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閥門(mén)種類特征及選用簡(jiǎn)介

1. 前言

閥用于管路系統(tǒng)中, 處理液體之把持裝置,選擇閥的第一步驟是必需懂得各種閥之功效及我們所希冀的閥,在裝妥之后能完成我們所托付的任務(wù)與功效。

2. 閥之分類

(1)閥依其功效,分類如下:

A. 開(kāi)關(guān)閥類:閘閥、塞閥、球閥。

B. 節(jié)流閥類:球型閥、針閥、角閥、碟型閥、隔膜閥。

C. 止回閥類:擺動(dòng)、升降及雙片式逆止閥,底閥。

D.壓力把持閥類:減壓閥、釋壓閥、安全閥。

E. 特別閥類:

a.取樣閥

b.流量把持閥

c.排放閥

d.其它各式樣閥

(2)依材質(zhì)分類

A. 非金屬閥類:PVC、塑膠(鋼)、特氟龍等。

B. 金屬閥類

a. 鐵金屬:鐵、鋼、不銹鋼、合金鋼等。

b. 非金屬:鋁、銅等。

(3)程方法分類

A.鑄造閥類:砂模、殼模、脫臘模、壓鑄等造模法,生產(chǎn)之閥類件。

B.鑄造閥類:由模鍛或自由鍛或丸(方)材值接加工,生產(chǎn)之閥類件。

C.焊接制作閥類:體、蓋分辨由若干部分組合焊接制作而成,此類閥必需留心焊接程序規(guī)范及其鑒定(WPS與PQR)。

D.射出成型閥類:一般用之于PVC、塑膠待非金屬閥類之制作。

3. 各類閥之特征

(1) 閘閥(GATE VALVES)

閘閥是為了于一管線上某一部位系統(tǒng)需要“全開(kāi)、全關(guān)”把持且流體流過(guò)僅能以微少之壓力降產(chǎn)生時(shí)而設(shè)計(jì)應(yīng)用的。當(dāng)一系統(tǒng)中某一部份需予隔離,而不須考慮流體節(jié)流(THROTTING)的把持時(shí)閘閥是非?;孟攵线m的。因當(dāng)節(jié)流應(yīng)用時(shí),則流領(lǐng)會(huì)產(chǎn)生高速流經(jīng)門(mén)座,而造成流體之沖蝕門(mén)、座及殼體(產(chǎn)生拉絲現(xiàn)象),或引起震動(dòng)而損傷。

(2) 球型閥(GLOBE VALVES)、角閥(ANGLE VALVES)、針閥(NEEDLE VALVE)

球型閥因球體有球柱狀的外形而稱之,重要是為須緊閉,經(jīng)常開(kāi)關(guān)及當(dāng)流體須把持流量之節(jié)流作用而設(shè)計(jì),其最重要特點(diǎn)是有效的節(jié)流,使拉絲現(xiàn)象減到最少因而減少閥門(mén)及閥座之浸(沖)蝕,但因閥座是平行于流線,流體流經(jīng)該類閥座時(shí)流向之轉(zhuǎn)變,將在閥中產(chǎn)生擾流,以及降力的降落,僅合適不荷求因壓力降所造成揚(yáng)程失時(shí),方可應(yīng)用。

角閥的結(jié)構(gòu),特征是由球型閥修正而來(lái),僅是出口與進(jìn)中成90度直角之差別。

針閥亦是由塞式球型閥修正而來(lái),閥塞為修長(zhǎng)型有錐度的針狀,特別實(shí)用于低流量范疇的流量把持。

(3) 逆止閥(CHECK VALVES)-----擺動(dòng)式(SWING TYPE)、升降式(LIFT TYPE)、斜盤(pán)(門(mén))式(TILTING DISC)、雙片式(DUALPLATE)、底閥(FOOT VALVES)。

此類閥其作用為允許流體朝一方向自由運(yùn)動(dòng),而限制其反運(yùn)動(dòng),當(dāng)流體通過(guò)系統(tǒng)時(shí)的壓力,把閥門(mén)開(kāi)啟,任何流體的反向,會(huì)把閥門(mén)封閉,封閉的完成,是賴止回機(jī)構(gòu)的重量或賴反壓,或賴彈簧或賴以上幾種的組合。

(4) 球型結(jié)束逆止閥(GLOBE STOP-CHECK VALVES)

止閥類似3.3項(xiàng)之升降式逆止閥,但加裝閥桿及手輸(或別的幫助把持裝置)做為流體之關(guān)斷及止回用,止閥不能以任何機(jī)械傳動(dòng)方法打開(kāi),只靠上游流體壓力將閥門(mén)升舉,離開(kāi)閥座面。

(5) 塞閥(PLUG VALVES)

此閥由插進(jìn)閥體中之閥塞(門(mén)),為一具有錐度中間開(kāi)槽的塞件而得名、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)略屬古老型式之閥,由全開(kāi)至關(guān)只須轉(zhuǎn)90度即可、閥塞(門(mén))之流口可為任何尺寸與外形,也可作成多孔型式來(lái)配合三或四條管線連接,而能有不同的流向組合。一般用于全開(kāi)或全關(guān),不作節(jié)流應(yīng)用(除非啟齒特別鉆石外形并經(jīng)處理過(guò))。

