要使用阀门的地方、各类阀门的使用行业

阀门行业确实是宽阔的，细分领域从供水到核电再到上游和下游的石油和天然气。这些最终用户行业中的每一个都使用一些基本类型的阀门；然而，结构和材料的细节往往大不相同。这是一个样本：

水务

在配水领域，压力几乎总是相对较低且温度为环境温度。这两个应用事实允许使用一些阀门设计元素，这些元素在更具挑战性的设备（如高温蒸汽阀门）上是找不到的。供水服务的环境温度允许使用在其他地方不适用的弹性体和橡胶密封件。这些柔软的材料允许配备水阀以紧密密封滴水。

供水阀门的另一个考虑因素是结构材料的选择。铸铁和球墨铸铁广泛用于水系统，尤其是大外径管道。使用青铜阀门材料可以很好地处理非常小的管线。

大多数自来水厂阀门看到的压力通常远低于 200 psi。这意味着不需要更厚壁的高压设计。话虽如此，在某些情况下，水阀可以承受更高的压力，最高可达 300 psi。这些应用通常用于靠近压力源的长渡槽。有时，在高大坝的最高压力点也会发现高压水阀。

美国自来水厂协会 (AWWA) 已发布规范，涵盖了自来水厂应用中使用的多种不同类型的阀门和执行器。

废水

进入设施或结构的新鲜饮用水的另一面是废水或下水道输出。这些管线收集所有废液和固体，并将它们输送到污水处理厂。这些处理厂配备了许多低压管道和阀门来执行它们的“脏活”。在许多情况下，对废水阀门的要求比对清洁水服务的要求要宽松得多。铁闸阀和止回阀是此类服务最受欢迎的选择。此服务中的标准阀门是根据 AWWA 规范制造的。

电力行业

美国产生的大部分电力是由使用化石燃料和高速涡轮机的蒸汽发电厂产生的。揭开现代发电厂的盖子，可以看到高压、高温的管道系统。这些干线在蒸汽发电过程中最为关键。

闸阀仍然是电厂开/关应用的主要选择，尽管也有特殊用途的 Y 型截止阀。高性能、关键服务球阀越来越受到一些电厂设计人员的欢迎，并正在这个曾经以线性阀为主的世界中取得进展。

冶金对于电力应用中的阀门至关重要，尤其是那些在超临界或超超临界压力和温度工作范围内运行的阀门。F91、F92、C12A 以及几种铬镍铁合金和不锈钢合金通常用于当今的发电厂。压力等级包括 1500、2500，在某些情况下为 4500。峰值发电厂（仅在需要时运行的发电厂）的调节性质也给阀门和管道带来巨大压力，需要稳健的设计来处理循环、温度和压力。

除了主蒸汽阀外，发电厂还装有辅助管道，由无数的闸阀、截止阀、止回阀、蝶阀和球阀组成。

核电站以相同的蒸汽/高速涡轮机原理运行。主要区别在于，在核电站中，蒸汽是由裂变过程产生的热量产生的。核电站阀门类似于它们的化石燃料表亲，除了它们的血统和绝对可靠性的附加要求。核阀门按照极高的标准制造，鉴定和检验文件长达数百页。

油气井和生产设施是阀门的大量用户，包括许多重型阀门。尽管不再有可能出现在空中喷出数百英尺的石油，但该图像说明了地下石油和天然气的潜在压力。这就是为什么井口或圣诞树被放置在井长管道顶部的原因。这些组件结合阀门和特殊配件，设计用于处理高达 10,000 psi 的压力。虽然如今在陆上挖的井中很少发现，但在海上深井中经常会发现极高的压力。

井口设备设计包含在 API 规范中，例如 6A、井口和采油树设备规范。6A 中涵盖的阀门设计用于极高的压力和适中的温度。大多数圣诞树都包含闸阀和称为节流阀的特殊截止阀。节流阀用于调节井中的流量。

除了井口本身，油田或气田还有许多辅助设施。预处理石油或天然气的工艺设备需要多个阀门。这些阀门通常是碳钢，等级较低。

有时，粗石油流中会出现高腐蚀性流体——硫化氢。这种物质，也称为酸气，可能是致命的。为了应对酸性气体的挑战，必须遵循符合 NACE 国际规范 MR0175 的特殊材料或材料加工技术。

