管道设计中科学合理地选择阀门既能降低装置的建设费用

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在流体管道系统中，调节阀是控制元件，其投资约占管道工程造价的30%～50%。阀门的主要功能是启闭、节流、调节流量、隔离设备和管道系统、防止介质倒流、调节和排放压力等。阀门也是管道中最复杂的部件。它一般由多个零件组装而成，技术含量很高。随着石化工业的快速发展，石化生产装置中的介质大多具有高毒、易燃、易爆、强腐蚀性等特点。一旦阀门出现故障，就会导致介质泄漏，污染环境，造成经济损失。因此，在管道设计中，科学合理地选用阀门，既能降低装置的建设成本，又能保证生产的安全运行。文章主要介绍了闸阀、截止阀、节流阀、旋塞阀、球阀、隔膜调节阀等各种常用阀门的选型方法。

1、阀门选型要点

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阐明阀门在设备或装置中的用途

确定阀门工作条件：适用介质的性质、工作压力、工作温度及控制方式等。

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阀门类型的正确选择

正确选择阀门类型取决于设计者对整个生产过程和运行条件的充分掌握。根据具体情况，设计人员在选择阀门类型时，首先要掌握各阀门的结构特点和性能。

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确定阀门的端接

在螺纹连接、法兰连接和焊接端连接中，前两种是最常用的。螺纹阀门主要是公称直径小于50mm的阀门。如果直径太大，连接部分的安装和密封会很困难。法兰阀门安装和拆卸更方便，但比螺纹阀门更重、更贵，因此适用于各种直径和压力的管道连接。焊接连接适用于较重的负载条件，比法兰连接更可靠。但采用焊接方式连接的阀门拆装困难，因此其使用仅限于通常能长期可靠运行的场合，或使用条件苛刻、温度较高的场合。

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阀门材料的选择

选择阀壳、阀内件和密封面的材料，除了要考虑工作介质的物理特性（温度、压力）和化学特性（腐蚀性）外，介质的清洁度（有无固体颗粒）也应掌握。正确合理的选择阀门材料可以获得阀门最经济的使用寿命和最佳性能。阀体材料选择顺序为：铸铁-碳钢-不锈钢，密封圈材料选择顺序为：橡胶-铜-合金钢-F4。

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其他

此外，还应确定流过阀门的流体的流量和压力水平，利用现有数据（如阀门产品目录、阀门产品样品等）来选择合适的阀门。

2、常用阀门介绍

阀门种类繁多，种类繁多，主要有闸阀、截止阀、节流阀、蝶阀、旋塞阀、球阀、电动阀、隔膜阀、止回阀、安全阀、减压阀、蒸汽疏水阀和紧急切断阀等，其中常用的有闸阀、截止阀、节流阀、旋塞阀、蝶阀、球阀、止回阀、隔膜阀。

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闸阀

闸阀是指启闭体（阀板）由阀杆带动，沿阀座密封面上下运动的阀门。形成或破坏流体的通道。与截止阀相比，闸阀具有更好的密封性能，流体阻力小，启闭省力，并具有一定的调节性能。它是最常用的截止阀之一。缺点是尺寸大进口气体减压阀，结构比截止阀复杂，密封面易磨损，不易维护。一般不适合节流。根据螺纹在闸阀阀杆上的位置，分为明杆式和暗杆式两种。根据浇口的结构特点，可分为楔型和平行型两种。

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截止阀

截止阀是一种向下关闭的阀门，启闭件（阀瓣）由阀杆沿阀座（密封面）带动。 ) 轴上下移动的阀门。与闸阀相比调节性能好，密封性能差，结构简单，制造维修方便，流体阻力大，价格低廉。

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球阀

球阀的启闭部分是一个带有圆形通孔的球体，球体随阀杆转动，实现阀门的启闭。该球阀结构简单、切换快速、操作方便、体积小、重量轻、零部件少、流体阻力小、密封性能好、维修方便。

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节流阀

节流阀的结构除阀瓣外与截止阀基本相同。由于特性不同，阀座的直径不宜过大，因为介质流速因开口高度小而增大，从而加速阀瓣的冲蚀。节流阀尺寸小，重量轻，调节性能好，但调节精度不高。

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旋塞阀

旋塞阀采用带通孔的塞体作为启闭件，塞体随阀杆转动，实现启闭阀门。该旋塞阀结构简单、切换迅速、操作方便、流体阻力小、零件少、重量轻。有直通、三通和四通旋塞阀。直通旋塞阀用于截断介质，三通和四通旋塞阀用于改变介质方向或分流介质。

