管道设计中常用的阀门选用

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工程上应用的阀门种类很多,常用的阀门有闸阀、截止阀、止回阀、球阀、蝶阀、疏水阀、安全阀、调节阀等。如何正确选用阀门是一个比较复杂的问题,内容较多,这里作一些简单介绍。

阀门的质量要求

1.内漏问题文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/ideabank/wiki/17388.html

是否有内漏或内漏的大小是衡量一个阀门质量的主要技术指标,对于压力管道来说,处理的介质大都是可燃、易燃、易爆、有毒的介质,阀门关闭时,希望通过阀板的泄漏(内漏)越少越好,甚至有些介质的泄漏要求为零。常用的评判阀门内漏的标准有API598、ANSIB16.104和JB/T9092。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/ideabank/wiki/17388.html

2.外漏问题文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/ideabank/wiki/17388.html

外漏是指通过阀杆填料和阀盖垫片处的介质外泄漏。它同样是衡量阀门好坏的一个重要指标。对有些介质,外漏的要求甚至比内漏要求更严格,因为它直接泄入大气,会直接引起事故造成人身伤害。对于这种情况,有时不得不采用波纹管密封阀或隔膜阀来保证阀门的外漏为零。限制外漏的标准目前大多数采用美国环保局的限定,即不超过500ppm。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/ideabank/wiki/17388.html

3.材料质量文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/ideabank/wiki/17388.html

材料质量是衡量阀门强度可靠性和使用寿命的一个重要指标。众所周知,大多数DN≥50的阀门都是铸造阀体,如果质量不好,会直接影响到阀门的可靠性和使用寿命。ASTM和我国的材料标准通常情况下的要求都是比较低的,为了保证在苛刻情况下材料能较好地适应操作条件的要求,这些标准中都设置许多选择性附加检验项目,设计人员如何根据使用条件来选择这些附加项目是一个技术性很强的问题,如果要求不当,会无意义的增加基建投资。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/ideabank/wiki/17388.html

4.阀门出厂前试验要求文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/ideabank/wiki/17388.html

1) 阀门出厂前要根据JB/T9092-1999《阀门的检验与验收》进行壳体压力试验和密封试验。密封试验分上密封、低压密封和高压密封试验。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/ideabank/wiki/17388.html

2) 根据阀门类别不同选择密封试验。闸阀和截止阀要进行上密封和低压密封试验。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/ideabank/wiki/17388.html

3) 壳体压力试验,一般采用温度不超过52℃的水或粘度不大于水的非腐蚀性流体,以38℃时1.5倍的公称压力进行。文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/ideabank/wiki/17388.html

4) 低压密封试验,一般采用空气或惰性气体,以0.5~0.7MPa压力进行。

5) SH3064《石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收》对不同等级的压力管道提出了相应的检验要求,比JB/T9092要求更

阀门规格书的内容

通用阀门规格书应包括下列内容:

1)采用的标准代号;

2)阀门的名称、公称压力、公称直径;

3)阀体材料、阀体对外连接方式;

4)阀座密封面材料;

5)阀杆与阀盖结构、阀杆等内件材料,填料种类;

6)阀体中法兰垫片种类、紧固件结构及材料;

7)设计者提出的阀门代号或标签号;

8)其它特殊要求。

国内现行的阀门型号表示方法,对阀杆及内件材料、填料种类、中法兰(阀盖法兰)垫片种类、中法兰紧固件材料种类等均无规定,不能全面说明阀门的属性。

阀门型式的选用

阀门型式的选用是材料工程师的重要工作内容之一,它要求材料工程师不仅应对常用阀门的结构型式、性能特点、相关标准等比较熟悉,也应对应用环境和工程要求比较熟悉。阀门型式的选用原则如下:

1.闸阀:一般开关情况下应首选闸阀。

结构特点:闸阀的闸板由阀杆带动,沿阀座密封面作升降运动,可接通或截断流体的通路,它主要用于管道的关断。

适用范围:1) 闸阀与截止阀相比,流阻小、启闭力小,密封可靠,是最常用的一种阀门;

2)当部分开启时,介质会在闸板背面产生涡流,易引起闸板的冲蚀和振动,阀座的密封面也易损坏,故一般为全开全关,不作为节流用;

