管道閥門的選擇與安裝

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(中鐵十二局集團 建筑安裝工程有限公司，山西 太原 030024)

引言

閥門是管道流體系統(tǒng)中的重要控制部件，其基本功能有：接通或切斷、調(diào)節(jié)壓力、引導(dǎo)流向、防止逆流、穩(wěn)壓泄壓等。閥門的種類繁多、功能多樣，控制水、蒸汽、空氣、油類、腐蝕類、泥漿等各種介質(zhì)的閥門產(chǎn)品在國內(nèi)大概有幾千種。長期以來，管道閥門在運行過程中“關(guān)不嚴、漏水、更換頻繁”等通病比比皆是，除了有閥門本身的質(zhì)量問題及施工安裝不當(dāng)?shù)脑蛑?，還與閥門的選用有很大的關(guān)系，很多情況下是由于閥門選用不當(dāng)造成的。

由于流體的切斷、連通、分流、泄流等功能是通過閥門來實現(xiàn)的，因此，閥門的選型和安裝直接關(guān)系到其使用效果的好壞。本文對管道閥門的優(yōu)劣性進行了分析，供選用閥門時參考。

1 閥門簡介

1.1 公稱通徑與公稱壓力

(1)公稱通徑：用“DN+數(shù)字”表示閥門口徑，但它并不是閥門口徑的實測值，根據(jù)國家標準的規(guī)定，實測值大于等于公稱通徑值的95%。一般閥門采用公制，美標閥門為英制。

(2)公稱壓力：用“PN+數(shù)字”表示壓力大小，公稱壓力不等于閥門的實際測量值，它是閥門在基準溫度下允許的最大工作壓力，選用時應(yīng)向此值“靠攏”。

1.2 閥門的特性

(1)使用特性：包括閥門的種類、零部件材質(zhì)、傳動方式等。閥門的使用特性決定了閥門的主要使用性能和使用范圍。

(2)結(jié)構(gòu)特性：包括閥門的長、寬、高以及連接方式、密封形式、閥桿結(jié)構(gòu)等。閥門的結(jié)構(gòu)特性決定了閥門的安裝、維修及保養(yǎng)的方法。

1.3 性能指標

(1)流量系數(shù)：是衡量閥門流通能力的指標，流量系數(shù)越大，說明介質(zhì)通過閥門時的壓力損失越小。

(2)氣蝕系數(shù)：需根據(jù)使用工況實測得到。

(3)密封性能：是閥門密封部位介質(zhì)泄漏大小的一個指標，分為內(nèi)漏與外漏兩種。內(nèi)漏就是指“關(guān)不嚴”，外漏就是指由閥內(nèi)流向閥外(或由外流向閥內(nèi))。

1.4 鑄造缺陷

因閥門生產(chǎn)采用鑄造工藝，有時不可避免地產(chǎn)生一些缺陷，如砂眼、氣孔、疏松、渣孔、等的孔眼類缺陷；冷、熱裂紋類缺陷；結(jié)構(gòu)形狀尺寸缺陷等。

1.5 生產(chǎn)標準

閥門生產(chǎn)分為國標和企標兩種，閥門銘標一定要注明國標編號或企標的相關(guān)說明。閥門的說明書務(wù)必標明：規(guī)格型號、工作壓力、制造標準、閥桿材質(zhì)、密封材質(zhì)、填料材質(zhì)、流體流向、制造廠廠名、出廠日期、出廠編號、安裝維護的注意事項等。

2 管道閥門的優(yōu)劣性分析

不同的工況、不同的環(huán)境、不同的介質(zhì)以及不同的使用要求，催生出形式多樣的各種閥門。下面以幾種常用的閥門為例，簡單地分析其優(yōu)缺點。

2.1 閘閥

(1)工作原理：通過閘板閥桿的上提或下壓，對流體關(guān)閉和導(dǎo)通。

(2)優(yōu)點：流體壓力損失小，流體的流向不受限制，形體結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)實耐用，制造工藝成熟。

(3)缺點：外形尺寸大，比較笨重；開啟高度較高，安裝空間也大。閘板面容易引起劃傷，閘板與閥桿容易脫落。高速流動的流體在局部開啟的狀況下會引起閘門的振動。

(4)適用范圍：適用于不需要經(jīng)常性啟閉的管道系統(tǒng)中。

2.2 截止閥

(1)工作原理：閥瓣沿閥座中心移動，對閥門進行啟閉。

(2)優(yōu)點：耐高溫、耐磨，可以改變流體的方向(角閥)，制造工藝性比較好，便于維修。

(3)缺點：流體壓力損失大，開啟速度慢。只允許介質(zhì)單向流動，密封性稍差。

(4)適用范圍：適用于采暖及蒸汽系統(tǒng)，在管道系統(tǒng)中，需要對流量切斷或調(diào)節(jié)的一般采用截止閥。

2.3 蝶閥

(1)工作原理：閥瓣是一個圓盤，閥桿在0°～90°范圍內(nèi)往復(fù)回轉(zhuǎn)實現(xiàn)閥門的啟閉。

(2)優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，體積小、質(zhì)量輕，操作簡單，流體壓力損失小。