离岸行业

海上石油钻井平台和生产设施的管道系统包含大量按照不同规格制造的阀门，以应对各种流量控制挑战。这些设施还包含各种控制系统回路和泄压装置。

对于石油生产设施，动脉心脏是实际的石油或天然气回收管道系统。虽然并不总是在平台上，但许多生产系统使用圣诞树和管道系统，这些系统在 10,000 英尺或更多的荒凉深处运行。该生产设备按照许多严格的美国石油协会 (API) 标准制造，并在多个 API 推荐规范 (RP) 中引用。

在大多数大型石油平台上，对来自井口的原始流体应用了额外的过程。这些包括从烃中分离水和从流体流中分离气体和天然气液体。这些圣诞树后管道系统通常按照美国机械工程师协会 B31.3 管道规范建造，阀门设计符合 API 阀门规范，例如 API 594、API 600、API 602、API 608 和 API 609。

其中一些系统还可能包含 API 6D 闸阀、球阀和止回阀。由于平台或钻井船上的任何管道都在设施内部，因此不适用对管道使用 API 6D 阀门的严格要求。尽管在这些管道系统中使用了多种阀门类型，但选择的阀门类型是球阀。

管道

尽管大多数管道都隐藏在视线之外，但它们的存在通常很明显。标有“石油管道”的小标志是地下运输管道存在的明显标志。这些管道沿其长度配备了许多重要的阀门。按照标准、规范和法律规定的时间间隔找到紧急管道截止阀。这些阀门用于在发生泄漏或需要维护时隔离一段管道的重要服务。

沿着管道路线还散布着管线从地面伸出并且可以进入管线的设施。这些站是“清管器”下水设备的所在地，该设备由插入管道中以检查或清洁管道的设备组成。这些清管器发射站通常包含几个阀门，门型或球型。管道系统上的所有阀门都必须是全端口（全开）以允许清管器通过。

管道也需要能量来对抗管道的摩擦，维持管道的压力和流量。使用的压缩机或泵站看起来就像是小型加工厂，没有高大的裂化塔。这些站有数十个闸阀、球阀和止回阀。

管道本身是根据各种标准和规范设计的，而管道阀门则遵循 API 6D 管道阀门。

还有一些较小的管道可以进入房屋和商业建筑。这些管线提供水和气，并由截止阀保护。

大城市，特别是美国北部的大城市，为商业客户的供暖需求提供蒸汽。这些蒸汽供应管线配备了各种阀门来控制和调节蒸汽供应。尽管流体是蒸汽，但其压力和温度低于发电厂蒸汽发电中的压力和温度。在这项服务中使用了多种阀门类型，尽管古老的旋塞阀仍然是一种流行的选择。

炼油和石化

炼油厂阀门的工业阀门使用量比任何其他阀门领域都多。炼油厂既有腐蚀性流体，在某些情况下也有高温。

这些因素决定了如何根据 API 阀门设计规范（例如 API 600（闸阀）、API 608（球阀）和 API 594（止回阀））制造阀门。由于这些阀门中的许多会遇到恶劣的服务，因此通常需要额外的腐蚀裕量。该余量通过 API 设计文件中规定的更大壁厚体现出来。

在典型的大型炼油厂中，几乎可以找到大量的主要阀门类型。无处不在的闸阀仍然是人口最多的山丘之王，但角行程阀的市场份额越来越大。成功进军该行业（也曾以线性产品为主）的角行程产品包括高性能三偏心蝶阀和金属密封球阀。

标准闸阀、截止阀和止回阀仍然大量存在，并且由于它们的设计和制造的经济性，不会很快消失。

炼油厂阀门的压力等级范围从 150 级到 1500 级，其中 300 级最受欢迎。

普通碳钢，例如 WCB（铸造）和 A-105（锻造），是炼油厂阀门中指定和使用的最常用材料。许多精炼工艺应用推动了普通碳钢的温度上限，并且为这些应用指定了更高温度的合金。其中最受欢迎的是铬/钼钢，例如 1-1/4% Cr、2-1/4% Cr、5% Cr 和 9% Cr。不锈钢和高镍合金也用于一些特别苛刻的精炼工艺。

化工行业是各种类型和材料阀门的大用户。从小型批量工厂到墨西哥湾沿岸的大型石化综合体，阀门是化学工艺管道系统的重要组成部分。

化学过程中的大多数应用的压力低于许多精炼过程和发电。最流行的化工厂阀门和管道压力等级是 150 和 300 级。过去 40 年来，化工厂也是球阀与线性阀门争夺市场份额的最大推动力。弹性阀座球阀具有零泄漏关闭功能，非常适合许多化工厂应用。球阀的紧凑尺寸也是一个受欢迎的特点。