(6) 球閥(BALL VALVE)

球閥是由塞閥修正而來(lái),以球塞代替柱塞,來(lái)把持液體、閥塞(門(mén))內(nèi)通道截面積,則與配合管線的管徑雷同,流體作直線通過(guò)閥體,且吸有渺小之壓力降?,F(xiàn)一般均應(yīng)用PTEE、EPDM等材料,為閥座,因此,氣泡密封性佳。且改良為防火及防靜電之安全設(shè)計(jì),被廣泛應(yīng)用,但因閥座為PTFE材質(zhì),其應(yīng)用溫度一般受限于250度以下。

(7) 蝶形閥(BUTTERFLY VALVES)

此閥的結(jié)構(gòu),是根據(jù)管子擋扳的原理,其運(yùn)動(dòng)把持元件是一有傾角的盤(pán)(門(mén))(其材質(zhì)可為金屬或金屬外緣包上塑膠、特氟隆等),圓盤(pán)固定在心軸上,并以能旋轉(zhuǎn)的心軸來(lái)把持開(kāi)閉(開(kāi)、閉只須90度之旋轉(zhuǎn)),閥座可為金屬、橡膠、特氟隆等材料,而固定于閥體壁上,此閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)略,其閥體為薄餅(WAFER)型、重量輕,不占空間合適于節(jié)流及開(kāi)閉之用。尤其用于大流量之把持(不實(shí)用于小流量)。

(8) 隔膜閥(DIAPHRAGM VALVES)

此閥實(shí)際上不過(guò)是“鉗夾”的閥,一個(gè)彈性的,可擾的膜片,用螺椿連接在壓縮件上,壓縮件是由閥桿所把持而高低移動(dòng),當(dāng)壓縮件上升,膜片就高舉,而造成通路,當(dāng)壓縮件降落,膜片就壓在閥體堰上(假使為堰式閥)或壓在輪廓的底部(假使為直通式),此閥實(shí)用于開(kāi)關(guān)及節(jié)流之用。

隔膜閥是特別實(shí)用于運(yùn)送有腐化性,有粘性的流體,例如泥漿、食品、藥品、織維性粘合液等,因管線中,此閥的把持機(jī)構(gòu),是不***露在運(yùn)送流體中,故不具污染性,也不需要填料,閥桿填料部也不可能會(huì)泄漏。

(9) 安全閥(SAFETY BALVES)、泄壓閥(RELIDF VALVES)、安全、泄壓閥

工廠中,應(yīng)用高溫、高壓氣體的機(jī)會(huì)相當(dāng)大,尤其在電廠、化學(xué)工廠,由于壓力異常而造成塔槽、鍋爐、管線等壓力容器、設(shè)備被損壞而生泄漏,火災(zāi)或爆炸的機(jī)率相當(dāng)高,為了防止此類意外事故之產(chǎn)生,使制程穩(wěn)固把持,依美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)(ASME)之規(guī)定,必需在所有高壓設(shè)備均裝設(shè)此等安全排放裝置之閥類。

此類閥之結(jié)構(gòu)類似角閥,依其作動(dòng)方法之不同可分為彈箕負(fù)載式(SPRING LOADED TYPE)及幫助閥作動(dòng)式(PILOT OPERATED TYPE)?;A(chǔ)上是依力平衡方法作動(dòng)裝置。一旦閥盤(pán)(門(mén))所受之壓力大于彈箕或幫助閥之設(shè)定壓力時(shí),閥盤(pán)就會(huì)被此壓力推開(kāi),其壓力容器內(nèi)之氣(液)領(lǐng)會(huì)被排出,以下降該壓力容器內(nèi)之壓力。

安全閥須設(shè)計(jì)成有全開(kāi)急泄的作用,其容量超壓以及沖放必需受ASME法規(guī)的規(guī)定。

泄壓閥,設(shè)計(jì)成在初壓力增加時(shí),閥慢慢開(kāi)啟,且沒(méi)有法規(guī)作根據(jù),亦不必需立即開(kāi)啟到全開(kāi)地位,但壓力增加時(shí),它要持續(xù)不斷的開(kāi)啟。

(10) 冷凍閥類(CRYOGENIC VALVES)

用于在冷凍場(chǎng)合之運(yùn)送液化氣體(氧、氮、氫、氦)通常是用青銅或300系列不銹鋼材質(zhì)制成,閥的情勢(shì),可以是閘閥、球型閥、球閥、針閥、碟形閥等,該閥類異于上述各普通閥類之處理,其一是有延伸式閥蓋,如此設(shè)計(jì),是要有一足夠之氣室,防止閥桿填料凍結(jié),而影響把持與密封性,及減少了通通閥桿的熱泄漏,也在管線與手輸之間,供給了盡熱的空間,其二是在雙閥座之密閉式空***內(nèi)在封閉時(shí),必需考慮排泄掉進(jìn)之液化氣體,避免汽化時(shí)產(chǎn)生過(guò)高之壓力。