(3)缺點：流量調(diào)節(jié)范圍不大，密封性能較差，閥板(密封圈)受介質(zhì)的沖蝕較大。

(4)適用范圍：適用于空間小、大口徑管道系統(tǒng)中。

2.4 球閥

(1)工作原理：閥芯是一個有空腔的球體，通過閥桿控制閥芯在90°范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)閥門啟閉。

(2)優(yōu)點：流體壓力損失非常小，幾乎為零，結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕，易于操作和維修。啟閉速度較快，密封性能好。

(3)缺點：調(diào)節(jié)性能較差，密封材料容易變硬、易老化。

(4)適用范圍：在低溫、直接開閉條件下，其適用范圍非常廣泛。

3 閥門的安裝及使用

3.1 止回閥的安裝

止回閥分為升降式、旋啟式兩種。DN<50mm時，宜選用升降式；口徑DN≥50mm時，宜選用旋啟式。升降式止回閥只能安裝在水平管道上，旋啟式止回閥在水平或垂直管道均可以安裝。升降式止回閥安裝時要保證其閥瓣垂直，以便升降靈活；旋啟式止回閥安裝時要保證其銷軸水平，以便旋啟靈活。升降式止回閥的阻力比旋啟式止回閥大一些；大口徑管道及水泵出口處宜采用緩閉式止回閥，且在止回閥上部設(shè)有球閥或閘閥，以方便檢修；對于裝有管道倒流防止器的管段，無需再安裝止回閥。

3.2 減壓閥的安裝

安裝減壓閥一般情況下需要增加旁通管。但是，給水系統(tǒng)在分區(qū)需要增設(shè)減壓閥時，一定不能增設(shè)旁通管，而要設(shè)兩組同樣配置的減壓閥，一用一備。減壓閥要直立安裝在水平管道上，不能傾斜。

3.3 控制閥

有時為了調(diào)節(jié)控制流體的壓力、流量等參數(shù)，需要安裝調(diào)節(jié)機構(gòu)(控制閥)，其原理是改變閥門閥瓣與閥座間的流通面積，以達到調(diào)節(jié)的目的，控制方式一般有電動式、氣動式、液壓式等。常用的控制閥有電動調(diào)節(jié)閥、減壓閥、氣動調(diào)節(jié)閥、穩(wěn)壓閥等。

3.4 閥門選用及使用原則

(1)截止閥一般用于DN≤50mm供水管網(wǎng)中，空調(diào)管道盡量少用截止閥。

(2)閘閥通常用于不需要經(jīng)常啟閉，而且長期保持閘板全開或全閉的情況下。閘閥不能作為調(diào)節(jié)流量使用，一般不用于輸送泥漿等介質(zhì)的管路中。閘閥在小開度時，關(guān)閉速度一定要慢，不然會產(chǎn)生水錘。

(3)一般情況下，蝶閥口徑<150mm時采用手柄式(D71X、D41X)，蝶閥口徑>150mm時采用蝸輪傳動式(D371X、D341X)。蝶閥作為調(diào)節(jié)流量使用時，15°開度內(nèi)不宜長期使用，這樣會產(chǎn)生振動和氣蝕。

(4)其他功能閥門的選用。①要求關(guān)閉較嚴密的閥門：截止閥、柱塞閥、球閥；②控制流量的閥門：截止閥、旋塞閥、球閥；③改變方向的閥門：旋塞閥、球閥；④帶有懸浮顆粒的流體的閥門：球閥和旋塞閥；⑤全開、全閉最方便的閥門：球閥、閘閥；⑥安裝空間小的場所宜采用的閥門：蝶閥、球閥；⑦水泵進出口宜采用的閥門：蝶閥；⑧分、集水器之間采用的閥門：壓差旁通閥；⑨具有方向性的閥門：截止閥、節(jié)流閥、減壓閥、止回閥；⑩供熱工程中變流量系統(tǒng)采用的閥門：平衡閥。

3.5 閥門的安裝

給水工程的閥門內(nèi)壁涂料必須是無毒的，用于污水工程的閥門應(yīng)耐腐蝕、不易堵塞。閥門安裝質(zhì)量的好壞直接影響到使用效果，若安裝不當(dāng)，可能使閥門的性能下降，所以必須予以重視。

(1)閥門安裝前，必須仔細閱讀閥門說明書；分清閥門的方向和位置。

(2)閥門吊裝時，繩索應(yīng)綁在閥蓋與閥體的法蘭連接處，不能拴在手輪或閥桿上。

(3)閥門與管道對口連接時，不得生拉硬拽強行對口。法蘭螺栓要對角線分次緊固，最后再依次擰緊。

(4)閥門前后的彎管不宜太多。

(5)絲口閥門安裝時，注意不要將麻絲鉛油或生料帶弄到閥門里，以免閥內(nèi)存積，影響閥門開啟和流體流通。

(6)蒸汽管道安裝時，其固定支架的位置一定要設(shè)置恰當(dāng)，否則會由于管道的熱脹冷縮導(dǎo)致閥體開裂。

(7)閥門安裝位置必須方便于操作，一般距操作地坪0.8～1.5m。落地閥門手輪要朝上，不得傾斜。