截止閥的基本性能和選用原則

截 止 閥

概 述
截止閥是指關(guān)閉件（閥瓣）沿閥座中心線(xiàn)移動(dòng)的閥門(mén)。根據(jù)閥瓣的這種移動(dòng)形式，閥座通口的變化是與閥瓣行程成正比例關(guān)系。由于該類(lèi)閥門(mén)的閥桿開(kāi)啟或關(guān)閉行程相對(duì)較短，而且具有非?？煽康那袛喙δ?，又由于閥座通口的變化與閥瓣的行程成正比例關(guān)系，非常適合于對(duì)流量的調(diào)節(jié)。因此，這種類(lèi)型的閥門(mén)非常適合作為切斷或調(diào)節(jié)以及節(jié)流使用。
截止閥額閥瓣一旦從關(guān)閉位置移開(kāi)，它的閥座和閥瓣密封面之間就不再有接觸，因而它的密封面機(jī)械磨損很小，故其密封性能是很好的。缺點(diǎn)是密封面間可能會(huì)夾住流動(dòng)介質(zhì)中的顆粒。但是，如果把閥瓣做成鋼球或瓷球，這個(gè)問(wèn)題也就迎刃而解了。由于大部分截止閥的閥座和閥瓣比較容易修理或更換，而且在修理或更換密封元件時(shí)無(wú)需把整個(gè)閥門(mén)從管線(xiàn)上拆卸下來(lái)，這在閥門(mén)和管線(xiàn)焊成一體的場(chǎng)合時(shí)非常適用的。
由于介質(zhì)通過(guò)此類(lèi)閥門(mén)的流動(dòng)方向發(fā)生了變化，因此截止閥的最小流阻也較高于大多數(shù)其他類(lèi)型的閥門(mén)。然而，根據(jù)閥體結(jié)構(gòu)和閥桿相對(duì)于進(jìn)、出口通道的布局，這種狀況是可以改善的。同時(shí)，由于截止閥閥瓣開(kāi)于關(guān)之間行程小，密封面又能承受多次啟閉，因此它很適用于需要頻繁開(kāi)關(guān)的場(chǎng)合。
截止閥可用于大部分介質(zhì)流程系統(tǒng)中。已研制出滿(mǎn)足石化、電力、冶金、城建、化工等部門(mén)各種用途的多種形式的截止閥。
截止閥的使用極為普通，但由于開(kāi)啟和關(guān)閉力矩較大、結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度較長(zhǎng)，通常公稱(chēng)通徑都限制在250mm以下，也有到400mm的，但選用時(shí)需特別注意進(jìn)出口方向。一般150mm以下的截止閥介質(zhì)大都從閥瓣的下方流入，而200mm以上的截止閥介質(zhì)大都從閥瓣的上方流入。這是考慮到閥門(mén)的關(guān)閉力矩所致。為了減小開(kāi)啟或關(guān)閉力矩，一般200mm以上的截止閥都設(shè)內(nèi)旁通或外旁通閥門(mén)。
截止閥最明顯的優(yōu)點(diǎn)是：

1. 在開(kāi)啟和關(guān)閉過(guò)程中，由于閥瓣于閥體密封面間的摩擦力比閘閥小，因而耐磨。
2. 開(kāi)啟高度一般僅為閥座通道直徑的1/4，因此比閘閥小的多。
3. 通常在閥體和閥瓣上只有一個(gè)密封面，因而制造工藝性比較好，便于維修。

但是，截止閥的缺點(diǎn)也是不容忽視的。其缺點(diǎn)主要是流阻悉數(shù)比較大，因此造成壓力損失，特別是在液壓裝置中，這種壓力損失尤為明顯。
適 用 的 場(chǎng) 合
截止閥的應(yīng)用非常的廣泛，很多場(chǎng)合都應(yīng)用截止閥。但是，根據(jù)截止閥的不用結(jié)構(gòu)形式，所適用的場(chǎng)合也不同。

1. 針型截止閥

是作為精確的流量控制用的。閥瓣通常于閥桿做成一體，它有一個(gè)與閥座配合、精度非常高的針妝頭部。而且針型截止閥閥桿螺紋的螺距比一般普通截止閥的閥桿螺紋螺距要細(xì)。在通常情況下，針型截止閥閥座孔的尺寸比管道尺寸小。因此，它通常只限于在公稱(chēng)通徑小的管線(xiàn)中適用，更多的用于取樣閥。

1. 直流式截止閥

直流式截止閥的閥桿和通道成一定的角度，其閥座密封面與進(jìn)出口通道也有一定的角度，閥體可制成整體式或分開(kāi)式。閥體分開(kāi)式截止閥用兩閥體把閥座夾在中間，便于維修。這類(lèi)截止閥使流體幾乎不改變流動(dòng)方向，在截止閥中流阻最小。閥座和閥瓣密封面可堆焊硬質(zhì)合金，使整個(gè)閥門(mén)更耐沖刷和腐蝕，非常符合于氧化鋁生產(chǎn)工藝流程中的管路控制，同時(shí)也適合于有結(jié)焦和固體顆粒的管道中。