(11) 其它特別閥類,列舉如下,不作逐一先容。

A. 取樣閥

B. 底槽沖冼閥

C. 減壓閥

D. 反壓調(diào)劑閥

E. 電磁閥

F. 把持閥

4. 閥之選用要點(diǎn)

選用合適閥類需依下列程序,逐一檢核,如此被選取用之閥才干符合其功效,履行所交付之任務(wù)。

(1)閥之特征與重要履行功效

懂得各類閥之特征及其履行功效,為選用合適性閥類之第一步驟,其各類閥之特征,分類及重要履行功效前面第2、第3節(jié)已述及,現(xiàn)回納收拾為表一、表二、供其選用參考。

(2)口徑或流(容)量“表三所示”

A. 閥之公稱直徑,與流道之直徑不必定一致,其選擇之大小,由輸送流體之條件算出需求Cv值,然后由Cv值(參考制作廠商目錄)選定合適閥之口徑。

B. Cv值之定義為在華氏60度下之水流經(jīng)閥后,其壓力降在1時(shí),其每分鐘測(cè)得之美國(guó)侖,即為該閥之Cv值。

C. Cv值可以盤(pán)算出流經(jīng)該閥之流量(Q)。

Q=Cv ΔP=7.9Cv

P=液體的密度,LB/FT3

ΔP=通過(guò)閥之后的壓力降,PSI

(3)溫度VS壓力

閥的“溫度VS壓力”是指閥在某必定的溫度下所規(guī)定的答應(yīng)且安全的壓力(但此壓力為在沒(méi)有沖擊下的最大答應(yīng)壓力)。“如表四所示”

5. 閥之結(jié)構(gòu)材料

閥類結(jié)構(gòu)上材料的選擇,在閥之功效壽命上可說(shuō)極其重要,然一般閥之結(jié)構(gòu)材料重要區(qū)分為二大類:

A.壓力主體材料:閥體、閥蓋、底蓋、螺栓等。

壓力主體材料選擇所考慮之重要因素:

a.流體之溫度、壓力:

A) 高溫應(yīng)用:金屬材料一般在高溫環(huán)境中,其抗拉強(qiáng)度與壽命隨溫度之升高而有所下降,其潛變之強(qiáng)度亦有所影響。

B) 低溫應(yīng)用:金屬材料在低溫之應(yīng)用處合中,其損壞之韌性急劇下降產(chǎn)生低溫脆性的現(xiàn)象。

b.材料之腐化抗性:

閥結(jié)構(gòu)金屬產(chǎn)生腐化之原因:

(A)流體之種類 (B)濃度 (C)溫度

腐化侵害之情勢(shì):

(A)均勻腐化 (B)孔蝕 (C)脫鋅和剝離 (D)晶粒間腐化 (E)決裂

c.材料之沖蝕抗性:

通常耐沖蝕材料必需具備以下之特點(diǎn):

A)強(qiáng)盛的氧化被膜材料

B)降伏點(diǎn)、耐力之材料

C)疲憊界限高之材料

D)硬度值較高之材料

B.重要配件材料(TRIIM):閥門(mén)座面、閥座座面、閥桿、導(dǎo)套及內(nèi)部小零件等

主配件材料選擇所考慮之因素:

a)流體之溫度

b)材料腐化抗性

c)材料沖蝕抗性

d)材料之抗磨損與抗黏滯性

(6)閥蓋情勢(shì)

一般閥蓋與閥體聯(lián)合方法,有下列數(shù)種,依閥之尺寸,應(yīng)用狀態(tài),溫度壓力及泄漏造成的危險(xiǎn)性等條件,供其評(píng)估選擇。

A.鎖牙聯(lián)合式(SCREWED BONNET)

B.螺栓聯(lián)合式(BOLTED BONNET)

C.圍焊聯(lián)合式(SEAL WELDED BONNET)

D.壓力密封式(PRESSURE SEAL BONNET)

E.由令聯(lián)合式(UNION TYPE)

(7)閥結(jié)構(gòu)特別需求

依應(yīng)用溫度,場(chǎng)合不同,而有所特別的請(qǐng)求列舉如下:

A. 防火與防靜電設(shè)計(jì)——在球閥設(shè)計(jì)時(shí)與應(yīng)用須特別留心。

B. 延伸式閥蓋設(shè)計(jì)——利用于冷凍閥、輸送液化氣體。

C. 噪音與空蝕之限制——尤其利用于把持閥設(shè)計(jì)與應(yīng)用之特別考慮。

D. 防填料泄漏之伸縮囊之引用設(shè)計(jì)——須盡對(duì)封閉不過(guò)場(chǎng)合考慮。

4.8把持方法

一般限于安裝環(huán)境、把持、運(yùn)轉(zhuǎn)條件或次數(shù),而有電動(dòng)、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置之考慮,且因電腦之利用普及,現(xiàn)及發(fā)展至全部系統(tǒng)制程之連線與監(jiān)控,無(wú)須人為驅(qū)動(dòng)。但因于輪或加裝齒輪減速裝置之經(jīng)濟(jì)性與耐用性,仍大部份被人所樂(lè)意采用。
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