閥門在化工設(shè)計(jì)中的選用及其型號編制的探討

馬延武 孔秀平

摘要：近年來，我國化工行業(yè)的快速發(fā)展，使化工設(shè)備的運(yùn)行安全也愈發(fā)受到人們關(guān)注，一旦化工設(shè)備在運(yùn)行過程中出現(xiàn)異常，勢必會引發(fā)嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。閥門的選型在化工設(shè)計(jì)中占有重要地位，科學(xué)合理的選擇閥門既能保證生產(chǎn)安全運(yùn)行，又能降低裝置的建設(shè)費(fèi)用。生產(chǎn)過程中可利用閥門來對管道中的流體進(jìn)行控制，當(dāng)化工設(shè)備發(fā)生運(yùn)行故障時(shí)，能夠通過閥門迅速關(guān)閉管道和設(shè)備，以此防止故障進(jìn)一步惡化?？梢哉f，閥門在保障化工管道與設(shè)備安全中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

關(guān)鍵詞：閥門;化工設(shè)計(jì);型號編制

中國分類號：TQ055.81

一、 化工設(shè)計(jì)在選用閥門時(shí)的注意事項(xiàng)

1. 種類選擇

在選用閥門時(shí)，必須要對閥門種類進(jìn)行合理選擇，閥門種類的選擇取決于工藝介質(zhì)的類型，工藝介質(zhì)主要分為三種：一種是氣體，一種是液體，還有一種是二相流體，對于部分形式的密封件，其往往不能在氣體或液體中進(jìn)行共用，并且當(dāng)氣流速度較高時(shí)，還需要采用特殊的密封結(jié)構(gòu)。對于閘閥與球閥來說，均屬于開關(guān)閥，不過當(dāng)介質(zhì)為氣體時(shí)，應(yīng)采用球閥，其次采用閘閥。而對于球閥與旋塞閥來說，其在結(jié)構(gòu)上屬于旋塞型，如果介質(zhì)流體中存在易結(jié)晶液體或固相物時(shí)，則應(yīng)采用旋塞閥最為合理。除此之外，還要對流通能力及壓力降進(jìn)行充分考慮，當(dāng)其中一個(gè)參數(shù)已知時(shí)，可進(jìn)一步確定另一參數(shù)。一般而言，要想最大限度的降低壓力損失，應(yīng)確保閥門在開啟時(shí)能夠使其壓降為零，而球閥便可很好的滿足該要求。不過因密封材料存在局限性，需要確保球閥能夠處于適宜的溫度范圍內(nèi)。在選用閥門時(shí)，還要對工作溫度進(jìn)行充分考慮，工作溫度是指外界環(huán)境溫度以及管道中流體的介質(zhì)溫度。如果工作溫度較高，則建議采用閘閥，而如果溫度適中或較低，則應(yīng)采用蝶閥。在某些情況下，因閥門結(jié)構(gòu)的加工工藝不同，這使得部分閥門能夠在某些情況下替代其他閥門，如當(dāng)壓力較低時(shí)，可利用蝶閥來代替閘閥。

2. 材質(zhì)選擇

在選用閥門時(shí)，其材質(zhì)的選擇是非常重要的，閥門材質(zhì)主要包括三個(gè)部分，分別是閥體及閥蓋材質(zhì)、閥瓣和閥桿材質(zhì)、墊片及填料材質(zhì)。在選擇閥體及閥蓋材質(zhì)時(shí)，需要根據(jù)流動介質(zhì)的腐蝕性來確定，同時(shí)還要對介質(zhì)溫度進(jìn)行充分考慮。若流動介質(zhì)的腐蝕性較強(qiáng)，但介質(zhì)的溫度較低，則閥體和閥門的材質(zhì)應(yīng)以非金屬的塑料為主。在選擇閥瓣及閥桿材質(zhì)時(shí)，考慮到其在使用過程中不僅受到扭矩、摩擦力及拉力的作用，還直接與介質(zhì)接觸。因此必須要確保閥瓣與閥桿的材質(zhì)能夠具有較強(qiáng)的耐腐蝕性以及耐摩擦性，而這就需要對材質(zhì)的使用溫度進(jìn)行分析，同時(shí)還要考慮到工作壓力。在選擇墊片及填料材質(zhì)時(shí)，考慮到閥門在使用過程中可能會出現(xiàn)泄漏問題，為了解決該問題，就必須要從材質(zhì)上入手，對墊片及填料的材質(zhì)進(jìn)行選擇時(shí)，需要根據(jù)其工作壓力、工作溫度以及介質(zhì)的腐蝕性來確定合適的材質(zhì)。