1. 角式截止閥

角式截止閥的最大優(yōu)點(diǎn)是可以把閥門(mén)安裝在管路系統(tǒng)的拐角處，這樣既節(jié)約了90°彎頭，又便于操作。因此，這類(lèi)閥門(mén)適合在化肥廠的合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)中和制冷系統(tǒng)中采用。如J44H-160、J44H-320、L44H-160、L44H-320就完全是為合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的。

1. 鋼球或瓷球密封截止閥

該閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是閥體分為連體式和分體式，閥瓣為STL硬質(zhì)合金鋼球或?yàn)榉蔷Р牧辖?jīng)制粉成形、高溫?zé)Y(jié)、精研制成的瓷球。閥桿下端滾壓包絡(luò)球體在閥桿球孔內(nèi)，球體在閥桿的球孔內(nèi)做三維轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可產(chǎn)生無(wú)數(shù)條密封線(xiàn)，大大增加了密封面的使用壽命，還能保證可靠的密封。該閥由于受球體密封的限制，一般都用于較小的公稱(chēng)通徑，約為6～25mm。該閥適用于核電廠、火電廠的高溫高壓蒸汽管路，取樣、排污系統(tǒng)的儀表管路以及石化、化工系統(tǒng)中的耐溫、耐壓、耐磨損、耐腐蝕的管路上。

1. 高溫高壓電站截止閥

該閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是閥體與閥蓋的連接均采用壓力自緊密封式或夾箍式，閥體與管路的連接形式為對(duì)接焊連接，閥體材料多采用鉻鉬鋼或鉻鉬釩鋼，密封面大都堆焊硬質(zhì)合金。因此，該類(lèi)閥門(mén)耐高溫高壓，抗熱性好；密封面耐磨損、耐擦傷、耐腐蝕，密封性能好，壽命長(zhǎng)。適用于火電工業(yè)系統(tǒng)、石油化工系統(tǒng)及冶金等的高溫高壓睡、蒸汽、油品、過(guò)熱蒸汽的管路上。

1. API截止閥

該類(lèi)截止閥嚴(yán)格參與ASME B16.34標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)；閥體與閥蓋的連接、填料函、閥桿螺母的安裝、上密封等均嚴(yán)格按照API600進(jìn)行設(shè)計(jì)。閥門(mén)選材完全符合API600要求。結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度符合ASME B16.10；法蘭連接尺寸符合ANSI/ASME B16.5a。閥門(mén)的檢驗(yàn)與試驗(yàn)嚴(yán)格按照API598進(jìn)行。因此，該閥廣泛適用石油化工管路，在電力、冶金、紡織等系統(tǒng)也適用。

1. 氧氣管路用截止閥

該閥嚴(yán)格按氧氣管路的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。填料箱部分嚴(yán)格密封，外界污物相對(duì)不能進(jìn)入填料箱內(nèi)。閥體兩端法蘭有接地裝置，在管路上安裝完畢后，應(yīng)接地，嚴(yán)防靜電起火。本閥門(mén)的殼體材料為奧氏體不銹鋼或銅材，導(dǎo)電好、不易發(fā)生靜電起火。密封到材料為聚四氟乙烯對(duì)閥體本體材料，為軟密封，密封性能好，氣體檢驗(yàn)泄漏量為零。本閥門(mén)在組裝前嚴(yán)格經(jīng)四氯化碳脫脂處理，相對(duì)沒(méi)有油脂和污物，不致引起靜電起火。該閥適用于冶金系統(tǒng)的氧氣管路，在其他行業(yè)的氧氣管路上也適用。

1. 石油液化氣截止閥

該閥專(zhuān)為石油液化氣的管路或裝置設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)上注意了防火要求。填料采用聚四氟乙烯，密封可靠、相對(duì)物外漏。密封副材料采用聚四氟乙烯或尼龍對(duì)閥體本體材料，為軟密封，密封可靠。該閥適用于液化石油氣管路系統(tǒng)，作為啟閉裝置，也適用于其他溫度≤80℃的管路。

