化工設計中壓力管道閥門管件的設計

楊 濤

（陜西建工安裝集團有限公司，陜西西安 710054）

1 閥門管件的概述

閥門管件是化工用所生產和使用的各種壓力管路和系統(tǒng)中最重要的組成部分，閥門管件應當具備三個基本方面的主要功能：①閥門管件需要發(fā)揮接通或者截斷介質的作用；②閥門管件需要具備阻止了介質于管路內部的返回現象的作用；③閥門管件要能夠有效地調節(jié)化工管道系統(tǒng)中各種因素所產生的壓力和流動量，從而使得各種化學管道內部的各種媒介可以直接實現分離、混合[1]。所以在設計各種化工管道時，就需要針對各種化工管道的系統(tǒng)以及所處的環(huán)境條件進行深入的研究和分析，對各種壓力管道上的閥門和管件等都進行合理的設計，從而保證各種化工管道的正常、安全使用。

2 閥門泄漏的原因

閥門是我國化工領域中各個行業(yè)在生產和使用過程中必須的、不可忽視的控制設備，其主要功能有以下幾方面，首先是維持和保護各個工程環(huán)節(jié)中管路的運行穩(wěn)定性和安全性，其次是在充分滿足各種工藝和技術需要的條件基礎上，對管道進行合理的調控，完成各種產品的生產[2]。目前引起閥門泄漏的主要原因大致分為幾個層次：

1）受到了閥門的設計和生產工藝技術的限制，閥門在其管路中的封閉的環(huán)境中就會發(fā)生各種各樣的問題，從而直接造成了導致管路內有害物質的排放被泄漏出去或者滲入進去，給自然環(huán)境帶來污染的同時也給企業(yè)造成了嚴重經濟損失。

2）在閥門的設計和制造工作過程中，當所用材料的選取存在著較大的不科學性時，閥門在實際應用的過程中會直接發(fā)生零配件的結構發(fā)生變形、銹蝕或者是損害，這就會直接致使閥門發(fā)生泄漏等問題。然后，由于管道閥門管件的設計和制造大都采用“鑄造”的工藝技術，因此在這種類型閥門設計和進行鑄造工藝的過程中，受到了一些操作管理者和企業(yè)人員自身的各種環(huán)境因素或是一些外界環(huán)境等的雙重影響，很容易產生一些帶有閥體“砂眼”的問題，如果“砂眼”問題不能夠及時被發(fā)現，在進行設計和使用到了一個帶有砂眼的閥門時，則容易會發(fā)生一些液體、氣體介質的滲漏等問題，針對這些問題可以通過水壓實驗方式進行嚴格的檢測和急性密封型的實驗，并及時更換更優(yōu)質的閥門，盡量避免泄漏等問題出現。

3）在閥門的使用和操作過程中，當工作中出現了閥桿開啟不嚴、閥門被堵塞、或者可能是閥門被卡住而壞死等情況時，同樣也很有可能會造成導致閥體的介質發(fā)生泄漏等問題，造成對生態(tài)環(huán)境的破壞，造成了化工企業(yè)的經濟損失和生產安全的問題，甚至出現威脅到操作人員人身安全等問題。

3 化工設計中閥門管件的主要特點及用途

3.1 閥門管件的選擇

在化工專用的閥門中，要在滿足產品需求的條件前提下，進而根據實際情況選擇合適的閥門管件。閘閥是一種已經被廣泛使用的管道附件通常情況下，但是閘閥的性能缺點非常明顯，例如在對閥門進行開關時，其所需要消耗的時間比較長，在進行開關操作的過程中，極其容易使得介質直接沖蝕其密封表面，所以在閥門管件選擇過程中不能使用在那些含有水分懸浮性的物質或者是帶有水分和結晶體的介質，一般使用范圍僅限于那些完全開啟或者是完全閉合而且無法用來調節(jié)介質的流量所使用的管路和系統(tǒng)[3]。在化工設計中，常見的還有楔式雙閘板電動機閘閥，在實際操作中，通常會在各種含水量大的或者含空氣的液體介質中、油氣介質中或者高溫的水質介質中選擇使用這種閘閥。但是如果是介質對密封表面的腐蝕和磨損較大或者開啟和關閉比較頻繁的管路系統(tǒng)中，就不太適合用楔式雙閘板電動機閘閥，設計者可以根據介質的基本特點，選擇適合的材料閥門管件，可以考慮采用楔式單閘板閘閥。