二、 化工設(shè)計(jì)常用閥門的類型

1. 閘閥

閘閥是一種開關(guān)，是一種閥門通路開關(guān)，當(dāng)閘閥處于工作狀態(tài)的時(shí)候，可以直接利用閥芯來開啟或者關(guān)閉閥門通路，在化工管道設(shè)計(jì)中，會選用閘閥來控制管道壓力流體的通斷。閘閥具有很多優(yōu)點(diǎn)，不僅可以開關(guān)閥門的通路，還具有穩(wěn)定性強(qiáng)、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但是同時(shí)也存在缺點(diǎn)，比如構(gòu)造比較復(fù)雜，價(jià)格比較高。因此在進(jìn)行化工設(shè)計(jì)時(shí)，選擇閥門的時(shí)候，需要結(jié)合企業(yè)實(shí)際的情況來選擇價(jià)格恰當(dāng)?shù)拈y門，既要保證閥門質(zhì)量，又要保證價(jià)格適宜。在進(jìn)行閘閥安裝的時(shí)候，可以任意確定管道進(jìn)出口的位置，也就是說閘閥的安裝是沒有方向性，不會對管道的設(shè)計(jì)造成影響。

2. 節(jié)流閥

一般情況下，節(jié)流閥是不用于通路的截?cái)嗟?，而是用于管道流量控制上，所以稱作為節(jié)流閥。節(jié)流閥和截止閥在結(jié)構(gòu)上存在著許多相似之處，其中最大的區(qū)別是節(jié)流閥的閥瓣是節(jié)流部件，而閥瓣的形狀較多，所以節(jié)流閥的特性也會隨著形狀的變化而發(fā)生改變。節(jié)流閥的優(yōu)點(diǎn)也有很多，其中突出的優(yōu)點(diǎn)是體積小、重量輕、調(diào)節(jié)性能好，但是也存在著缺點(diǎn)，比如調(diào)節(jié)精度容易受到結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)構(gòu)會加快閥芯的腐蝕速度，從而影響調(diào)節(jié)精度。節(jié)流閥在使用過程中，對于管道壓力的要求是高壓，在進(jìn)行節(jié)流閥質(zhì)量判斷的時(shí)候，一般是通過閥內(nèi)空間進(jìn)行判斷，當(dāng)節(jié)流閥內(nèi)定空間越大，其質(zhì)量越好。

三、化工設(shè)計(jì)中閥門型號編制問題及方法

1.化工設(shè)計(jì)中閥門型號的編制問題

在化工行業(yè)中，我國已經(jīng)出臺了較為完整且全面的閥門編制準(zhǔn)則，但在化工設(shè)計(jì)中的某些情形卻存在一些不適應(yīng)之處。通過對我國先后修訂的JB308與JB4018準(zhǔn)則進(jìn)行分析可以了解到，閥門的設(shè)計(jì)選型及選材往往是無法通過簡單的幾個(gè)數(shù)據(jù)來進(jìn)行清楚表達(dá)的。根據(jù)閥門的連接形式，以對焊與承插焊為例，在JB308與JB4018準(zhǔn)則中只是利用“6”來進(jìn)行表示，但卻無法準(zhǔn)確描述出具體的焊接形式。并且，僅僅通過現(xiàn)行的編號是難以對不同的連接形式進(jìn)行描述的，比如縮孔形式、雙金屬片式等。此外，在對閥門材質(zhì)進(jìn)行描述時(shí)也往往不易表達(dá)清楚，如橡膠材質(zhì)的表示符號雖然是X，但由于溫度、介質(zhì)等方面的差異，閥門襯里及閥座的密封面可能會選擇不同種類的橡膠材質(zhì)，如氯丁膠、耐熱硬橡膠、丁基膠等，這些很難通過X來進(jìn)行區(qū)分。我國雖然在閥門編號上進(jìn)行了相應(yīng)的補(bǔ)充，但對于同種閥門來說，其仍舊會出現(xiàn)多種編號，這也使其難以實(shí)現(xiàn)編號上的統(tǒng)一，從而給閥門選用及型號編制帶來很大不便。

2. 化工設(shè)計(jì)中閥門型號編制方法

為了解決化工設(shè)計(jì)中閥門型號的編制問題，以下便介紹一種較為實(shí)用的閥門型號編制方法：利用10個(gè)符號來表述閥門的編號，符號既可以是字母，也可以是數(shù)字，其中這十個(gè)符號分別指的是閥門類型、閥門連接形式、閥體材料、壓力等級、閥門結(jié)構(gòu)、閥瓣及其他部件材料、連接面形式、尺寸。

五、 結(jié)語

本文闡述了化工設(shè)計(jì)中閥門選用時(shí)的相關(guān)注意事項(xiàng)，并對閥門型號編制中的JB308與JB4018準(zhǔn)則中所存在的問題進(jìn)行了分析，提出了一種較為實(shí)用的閥門型號編制方法，該方法可從編號法的數(shù)據(jù)表中查找對應(yīng)的編號，以此確保閥門編號在化工行業(yè)中滿足相應(yīng)的設(shè)計(jì)與使用要求，此外也更加容易理解和記憶。

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