仍然有一些化工厂和工厂流程首选线性阀。在这些情况下，流行的 API 603 设计的阀门，壁更薄，重量更轻，通常是首选的闸阀或截止阀。使用隔膜阀或夹管阀也可以有效地控制某些化学品。

由于许多化学品和化学品制造过程的腐蚀性，材料选择至关重要。事实上的材料是 316/316L 级奥氏体不锈钢。这种材料可以很好地抵抗许多有时令人讨厌的流体的腐蚀。

对于一些更严苛的腐蚀性应用，需要更多的保护。在这些情况下，通常会选择其他高性能等级的奥氏体不锈钢，例如 317、347 和 321。不时用于控制化学流体的其他合金包括蒙乃尔合金、合金 20、铬镍铁合金和 17-4 PH。

液化天然气和气体分离

液化天然气 (LNG) 和气体分离所需的过程都依赖于大量管道。这些应用需要能够在极低低温下运行的阀门。在美国迅速发展的 LNG 行业正在不断寻求升级和改进气体液化工艺。为此，管道和阀门变得更大，压力要求也提高了。

这种情况要求阀门制造商开发设计以满足更严格的参数。角行程球阀和蝶阀在 LNG 服务中很受欢迎，其中 316ss [不锈钢] 是最受欢迎的材料。ANSI 600 级是大多数液化天然气应用的常用压力上限。尽管角行程产品是最受欢迎的阀门类型，但在工厂中也可以找到闸阀、截止阀和止回阀。

气体分离服务涉及将气体分成单独的基本元素。例如，空气分离方法产生氮气、氧气、氦气和其他痕量气体。该过程的极低温特性意味着需要许多低温阀。

LNG 和气体分离装置都有低温阀，必须在这些低温条件下保持可操作性。这意味着必须通过使用气体或冷凝塔将阀门填料系统提升远离低温流体。该气柱可防止流体在填料区域周围形成冰球，从而防止阀杆转动或上升。

商业建筑围绕着我们，但除非我们在它们建造时密切关注，否则我们对隐藏在砖石、玻璃和金属墙壁内的众多流体动脉一无所知。

几乎每栋建筑的一个共同点是水。所有这些结构都包含各种管道系统，以饮用水、废水、热水、灰水和防火的形式携带多种氢/氧化合物的组合。

从建筑生存的角度来看，消防系统是最关键的。建筑物的防火几乎普遍使用清洁水。为使消防水系统有效，它们必须可靠、具有足够的压力并在整个结构中方便地放置。这些系统旨在在发生火灾时自动通电。

高层建筑要求顶层与底层相同的水压服务，因此必须使用高压泵和管道将水向上输送。管道系统通常为 300 或 600 级，具体取决于建筑高度。所有类型的阀门都用于这些应用；但是，阀门设计必须获得美国保险商实验室或工厂互助协会的消防总管服务批准。

与消防阀门使用的阀门相同的等级和类型用于饮用水分配，但批准程序并不那么严格。

办公楼、酒店和医院等大型企业结构中的商用空调系统通常是集中式的。他们有一个大型冷水机组或锅炉来冷却或加热用于传输冷或高温的流体。这些系统通常必须处理制冷剂，例如 R-134a、氢氟烃，或者在主要加热系统的情况下，蒸汽。由于蝶阀和球阀的紧凑尺寸，这些类型已在 HVAC 冷水机组系统中流行起来。

在蒸汽方面，一些直角回转阀门已经开始使用，但许多管道工程师仍然依赖线性闸阀和截止阀，特别是如果管道需要对焊端。对于这些中等蒸汽应用，由于钢的可焊性，钢已取代铸铁。

一些加热系统使用热水而不是蒸汽作为传输流体。这些系统由青铜或铁阀门提供良好的服务。角行程弹性阀座球阀和蝶阀非常受欢迎，但仍然使用一些线性设计。

结论

尽管在去星巴克或外婆家的旅途中可能看不到本文中提到的阀门应用的证据，但一些非常重要的阀门总是在附近。汽车发动机中甚至还有阀门用于到达那些地方，例如化油器中控制燃料流入发动机的阀门和发动机中控制汽油流入活塞并再次流出的阀门。如果这些阀门与我们的日常生活不够接近，请考虑一下我们的心脏通过四个重要的流量控制设备定期跳动的现实。

这只是现实的另一个例子：阀门确实无处不在。虚拟机