，详细原理及结构剖视图参照有关资料书籍，阀门由阀体、启闭机构、阀盖三大部分组成，本次着重介绍本公司常用阀门的结构特点及其正确使用注意事项。一、 阀门的作用1、 启闭作用切断或沟通管内流体的流动；2、 调节作用调节管内流量、流速；3、 节流作用使流体通过阀门后产生很大的压力降；4、 其他作用a.自动启闭 b.维持一定压力 c.阻汽排水。二、 阀门的种类1、 按用途分：截断阀类、调节阀类、分流阀类、止回阀类、安全阀类；2、 按作用力分：他动作用阀门、自动作用阀门。三、 阀门的主要参数PN 公称压力（允许流体通过的最大的压力）；DN 公称直径 ； TN 温度范围（允许流体的温度范围）。 四、 阀门使用前的检查检查项目包括：1、 阀体内外表面有无砂眼、裂纹等缺陷；2、 阀座与阀体接合是否牢固，阀芯与阀座是否吻合，密封面有无缺陷；3、 阀杆与阀芯连接是否灵活可靠、阀杆有无弯曲，螺纹有无损坏、腐蚀；4、 填料、垫圈是否老化损坏；5、 阀门开启是否灵活等。五、 阀门使用过程中常出现的问题1、 与管道连接处的法兰、螺纹泄漏；2、 填料涵泄漏、腰垫泄漏及阀杆开不动；3、 阀芯与阀座间关不严形成内泄漏。六、化工常用阀门的特点及其使用注意事项（一）旋塞阀（考克）特点：TN 小于150度 PN 小于1.6 Mpa 其结构简单、启闭迅速、操作方便、流体阻力小等优点使用注意事项：1、 阀杆外端为正方形，对角线标注的直线垂直与阀体方向为关闭状态，与阀体方向一致为开启状态； 2、 正常开关阀门用考克专用扳手，避免与阀杆打滑造成安全事故；尽量不用活动扳手从而造成打滑；3、 开起阀门按前面检查项目检查，检查完后慢慢开启阀门，开启时尽量不要站在密封面方向，遇到酸碱流体时须佩戴防酸面具；4、 如管道有视镜的看到视镜内有流体通过方可检查无误后离开。（二）球阀球阀与旋塞阀是同一类型阀门，只是其启闭件为带一通孔的球体，球体饶阀杆中心线旋转达到启闭目的。 带夹套保温球阀 不锈钢球阀 不锈钢球阀 快开球阀特点：阀门结构简单，工作可靠，用于双向流动介质的管路，流体阻力小，密封性好；缺点： 介质易从阀杆部位泄漏。使用注意事项：a) 同旋塞阀同样；b) 带手柄阀门，手柄垂直于介质流动方向为关闭状态，与方向一致的为开启状态；c) 如遇到带夹套保温的球阀时应该注意以下事项：i. 应该将夹套保温蒸汽开启将阀内易结晶的介质融化后方能开闭阀门，切勿介质未完全融化就强行开闭阀门；ii. 当遇到阀门不能开启时，不能利用加长力臂的方法，强行开启阀门，因为这样会造成因阀杆受阻力较大与阀芯脱落，造成阀门损坏或造成扳手的损坏，从而造成不安全因素。（三）蝶阀 蝶阀是利用一可饶轴旋转的圆盘来控制管路的启闭，转角大小反映了阀门的开启程度。根据传动方式不同蝶阀分手动、气动和电动等三种，常用的为手动，旋转手柄通过齿轮传动带动阀杆从而起闭阀门。特点：蝶阀具有结构简单、开闭较迅速，流体阻力小、维修方便等优点，但不能用于高温高压场合，PN 小于1.6Mpa, t小于120度的大口径水、蒸汽、空气、油品等管路。使用注意事项：1、 阀芯只能旋转90度，一般阀体上会表明CLOSE和OPEN箭头方向，手轮顺时针转动为关闭、反之为开启；2、 如有时开闭有一定阻力，可以用专用F扳手开阀门，但不能强行开闭，否则会将阀杆齿轮搅坏；3、 禁止将手轮卸下用活动扳手扳动阀杆；（下面阀同样如此）4、 开闭时逐步开闭，观察有无异常情况，防止有泄漏。