3)与球阀和蝶阀相比,闸阀开启时间较长,结构尺寸较大,不宜用在直径较大的情况。

阀门标准:API和ANSIB16.34,前者专用于石油化工装置,后者则使用面比较广。

GB12232,它与管道的连接可以是螺纹、承插焊、法兰或对焊连接。

DN ≤40闸阀宜采用明杆支架式楔式固定闸板结构型式样;
DN ≥50R闸阀宜采用明杆支架式楔式弹性闸板结构型式;
对带有固体颗粒的介质,闸阀阀体上应带一个(阀门DN≤80时)或两个(阀门DN>80时)吹扫孔;对低温介质,应选用低温专用闸阀;对要求防凝的介质,应选用夹套闸阀;

2.截止阀、节流阀:对要求有一定调节作用的开关场合(如调节阀旁路、软管站等)和输送液化石油气、液态烃介质的场合,宜选用截止阀以代替闸阀。

结构特点:都是向下闭合式阀门,阀瓣由阀杆带动,沿阀座中心线做升降运动的阀门。截止阀和节流阀结构基本相同,只是阀瓣形状不同。截止阀的阀瓣为盘形;节流阀的阀瓣多为圆锥流线型。

适用范围:1) 与闸阀相比截止阀具有一定的调节作用,故常用于调节阀组的旁路。

2) 截止阀在关闭时需要克服介质的阻力,因此,它最大直径仅用到DN200。

3)节流阀特别适用于节流,用于改变通道截面积,调节流量或压力。

对要求有一定调节作用的开关场合(如调节阀旁路、软管站等)和输送液化石油气、液态烃介质的场合,宜选用截止阀以代替闸阀;
对剧毒介质,宜选用波纹管密封的截止阀代替闸阀;对有特殊防腐要求的场合,宜选用带非金属衬里的截止阀。截止阀宜采用明杆支架型式。截止阀一般适用于DN200及以下尺寸;

3.止回阀:对于要求能自动防止介质倒流的场合应选用止回阀。

结构特点:止回阀又称单向阀,它只允许介质向一个方向流动,当介质顺流时阀瓣会自动开启,当介质反向流动时能自动关闭。安装时,应注意介质的流动方向应与止回阀上的箭头方向一致。

升降式止回阀:是靠介质压力将阀门打开,当介质逆向流动时,靠自重关闭(有时是借助于弹簧关闭),因此升降式止回阀只能安装在水平管道上;受安装要求的限制,常用于小直径场合DN≤40。

旋启式止回阀:是靠介质压力将阀门打开,靠介质压力和重力将阀门关闭,因此它即可以用在水平管道上,又可用在垂直管道上(此时介质必须是自下而上)。(DN≥50)

对夹式止回阀:结构尺寸小,制造成本低,常用来代替升降式和旋启式止回阀

止回阀:是解决DN40的升降式止回阀不能用在竖管上的问题。

选用:对于要求能自动防止介质倒流的场合应选用止回阀。

DN ≤40时宜选用升降式止回阀(仅允许安装在水平管道上);

DN ≥450时,宜选用Tilting-Disc(缓冲型)止回阀。这是一种翻转式阀瓣,能够迅速关闭。由于阀瓣的运行距离很短,因此能够迅速到达阀座位置,从而最大限度减小水锤现象。

DN =100~400,也可以采用对夹式止回阀,其安装位置一般受限制;

对夹式止回阀安装注意事项:

1)、放置管道时应注意使对夹式止回阀的通过方向与流体流向一致;

2)、在对夹式止回阀和蝶阀之间使用一个伸缩管,千万不要将其与其它阀门直接相连;

3)、在阀板操作半径范围内,避免加入管接头和阻塞物;

4)、不要在对夹式止回阀的前面或者后面安装一个变径管;

5)、在弯头附近安装对夹式止回阀时,要注意留有足够大的空间;