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蝶阀

蝶阀是一种蝶阀，可以通过在阀体内绕固定轴旋转90°来开启和关闭。蝶阀体积小、重量轻、结构简单，由几个零件组成。

并且只需要旋转90°；可快速开合，操作简单。当蝶阀处于全开位置时，蝶板的厚度是介质流经阀体时的唯一阻力，因此阀门产生的压降很小，因此具有较好的流量控制特性。蝶阀分为弹性软密封和金属硬密封。弹性密封阀，密封圈可镶嵌在阀体上或附在阀瓣外围，密封性能好，可用于节流、中真空管道和腐蚀性介质。金属密封的阀门一般比弹性密封的阀门寿命长，但很难做到完全密封。它们通常用于流量和压降变化很大且需要良好的节流性能的场合。金属密封可以适应更高的工作温度，而弹性密封则存在受温度限制的缺陷。

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止回阀

止回阀是一种能自动防止流体倒流的阀门。止回阀的阀瓣在流体压力的作用下打开。流体从入口侧流向出口侧。当入口侧的压力低于出口侧的压力时，阀瓣会在流体压差、自身重力等因素的作用下自动关闭，防止流体倒流。按结构可分为升降式止回阀和旋启式止回阀。升降式比摆动式具有更好的密封性能和更大的流体阻力。泵吸入管的吸入口应选用底阀。其作用是在启动泵之前将泵的进水管注满水；停泵后保持进水管和泵体充满水，以备重启。底阀一般只安装在泵进口的垂直管路上，介质自下而上流动。

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隔膜阀

隔膜阀的启闭部分为橡胶隔膜，夹在阀体和阀盖之间。

膜片中间突出部分固定在阀杆上，阀体内衬橡胶。由于介质不进入阀盖内腔，阀杆不需要填料函。隔膜阀结构简单、密封性能好、维修方便、流体阻力小。隔膜阀分为堰式、直通式、直角式和直流式。

3、常用阀门选型说明

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闸阀选型说明

一般来说，应该是首选门。闸阀除适用于蒸汽、油类等介质外，还适用于含有颗粒状固体和高粘度的介质，适用于放空和低真空系统中的阀门。对于含有固体颗粒的介质，闸阀阀体应有一个或两个吹扫孔。低温介质应选用低温专用闸阀。

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截止阀选型说明

截止阀适用于对流体阻力要求不严格，即不考虑压力损失的管道，以及高温高压介质的管道或装置，适用于蒸汽等介质管道DN<200mm；小阀门可选用截止阀，如针阀、仪表阀、取样阀、压力表阀等；截止阀有流量调节或压力调节，但调节精度不高，管道口径比较小，应使用截止阀或节流阀；对于剧毒介质，应使用波纹管密封的截止阀；但截止阀不宜用于粘度。较大的介质和含有易沉淀颗粒的介质也不适用于排气阀和低真空系统的阀门。

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球阀选型说明

球阀适用于低温、高压和高粘度介质。大部分球阀可用于有悬浮固体颗粒的介质，也可根据密封材料的要求用于粉状、颗粒状介质；全通道球阀不适合流量调节，但适用于需要快速启闭的场合，容易实现意外紧急停机；通常在密封性能严格、磨损、通道收缩、启闭动作迅速、压力切断（压差大）、噪音低、气化、操作扭矩小、流体阻力小的管道中。使用球阀。

球阀适用于轻型结构、低压截止和腐蚀性介质；球阀也是低温、低温介质最理想的阀门。对于低温介质的管道系统和装置，宜采用带阀盖的阀门。低温球阀；选用浮动球阀时，其阀座材料应能承受球体和工作介质的载荷。大口径球阀在运行时需要较大的力，DN≥200mm的球阀宜采用蜗轮传动形式；固定球阀适用于口径较大、压力较高的场合；此外，用于处理剧毒物料和易燃介质管道的球阀应具有防火、防静电结构。

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节流阀选择说明

节流阀适用于介质温度低、压力高的场合，适用于需要调节流量和受压部位，不适用于高粘度和固体颗粒的介质，不适用于隔离阀。

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旋塞阀选型说明

旋塞阀适用于需要快速启闭的场合，一般不适用于蒸汽和高温介质。适用于低温、高粘度介质，也适用于有悬浮颗粒的介质。

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蝶阀选型说明

蝶阀适用于大口径（如DN>600mm）和短结构长度要求，以及流量调节和启闭要求快时，一般用于水、油、压缩空气等介质温度≤80℃，压力≤1.0MPa；由于蝶阀的压力损失比闸阀和球阀大，因此蝶阀适用于对压力损失要求不严格的管道系统中。