（四）截止阀 截止阀是化工生产中使用最广的一种截断类阀门，它与前述三种截断阀门相比不是利用其闭件的旋转打开、关闭阀门，而是利用阀杆升降带动与之相连的圆形阀盘（阀头），改变阀盘与阀座间距离达到控制阀门的起闭。 流线式截止阀 美标式截止阀特点：截止阀上部有手轮、阀杆，中部有 螺纹和填料涵密封段，小型阀门阀杆上螺纹在阀体内，其结构紧凑，但阀杆与介质接触部分多，尤其螺纹部分易腐蚀，从阀杆露出阀盖的高度可判断阀门开启程度，为防止介质沿阀杆漏出，可在阀杆穿出阀盖部位用填料来密封。截止阀结构较复杂，但操作简单、不甚费力，易于调节流量和截断通道，起闭缓慢无水锤现象，故使用较为广泛。截止阀安装时要注意流体方向，应使管路流体由下向上流过阀座口，及所谓“低进高出”，目的是减少流体阻力，使开启省力和关闭状态下阀杆、填料涵部分不与介质接触，保证阀杆和填料涵不致损坏和泄漏。截止阀主要用于水、蒸汽、压缩空气及各种物料的管路，可较精确地调节流量和严密地截断通道，但不能用于粘度大、易结晶的物料。使用注意事项：1、 开启前检查阀门有无缺陷，特别是填料涵有无泄漏；、2、 在阀杆不能用手直接转动时，可用专用F扳手进行开闭，当仍无法开闭时，请不要加长扳手力臂来强行开闭，从而造成阀门的损坏或引起安全事故；3、 在用于中压汽管路阀门时，开启时应该先将管内的冷凝水排净，然后慢慢将阀门开启用0.2至0.3Mpa的蒸汽进行管道的预热，避免压力突然升高引起密封面的损坏，当检查正常后将压力调至所需状态；（五）闸阀闸阀又称闸板阀或闸门阀，它是通过闸板的升降来控制阀门的启闭，闸板垂直于流体方向，改变闸板与阀座间相对位置即可改变通道大小。 明杆式闸阀 暗杆式闸阀根据闸阀启闭时阀杆运动情况的不同，闸阀又分明杆式和暗杆式两种。明杆式闸阀阀杆螺纹暴露在阀体外部，开启阀门时阀杆伸出手轮，其优点是可根据阀杆外伸长度判断阀门开启大小，阀杆与介质接触长度较小，螺纹部分基本不受介质腐蚀影响，缺点是外伸空间高度大。暗杆式闸阀阀杆螺纹在阀杆内部与闸板上内螺纹想配合，开启阀门时阀杆只旋转而不上下升降，闸板则沿阀杆螺纹上升。暗杆式闸阀的优点是外伸空间小，缺点是不能根据阀杆情况判断阀门的开启，阀杆螺纹长期与介质接触易受腐蚀。闸阀具有流体阻力小，介质流向不变、开启缓慢无水锤现象，易于调节流量等优点，缺点是结构复杂、尺寸较大、启闭时间较长、密封面检修困难等。由于在大口径给水管路上应用较多，故又有水门之称。使用注意事项：1、 当阀杆开闭到位时，不能再强行用力，否则会拉断内部螺纹或插销螺丝，使阀门损坏；2、 开闭阀门时手不能直接开动时可用F扳手开闭；3、 开闭阀门时注意观察阀门的密封面，尤其是填料压盖处防止泄漏。（六）节流阀 节流阀又称针形阀，其外形与截止阀相似，其阀芯形状不同，呈锥状或抛物线状，常用于化工仪表中，常为螺纹连接。 使用注意事项：1、 因为螺纹连接，故开闭时首先检查螺纹连接是否松动泄漏；2、 开闭阀门时缓慢进行，因为其流通面积较小，流速较大，可能造成密封面的腐蚀，应留心观察，注意压力的变化。 （七）止回阀 止回阀是利用阀前后介质的压力差而自动启闭，控制介质单向流动的阀门，又称止逆阀或单向阀。 