6)、在水泵出口安装对夹式止回阀时,至少流出六倍阀门直径的空间以保证蝶板最终受到流体作用。

4.蝶阀:对于设计压力较低、管道直径较大,要求快速启闭的场合一般选用蝶阀。

结构特点:具有900旋转快速开启关闭的特点,重量轻,结构尺寸小(尤其是对夹式蝶阀)等优点。但密封性能不如闸阀可靠,在下列条件下可以代替闸阀:

设计压力小于1.0Mpa,设计温度小于100℃,管道直径为DN400~1200,介质为工业用水或压缩空气,此时可采用双偏心或三偏心金属硬密封型式;

设计压力小于1.0Mpa,设计温度小于300℃,直径为DN400~1000,介质为油气,此时应采用双偏心金属硬密封型式;

设计压力小于2.0Mpa,设计温度小于300℃,直径为DN200~500,介质为油气。此时应采用三偏心金属硬密封型式。

5.球阀:对于要求快速启闭的场合一般选用球阀。

结构特点:阀瓣为一中间有通道的球体,球体绕自身轴线作900旋转,达到启闭目的。球阀的最大特点是在众多的阀门类型中其流体阻力最小,流动特性最好。其密封性能较可靠。与蝶阀相比,它的重量较大,结构尺寸也比较大,故不宜用于直径太大的管道。

与蝶阀一样,长期导致它不能在石化生产装置上应用的原因是热胀或磨损后会造成密封不严的问题。软密封球阀虽有较好的密封性能,但当它用于易燃、易爆介质管道上时,尚须经受火灾安全试验和防静电试验。因此,石化生产装置上球阀应用的也不多。近年来,许多球阀生产厂开发出了一些新型结构的球阀,如轨道球阀、偏心球阀等,一些球阀将阀座设置成金属弹性阀座,使其在热胀和磨损的情况下仍有良好的密封。因此,这些球阀也在石化生产装置上开始应用。

球阀在下列条件下可以代替闸阀:

设计压力小于1.0Mpa,设计温度小于100℃, DN ≤200,介质为工业用水、压缩空气,此时可选用非金属密封副球阀,也可以选用金属密封副球阀;

设计压力小于2.0Mpa,设计温度小于300℃, DN ≤200,介质为油品、油气。此时应选用金属密封副球阀;

设计压力小于4.0Mpa,设计温度小于425℃, DN ≤300,介质为饱和水或过热蒸汽。此时应选用金属密封副球阀;

在输送浆液和有粉尘物料的工艺管道上多采用非金属密封球阀(此时的介质温度应根据采用的非金属材料确定),但此时阀门应具有防火、防静电结构。金属密封副球阀必须具有磨损补偿和热胀补偿结构。设计造型应结合制造厂进行。

阀内件材料的选用

阀内件泛指阀门内部接触介质的所有零部件。API600标准给出了阀内件所指的具体部件,它共包括下列五项:即阀杆、阀板密封面、阀座密封面、固定销钉及其他零部件。下面给出了阀内件的一般选用原则:

1 碳素钢阀和铬钼钢阀
·一般情况下选13Cr。
·当PN=CL300时,可考虑在阀座上堆焊 STILLITE 合金,或阀板、阀座均堆焊 STILLITE 合金(止回阀除外)。
·当PN ≥CL600时,阀板和阀座上均应堆焊 STILLITE 合金(止回阀除外)。

2 不锈钢阀门

·一般情况下,内件材料同阀体材料。

·当PN=CL300时,可考虑在阀座上堆焊 STILLITE 合金,或阀板、阀座均堆焊 STILLITE合金(止回阀除外)。

·当PN≥CL600时,阀板和阀座上均应堆焊 STILLITE 合金(止回阀除外)。

其他选用事项

1 阀杆填料材料的选用
对于水、汽、风等公用工程管道上使用的阀门及 DN≤40的阀门,阀杆填料选用柔性石墨纺织填料即可。除此之外,均可采用柔性石墨纺织填料加石墨环间隔装填结构。

2 垫片材料的选用

3 阀盖形式选用

一般情况下 PN ≥CL900时, DN ≥50,采用压力密封阀盖,一般情况下 PN ≤CL600时及所有 DN ≤40,采用螺栓连接阀盖。

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pipenow
  • 本文由 pipenow 投稿,发表于 2023年6月29日21:11:29
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匿名

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