3.2 壓力管道閥門關鍵管件的設計

3.2.1 切斷閥的設計

在化工管道的介質上進行流動過程中，其中所運用的主要管件就是切斷閥。而且切斷式閥門的類型也比較廣泛，例如水閘、蝴蝶閥、球閥等。其對于切斷化學閥門的操作，主要目的就在于自動地接收到信號的調整儀器中，并對各個化學管路中的流體及其連接點的切斷情況進行合理控制[4]。因此，對于在設計和切斷一個閥門的過程中，要特別注意以下幾點：一是在對一個儲罐管口的閥位和溫度進行切斷的過程中，設立一個與低于最高液態(tài)位置的一個儲罐管口相對應的切斷閥，從而能夠對扇形切斷閥的方式進行保持；二是在跨越各個部門、單位地區(qū)和企業(yè)廠區(qū)的各種化工壓力管路中對截斷閥進行了運用從而達到能夠更好地完成區(qū)域之間相互截斷的工作；三是在進行管道閥門設計的過程中，需要針對盲板以及雙切斷閥進行了運用，從而使閥門能夠對各種介質流通方式進行有效分類，避免出現交叉污染等安全問題。

3.2.2 調節(jié)閥組的設計

通常會把管道調節(jié)閥的參數稱為控制閥，通過管道內部單元所傳輸的信號和數據來對控制閥的參數值進行變化，從而能夠達到最終控制的目標，其主要包含管道內部介質間流量、溫度以及壓力進行控制。一般情況下，對于調整閥的組織結構，需對切斷旁通閥及兩側的切斷閥進行合理的配置。其主要目的就在于保證人們的生活以及對管道中的介質進行調控的過程中，對人們的生活以及管道的生產沒有不利的因素并產生一定的積極影響。與此同時，對于調節(jié)閥的兩端是固定的，這就需要對排水閥的管件進行設立，對上游的切斷閥和調節(jié)閥之間的位置關系要做到合理調節(jié)，從而保證管道內部各個介質的正常工作。

3.2.3 止回閥的設計

止回閥屬于一種閥門管件，它是一種能夠實現自動啟停和控制的閥門，其主要作用之一就是對流體在壓力作用下形成的回流現象予以預防。在對工藝化學管路的設計過程中要求對工藝化學管線和設備之間要進行永久性連接，從而達到預防回流現象的發(fā)生。通常來說，在化學管道中對于止回閥的安裝方式是水平安裝，對管道的形態(tài)以及空間的局限性進行考慮，從而對垂直管道進行安裝止回閥的可行性。壓力管道系統(tǒng)中對于壓流的方向是從低壓流進入高壓流之中，這就要求止回閥的安裝位置應該在低壓流的線路管道中。

3.2.4 盲板的設計

盲板主要是對中間無法打開孔道的管口進行管理與控制，主要作用之一就是對管口進行封閉。從盲板的整體結構來看，主要有四種不同的類型：板式盲板、墊圈盲板、插片盲板和8字盲板。在對盲板進行設計安裝整個進程中，其主要目的就是對于設備進行隔離維護以及不定期地對于設備進行檢測保養(yǎng)。在區(qū)段化工管道的設備中，對于易燃易爆的介質與其他管道進行連通的過程中，盲板的運用是容易受影響的。對于盲板設計的整個過程中，通常需要運用的都是8字盲板，其重量不能超過100磅[5]。

3.2.5 過濾器結構的設計

管道傳送裝置最重要的一個管件就是過濾器，對于這種類型過濾器安裝，大部分采取安裝位置都是方形安裝，就是通過減壓閥進口處，其中減壓閥的作用主要就是對管道中的各種介質物料進行過濾。在日常使用這種過濾網的工作過程中，比較容易發(fā)現出現物體和過濾網管口堵塞的情況，這時就需要設計對于堵塞的物體進行及時去除，再對過濾網進行養(yǎng)護和重新安置，這就在一定程度上加大了日常養(yǎng)護工作的難度。因此，要在化學管道上對過濾器進行安裝，從而能夠對介質的流通進行有效的過濾工作。同時，在化工生產上游中還可能存在噪聲過大的現象，通過過濾器的安裝，保證化學管道設備的穩(wěn)定運行。

4 結語

化工壓力管道系統(tǒng)中其最重要的構成部件是閥門管件，板的安裝位置是在管道的布置中，其中盲板作用是對設備進行隔離維修以及不定期地對設備進行檢測和保養(yǎng)。止回閥是屬于能夠自動開關的閥門管件，主要作用是對介質在壓力的作用之下形成回流現象進行預防。對于切斷閥門的運用，主要是在自動接收信號的調節(jié)儀器中，并且對化學管道中流體和連接的切斷進行合理的控制。閥門泄漏等安全問題一直以來都是困擾著我國企業(yè)在工業(yè)生產中普遍存在的重大問題，對于企業(yè)安全發(fā)展有著至關重要的作用，如果處理得當，不僅可以大幅度提高工業(yè)產品行業(yè)的整體經濟效益，還對于企業(yè)的生產和運營安全、節(jié)能減排、環(huán)保保護等方面具有著直接的影響和促進作用。對此，在實際操作過程中，設計中必須明確化工企業(yè)閥門出口泄漏的深層原因，并提出具有針對性地優(yōu)化和設計選型方案，科學地對化工設計壓力管道閥門管件進行設計，促進化工企業(yè)的行業(yè)穩(wěn)定和可持續(xù)發(fā)展。