止回阀按结构不同分为升降式（跳心式）和旋启式（摇极式）两种。 升降式 旋启式 使用注意事项： 注意阀门方向，箭头与介质流向一致，如介质易结晶可能造成阀片不能压下起不到指挥、止回的作用。（八）安全阀安全阀是一种根据介质压力自动启闭的阀门，当介质压力超过定值时，它能自动开启阀门排放卸压，使设备管路免遭破坏的危险，压力恢复正常后又能自动关闭。根据平衡内压的方式不同，安全阀分为杠杆重锤式和弹簧式两类。使用注意事项：1、 安全阀使用必须在效验有效期内；2、 管路、设备上安装的安全阀控制阀通常为截止阀必须打开保证安全阀能有效工作；3、 定期将阀盘稍稍抬起，用介质来吹涤阀内杂质。4、 如安全阀不能在整定压力内工作，必须进行重新效验或更换。一、工作原理 安全阀是为了防止压力设备和容器或易引起压力升高或容器内部压力超过限度而发生爆裂的安全装置。安全阀是压力容器、锅炉、压力管道等压力系统使用广泛的一种安全装置，保证压力系统安全运行。当容器压力超过设计规定时，安全阀自动开启，排出气体降低器内的过高压，防止容器或管线破坏。而当容器内的压力降至正常操作压力时，即自动关闭避免因容器超压排出全部气体，从而造成浪费和生产中断。安全阀主要由阀座、阀瓣(阀芯)和加载机构三部分组成。阀座有的和阀体是一个整体，有的是和阀体组装在一起的，它与设备连通。阀瓣常连带有阀杆，它紧扣在阀座上。阀瓣上面是加载机构，载荷的大小可以调节。当设备内的压力在一定的工作压力范围之内时，内部介质作用于阀瓣上面的力小于加载机构加在阀上面的力，两者之差构成阀瓣与阀座之间的密封力，使阀瓣紧压着阀座，设备的介质无法排出。当设备内的压力超过规定的工作压力并达到安全阀的开启压力时，内部介质作用于闹瓣上面的力大于加载机构施加在它上面的力，于是阀瓣离开阀座，安全阀开启，设备内的介质即通过阀座排出、如果安全阀的排量大于设备的安全泄放量，设备内压力即逐渐下降，而且通过短时间的排气后，压力即降回至正常工作压力。此时内压作用于阀瓣上面的力又小于加载机构施加在它上面的力，阀瓣又紧压着阀座，介质停止排出，设备保持正常的工作压力继续运行。所以，安全阀是通过阀瓣上介质作用力与加载机构作用力的消长，自行关闭或开启以达到防止设备超压的目的。二、分类（1） 按使用介质分蒸汽用安全阀（通常以A48Y型为代表）空气及其他气体用安全阀（通常以A42Y型为代表）液体用安全阀（通常以A41H型为代表）（2） 按公称压力分低压安全阀：公称压力PN1.6Mpa的安全阀中压安全阀：公称压力PN2.56.4Mpa的安全阀高压安全阀：公称压力PN10.080.0Mpa的安全阀超高压安全阀：公称压力PN100Mpa的安全阀（3） 按适用温度分超低温安全阀：t100的安全阀低温安全阀：10040的安全阀。常温安全阀：40120的安全阀中温安全阀：120450的安全阀特别要指出的是，鉴于国内弹簧制造的实际情况，当安全阀用于350以上工况条件时，大都采用加散热器或将阀盖做成花篮式，以便弹簧能更好的散热，使弹簧始终保持能在350以下工作，确保其刚度不变，从而保证安全阀的正确开启和回座及其他性能要求。（4） 按连接方式分法兰接连安全阀。安全阀进口和管道连接法兰形式，出口形式灵活。螺纹接连安全阀。安全阀进口和管道连接螺纹，出口形式灵活。焊接接连安全阀。安全阀进口和管道连接螺纹，出口形式灵活。