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止回阀选择说明

止回阀一般适用于清洁介质，不适合含有固体颗粒和高粘度的介质。 ≤40mm时，应使用升降式止回阀（只允许安装在水平管道上）； DN=50～400mm时，应使用旋启式止回阀（水平和垂直管道均可安装，如安装在垂直管道上，介质流向应为自下而上）； DN≥450mm时，应采用缓冲式止回阀； DN=100～400mm时，也可使用对夹式止回阀；旋启式止回阀 该阀可制成非常高的工作压力，PN可达42MPa，根据壳体和密封材料的不同，可适用于任何工作介质和任何工作温度范围。介质为水、蒸汽、气体、腐蚀性介质、油品、药品等。介质工作温度在-196～800℃之间。

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隔膜阀选型说明

隔膜阀适用于工作温度小于200℃、压力小于1.0MPa的油水、酸性介质和含有悬浮物的介质，不适用于有机溶剂和强氧化剂介质；磨蚀性颗粒介质应选用堰式隔膜阀，堰式隔膜阀应参照其流量特性表；粘性流体、水泥浆和沉淀介质宜采用直通式隔膜阀；除特殊要求外，隔膜阀不得用于真空管道和真空设备中。

4、各种阀门压力测试方法

工业阀门一般在使用过程中不做强度试验，但修复后阀体和阀盖可能会因腐蚀而损坏。阀体和阀盖应进行强度测试。安全阀的整定压力、复位压力等试验应符合其说明书及有关规定的规定。阀门安装应进行强度和密封性测试。低压阀门抽检20%，不合格抽检100%；中高压阀门应进行100%的检查。阀门试压常用的介质有水、油、空气、蒸汽、氮气等。包括气动阀门在内的各种工业阀门的试压方法如下：

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球阀的压力测试方法

气动球阀的强度试验应在球体半开状态下进行。

①浮动球阀密封试验：将阀门置于半开状态，一端引入试验介质，另一端关闭；转动球体数次，打开封闭端检查阀门处于关闭状态时，同时检查填料和垫片处的密封性能，不得有泄漏。然后从另一端引入测试介质，重复上述测试。

②固定球阀密封性试验：试验前，将球体空载旋转数次，固定球阀处于关闭状态，从一端引入试验介质至规定值；用压力表检查引入端的密封性能，压力表的精度为0.5～1，量程为试验压力的1.5倍。在规定时间内，无降压现象为合格；然后从另一端引入测试介质，重复上述测试。然后，将阀门置于半开状态，关闭两端，将介质充满内腔。在试验压力下检查填料和垫片，不得有泄漏。

③三通球阀应进行各位置密封性试验。

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止回阀的压力测试方法

止回阀试验状态：升降式止回阀阀瓣轴线处于垂直于水平的位置；旋启式止回阀通道轴线与阀瓣轴线大致平行于水平线。

强度试验时，将试验介质从进口引入到规定值，另一端封闭，看阀体、阀盖无泄漏为合格。

密封试验中，试验介质从出口端引入，进口端检查密封面，填料、垫片无渗漏为合格。

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减压阀的压力测试方法

①减压阀的强度试验一般在单件试验后组装，也可以在组装后进行试验。强度试验时间：3min以上。波纹管与部件焊接后，施加减压阀最大压力的1.5倍，用空气进行强度试验。

②气密性试验应根据实际工作介质进行。用空气或水测试时，以公称压力的1.1倍进行测试；蒸汽试验时，使用工作温度下允许的最大工作压力。进口压力与出口压力之差要求不小于0.2MPa。测试方法是：入口压力调整好后，逐步调整阀门的调节螺钉，使出口压力在最大值和最小值范围内灵敏连续变化，不卡滞。对于蒸汽减压阀，当入口压力调离时，关闭阀门，然后关闭阀门。出口压力为最高和最低值。 2min内出口压力上升应满足表4.176-22的要求。同时阀后管路容积符合表4.18的规定；对水减压阀和气压减压阀，当进口压力调好，出口压力为零时，关闭减压阀进行密封性试验。 2min内无渗漏为合格。

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蝶阀压力试验方法

气动蝶阀的强度试验与截止阀相同。在蝶阀的密封性能试验中，试验介质应从介质的流动端引入，蝶板应打开，另一端应关闭，注入压力应达到规定值；检查填料和其他密封处无泄漏后，关闭蝶板，打开另一端，检查蝶阀。板封处无渗漏为合格。用于调节流量的蝶阀可以不做密封性能测试。

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旋塞阀的压力测试方法

①旋塞阀进行强度试验时，介质从一端引入，其他通道关闭，旋塞旋至全开各工作位置进行试验，阀无泄漏为合格。

2 密封试验时，直通旋塞应保持腔内压力与通道压力相等，旋塞旋至关闭位置，从另一端检查，然后旋转重复上述试验插头 180°；式或四通旋塞阀应保持腔内压力与通道一端相等，将旋塞依次旋转至关闭位置，从直角端引入压力，从另一端检查同一时间。