1. 上螺紋閥桿截止閥

該類(lèi)截止閥的閥桿不與工作介質(zhì)直接接觸。根據(jù)殼體材料、密封副材料、填料材料、閥桿材料不同，適用于不同的工況。若閥體、閥蓋材料為碳素鋼，密封副材料為合金鋼，填料為柔性石墨，閥桿材料為Cr13系不銹鋼，適用于水、蒸汽、油品管路；若閥體和閥蓋材料為1Cr18Ni9或0Cr18Ni9，密封副材料為閥體本身材料或硬質(zhì)合金，填料為聚四氟乙烯，閥桿材料為Cr17Ni2，適用于以硝酸為基的腐蝕性介質(zhì)管路或裝置上；若閥體閥蓋材料為1Cr18Ni12Mo2Ti或0Cr18Ni12Mo2Ti，密封副材料為閥體本身材料或硬質(zhì)合金，填料為聚四氟乙烯，閥桿材料為1Cr18Ni12Mo2Ti，適用于以醋酸為基的腐蝕性介質(zhì)管路或裝置上。不過(guò)該類(lèi)截止閥的最大公稱(chēng)通徑為200mm，200以上的截止閥要設(shè)旁通閥或設(shè)計(jì)上設(shè)置內(nèi)旁通結(jié)構(gòu)。一般，DN≥200mm的截止閥的進(jìn)口端都在閥瓣的上方，即高進(jìn)低出，這是為了防止關(guān)閉時(shí)太費(fèi)力和閥桿過(guò)粗的緣故。
10、下螺紋閥桿截止閥
該類(lèi)截止閥阿的閥桿螺紋直接與工作介質(zhì)接觸，直接受介質(zhì)的侵蝕，使閥桿螺紋易銹蝕、造成啟閉費(fèi)力。此種結(jié)構(gòu)的截止閥其公稱(chēng)通徑都比較小，一般在6～50mm之間，大部分用在儀表閥和取樣閥。
11、API602鍛鋼截止閥
該類(lèi)截止閥按美國(guó)石油協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)API602進(jìn)行設(shè)計(jì)，閥體和閥蓋碳鋼或不銹鋼鍛造而成，閥體和閥蓋連接有螺栓連接、螺紋連接加焊接，有上螺紋閥桿和下螺紋閥桿之分，密封副材料為Cr13鋼、不銹鋼酸鋼對(duì)STL硬質(zhì)合金，填料為柔性石墨或聚四氟乙烯，連接方式有法蘭、螺紋、承插焊和對(duì)接焊，壓力等級(jí)為CL150～CL1500，公稱(chēng)通徑為1/4～2in。廣泛地應(yīng)用于石油化工、電力、化工等部門(mén)地裝置和管路上，工作介質(zhì)為蒸汽、油品，腐蝕性介質(zhì)。結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度按ASME B16.10，法蘭連接尺寸按ASME/ANSI B16.5a，焊端尺寸符合ASME B16.25，承插焊孔尺寸符合ANSI B16.11，螺紋連接端尺寸符合ANSI B1.20.1。
12、柱塞截止閥
該類(lèi)柱塞閥屬?gòu)较蛎芊猓商自谀ス庵系貎蓚€(gè)彈性密封圈來(lái)實(shí)現(xiàn)。兩個(gè)彈性密封圈用一個(gè)套環(huán)隔離開(kāi)，并通過(guò)閥體與閥蓋地連接螺栓施加在閥蓋上地載荷把柱塞周?chē)貜椥悦芊馊豪?，保證密封。該閥地材料組合為殼體用碳鋼，柱塞用Cr13不銹鋼，密封圈用柔性石墨，可用于水、蒸汽、油品地管路；若殼體用不銹耐酸鋼，柱塞用不銹耐酸鋼，密封圈用聚四氟乙烯，適用于酸、堿類(lèi)腐蝕性介質(zhì)。該閥地優(yōu)點(diǎn)是密封可靠，壽命比較長(zhǎng)，維修簡(jiǎn)便；缺點(diǎn)是啟閉速度慢。該類(lèi)閥門(mén)廣泛應(yīng)用于城建系統(tǒng)，城市供熱中的水、蒸汽管路上。
選 用 原 則
截止閥是應(yīng)用最廣的閥類(lèi)之一，隨著球閥和蝶閥的發(fā)展，截止閥應(yīng)用的場(chǎng)合被取代一部分，但從截止閥本身的特點(diǎn)來(lái)看，球閥、蝶閥是不能替代的，其選用原則是：

1. 高溫、高壓介質(zhì)的管路或裝置上宜選用截止閥。如火電廠、核電站，石油化工系統(tǒng)的高溫、高壓管路上選用截止閥為宜。
2. 管路上對(duì)流阻要求不嚴(yán)的管路上。即對(duì)壓力損失考慮不大的地方。
3. 小型閥門(mén)可選用截止閥，如針閥、儀表閥、取樣閥、壓力計(jì)閥等。
4. 有流量調(diào)節(jié)或壓力調(diào)節(jié)，但對(duì)調(diào)節(jié)精度要求不高，而且管路直徑又比較小，如公稱(chēng)通徑≤50mm的管路上，宜選用截止閥或節(jié)流閥。
5. 合成工業(yè)生產(chǎn)中的小化肥和大化肥宜選用公稱(chēng)壓力PN160公稱(chēng)壓力16MPa或PN320公稱(chēng)壓力32MPa的高壓角式截止閥或高壓角式節(jié)流閥。
6. 氧化鋁拜耳法生產(chǎn)中的脫硅車(chē)間、易結(jié)焦的管路上，易選用閥體分開(kāi)式、閥座可去處的、硬質(zhì)合金密封副的直流式截止閥或直流式節(jié)流閥。
7. 城市建設(shè)中的供水、供熱工程上，公稱(chēng)通徑較小的管路，可選用截止閥、平衡閥或柱塞閥，如公稱(chēng)通徑小于150mm的管路上。