（5） 按结构形式分根据结构特点或阀瓣最大开启高度与阀座直径之比（h/d），安全一般可以划分为以下几种：杠杆重锤式安全阀。弹簧式安全阀。利用压缩弹簧的力来平衡阀瓣的压力，并使其密封的安全阀。参见如A42Y16C型安全阀。脉冲式安全阀。脉冲式安全阀又称为先导式安全阀。它把主阀和辅阀设计在一起，通过辅阀的脉冲作用带动主阀动作。这种结构通常用于大口径、大排量及高压系统。脉冲式安全阀如WFXD型。微启式安全阀。阀瓣的开启高度为阀座通径的1/401/20，如A27W-10T、A47H16C安全阀。全启式安全阀。如A47H16C型安全阀。阀瓣的开启高度为阀座通径的1/4。全封闭安全阀。如A47H16C型安全阀。半闭式安全阀。如A48Y-16C安全阀。敞开式安全阀。（A48Y-16C安全阀亦为敞开式）先导式安全阀。如WFXD型安全阀。（6） 按密封副的分类硬质合金对硬质合金密封副。适用于高温高压的场合，尤其是高温高压的过热蒸汽。2Cr13对2Cr13r密封副。使用于一般场合下的饱和蒸汽和过热蒸汽，或温度低于450其他介质的容器或管道上。阀座密封面为2Cr13，阀瓣密封面为硬质合金。使用于高压蒸汽及流速比较大、易对密封面造成冲刷的其它介质。阀座密封面为合金钢，阀瓣密封面为聚四氟乙烯。适用于石油或天然气介质，密封要求严格，但工作温度低于150的场合。密封副为奥氏体不锈钢。这种安全阀的阀体，阀盖多为奥氏体不锈钢，应用于介质中含有酸、碱等腐蚀性成分的场合。（7） 按作用原理分类直接作用式安全阀。直接依靠介质压力产生的作用力来克服作用在阀瓣上的机械载荷使阀门开启的安全阀。先导式安全阀。由主阀和导阀组成，主要依靠从导阀排出的介质来驱动或控制的安全阀。带补充载荷式安全法。在进口压力达到开启压力前始终保持有一增强密封的附加力，该附加力在达到阀门开启压力时可靠释放的安全阀。（8） 按动作特性分类比例作用式安全阀。开启压力随压力升高而逐渐变化的安全阀。两段式安全阀。（突跳动作式安全阀）。开启过程分为两个阶段，起初阀瓣随压力升高而比例开启，在压力升高一个不大的数值后，阀瓣在压力几乎不再升高的情况下急速开启到规定的高度的安全阀。（9） 安开启高度分类微启式安全法。开启高度在1/401/20流到直径范围内的安全阀。全启式安全阀。开启高度不小于1/4流到直径的安全阀。中启式安全阀。开启高度介于微启式和全启式之间的安全阀。（10） 有无背压平衡机构分类背压平衡式安全阀。利用波纹管、活塞或膜片等平衡背压作用的原件，使阀门开高前背压对阀瓣上下两侧的作用相互平衡的安全阀。常规式安全法。不带背压平衡原件的安全阀。（11） 按阀瓣加载方式分类重锤式或杠杆重锤式安全阀。利用重锤直接加载或利用重锤通过杠杆加载的安全阀。弹簧式安全阀。利用压缩弹簧加载的安全阀。气室式安全阀。利用压缩空气加载的安全阀。（九）疏水阀疏水阀是蒸汽管路、加热器等设备系统中能自动的间歇排除冷凝水，又能防止蒸汽泄出的一种阀门。常用的有钟形浮子式、热动力式和脉冲式几种。使用注意事项：1、 使用前先用管道旁路阀排除冷凝水，当有蒸汽时关闭旁路，起用疏水阀正道，否则阀内将会闭水起不到疏水作用；2、 起闭阀门时注意不要被蒸汽烫伤。（十）各式取样阀 取样阀顾名思义就是用于获取介质样品从而可以进行化学分析的阀门，一般装于设备或管路上