旋塞阀试验前允许在密封面上涂一层非酸性稀润滑油，在规定时间内无泄漏和扩大水滴为合格。旋塞阀的试验时间可以更短，根据公称通径一般为1~3min。

燃气用旋塞阀应在1.25倍工作压力下进行气密性试验。

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隔膜阀的压力测试方法

从任一端引入介质，打开阀瓣，关闭另一端，试验压力升至规定值后，看阀体、阀盖无泄漏为合格。然后减压至密性试验压力，关闭阀瓣，打开另一端检查，无泄漏为合格。

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截止阀和节流阀的压力测试方法

截止阀和节流阀的强度试验泰科阀门，通常将组装好的阀门放在试压台上，打开阀瓣，将介质注入到规定值，检查阀体和阀盖是否冒汗和泄漏强度测试也可以单件进行。密封性测试仅针对截止阀。试验时，截止阀阀杆处于垂直状态，打开阀瓣，从阀瓣底端引入介质至规定值，检查填料和垫片；试验合格后关闭阀瓣，打开另一端检查是否有泄漏。如果要做阀门的强度和密封性试验，可以先做强度试验美国泰科阀门，然后减压到密封性试验的规定值进口气体减压阀，检查填料和垫片；然后关闭阀瓣，打开出口端检查密封面是否泄漏。

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闸阀的压力测试方法

闸阀强度试验与截止阀相同。闸阀密封性试验有两种方法。

①打开闸板，使阀内压力上升到规定值；然后关闭浇口，立即取出浇口，检查浇口两侧的密封处或阀盖上的塞子是否有泄漏 注入试验介质至规定值，检查两侧的密封处大门。上述方法称为中压试验。该方法不适用于公称通径以下闸阀的密封性试验。

②另一种方法是打开闸板，使阀门试验压力上升到规定值；然后关闭闸门，打开盲板的一端，检查密封面是否漏水。然后回头重复以上测试，直到合格为止。

气动闸阀填料密封性试验应在闸板密封性试验前进行。

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安全阀压力试验方法

①安全阀的强度试验与其他阀门一样，都是用水进行试验的。测试阀体下部时，从进口I=I端引入压力，关闭密封面；测试阀体上部和阀盖时，压力从出口El端引入，其他端关闭。阀体、阀盖在规定时间内无泄漏为合格。

②密封试验和恒压试验，一般使用介质为：蒸汽安全阀以饱和蒸汽为试验介质；氨气或其他气体的阀门使用空气作为测试介质；水和其他非腐蚀性液体阀门以水为试验介质。氮气在一些重要部位常被用作安全阀的试验介质。

密封试验以公称压力值作为试验压力进行，次数不得少于2次，在规定时间内无渗漏即为合格。检漏方法有两种：一种是密封安全阀的接头，用黄油密封出口法兰上的薄纸。出口法兰下部用塑料板或其他板密封，阀瓣注水密封，水不冒泡为合格。安全阀恒压和重座压试验次数不少于3次，符合规定为合格。安全阀性能试验见GB/-1989《安全阀性能试验方法》。

阀门选择总结

从以上分析可以看出，一般来说闸阀应该是首选。

截止阀适用于对流体阻力要求不严格的管道，以及高温、高压介质的管道或装置。用于真空系统的阀门。

球阀适用于低温、高压、高粘度介质，通常用于密封性能严格、耐磨、收缩通道、启闭快、压差大、噪音低、有气化现象、运行在带有扭矩小，流体阻力小。

节流阀适用于介质温度低、压力高的场合。不适用于高粘度和固体颗粒的介质。

旋塞阀适用于需要快速启闭的场合。一般不适合蒸汽和高温介质。适用于低温、高粘度介质，也适用于有悬浮颗粒的介质。

蝶阀一般用于温度≤80℃、压力≤1.0MPa的水、油、压缩空气等介质；由于蝶阀的压力损失比闸阀和球阀大，因此蝶阀适用于对压力损失要求不严格的管道系统中。

止回阀一般适用于清洁介质，不适合含有固体颗粒和高粘度的介质。

隔膜阀适用于工作温度小于200℃、压力小于1.0MPa的油、水、酸性介质和含有悬浮物的介质，不适用于有机溶剂和强氧化剂介质。

在石油、化工等行业的管道系统中，阀门的应用、工作频率和服务是千变万化的。要控制或消除低水平泄漏，最重要和关键的设备是阀门。合理选用阀门，可以降低装置的建设成本，保证生产的安全运行。