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不同壓力條件下閥門的選用

發(fā)表時間：2023-7-12, 編寫人:上海川滬閥門有限公司

在實際的工程實踐中，還會遇到一些與壓力有關(guān)的特殊介質(zhì)情況，例如，在整個閥門壽命期間，壓力是呈高頻波動的。往復泵或往復壓縮機進出口管道的工況就是其典型的例子。

再例如，在整個閥門壽命期間，介質(zhì)壓力是呈全壓且低頻變化的。焦化裝置的焦化塔和制氫裝置的變壓吸附罐等進出口管道的工況就是其典型的例子。

受環(huán)境溫度的影響，介質(zhì)壓力可能會發(fā)生意外的升高。典型的工況是：用于輸送液態(tài)烴或低溫液化氣體的管道，當閥門有一個密閉的閥腔時，閥腔內(nèi)的介質(zhì)會因為環(huán)境溫度的影響而氣化，從而產(chǎn)生一個非正常的介質(zhì)壓力，并可能導致閥門的失效。

（1）壓力呈高頻波動的閥門對于壓力呈高頻波動的工況，閥門的應(yīng)用有如下幾個典型特點：

①閥門的型式和結(jié)構(gòu)都應(yīng)有助于減小閥門的阻力降；

②閥門的型式和結(jié)構(gòu)都應(yīng)有助于減少或避免介質(zhì)的紊流，以緩解可能引發(fā)的共振響應(yīng)；

③閥門承壓部件的強度設(shè)計（或壓力等級的選用）宜考慮低周疲勞的影響。

對于壓力呈高頻波動的閥門，下列選用原則應(yīng)予考慮。

①閥門類型

a.應(yīng)盡可能選用球閥，不建議采用截止閥和蝶閥。
b.可采用全通徑旋塞閥。
c.當需要止回閥時，宜選用旋啟式止回閥，且DN200及以上閥門宜優(yōu)先需要 TILTING型止回閥。

②閥門結(jié)構(gòu)

a.應(yīng)采用全通徑閥門。
b.盡可能采用焊接連接，不應(yīng)采用螺紋連接且不宜采用承插焊連接。
c.所有的系緊型螺紋連接結(jié)構(gòu)（包括閥蓋螺栓）均應(yīng)配置防松墊圈。
d.不宜采用帶彈簧復位的閥座或閥瓣結(jié)構(gòu)。e.手動操作手柄或手輪宜配置位置鎖定機構(gòu)。
a.對于栓連閥蓋結(jié)構(gòu)，閥蓋螺栓應(yīng)為通絲型螺柱。
b.金屬承壓部件宜采用塑性較好的材料，不允許采用鑄鐵等脆性材料。

④檢查試驗由于承壓部件承受低周疲勞載荷，對內(nèi)部和外部缺陷都比較敏感，因此應(yīng)適當追加無損檢驗項目。

⑤其他

a.閥門的公稱壓力等級宜留有足夠的富余量，以使承壓部件的結(jié)構(gòu)應(yīng)力控制在材料許用應(yīng)力的50%左右。
b.金屬承壓部件宜避免突變結(jié)構(gòu)形狀，并盡量圓滑過渡。

（2）壓力呈低頻波動的閥門對于壓力呈低頻、全壓波動且在整個閥門使用壽命期間的循環(huán)次數(shù)接近7000次的介質(zhì)工況，閥門的應(yīng)用有如下幾個典型特點：

①由于閥門的頻繁開關(guān)，故具有相對運動的重要部位應(yīng)有良好的耐磨性；

②閥門承壓部件的強度設(shè)計（或壓力等級的選用）應(yīng)計人低周疲勞的影響。

③對于壓力呈低頻全壓波動且在整個閥門使用壽命期間的循環(huán)次數(shù)超過7000次的工況下應(yīng)用的閥門，下列選用原則應(yīng)予考慮。

①閥門類型

a.優(yōu)先選用閥瓣/閥座磨損補償較好的關(guān)斷閥。常用關(guān)斷閥的閥瓣/閥座磨損補償能力由高到低的順序為閘閥、截止閥、球閥、旋塞閥和蝶閥。
b.優(yōu)先選用閥桿磨損較緩和的關(guān)斷閥。常用關(guān)斷閥閥桿磨損從輕到重的順序是：旋塞閥、球閥、蝶閥、截止閥和閘閥。當所選閥型的閥瓣/閥座磨損補償能力和閥桿的磨損情況相矛盾時，應(yīng)以前者為優(yōu)先考慮。
c.止回閥不宜采用對夾連接的軸流式或雙板式。

②閥門結(jié)構(gòu)

a，不宜采用縮徑閥門。
b.盡可能采用焊接連接；不應(yīng)采用螺紋或承插焊連接。
c.所有的系緊型螺紋連接結(jié)構(gòu)，（包括閥蓋螺栓）均應(yīng)配置防松墊圈。
d.不宜采用帶彈簧復位的閥座或閥瓣結(jié)構(gòu)。

③閥門材料

a.對于栓連閥蓋結(jié)構(gòu)，閥蓋螺栓應(yīng)為通絲型螺柱。
b.金屬承壓部件宜采用塑性較好的材料，不允許采用鑄鐵等脆性材料。
④檢查試驗由于承壓部件承受低周疲勞載荷，對內(nèi)部和外部缺陷都比較敏感，因此應(yīng)適當追加無損檢驗項目。
⑤其他
a.閥門的強度設(shè)計應(yīng)進行疲勞設(shè)計驗算，至少應(yīng)對疲勞破壞進行評估，確認承壓部件滿足使用壽命要求。
b.金屬承壓部件應(yīng)避免突變結(jié)構(gòu)形狀，并采用圓滑過渡。

（3）受環(huán)境溫度影響可能引起壓力變化的閥門

對于輸送液態(tài)烴或低溫液化氣體的管道閥門，最重要的是盡可能不選用可能形成密閉閥腔的閥門，或者設(shè)置一個泄壓孔，當密閉閥腔出現(xiàn)高壓時能使閥腔內(nèi)的介質(zhì)自動泄放。

對于截止閥、蝶閥和浮動球閥，無論閥門在開啟狀態(tài)還是關(guān)閉狀態(tài)，都不會形成密閉閥腔，故應(yīng)優(yōu)先選用。

對于閘閥和固定球閥，當閥門處于關(guān)閉狀態(tài)時，會形成密閉閥腔。因此，根據(jù)其他條件需要選用閘閥和固定球閥時，應(yīng)在閥座或閥瓣上設(shè)置一個泄壓孔；泄壓孔連通密閉閥腔和閥門人口端。當密閉閥腔內(nèi)的液體烴或低溫液化氣體受環(huán)境溫度影響產(chǎn)生較高的蒸氣壓時，閥腔內(nèi)的高壓介質(zhì)可通過泄壓孔自動泄放至閥門入口端。帶泄壓孔的閥門對閥門進行流向標記，以保證泄壓孔通向閥門入口端。

對于固定球閥，目前有許多制造商采用了雙活塞閥座結(jié)構(gòu)，利用介質(zhì)壓力與密閉閥腔內(nèi)的壓力平衡關(guān)系，以達到密閉閥腔自動泄壓的目的。在選用此類閥門時，應(yīng)咨詢相關(guān)的上海川滬閥門。