閥門基礎(chǔ)知識(shí)
閥門(famen)是流體輸送系統(tǒng)中的控制部件,具有截止、調(diào)節(jié)、導(dǎo)流、防止逆流、穩(wěn)壓、分流或溢流泄壓等功能。
用于流體控制系統(tǒng)的閥門,從最簡(jiǎn)單的截止閥到極為復(fù)雜的自控系統(tǒng)中所用的各種閥門,其品種和規(guī)格相當(dāng)繁多。閥門可用于控制空氣、水、蒸汽、各種腐蝕性介質(zhì)、泥漿、油品、液態(tài)金屬和放射性介質(zhì)等各種類型流體的流動(dòng)。閥門根據(jù)材質(zhì)還分為鑄鐵閥門,鑄鋼閥門,不銹鋼閥門(201、304、316等),鉻鉬鋼閥門,鉻鉬釩鋼閥門,雙相鋼閥門,塑料閥門,非標(biāo)訂制等閥門材質(zhì)。
閥門是流體管路的控制裝置,其基本功能是接通或切斷管路介質(zhì)的流通,改變介質(zhì)的流通,改變介質(zhì)的流動(dòng)方向,調(diào)節(jié)介質(zhì)的壓力和流量,保護(hù)管路的設(shè)備的正常運(yùn)行。
工業(yè)用的閥門的大量應(yīng)用是在瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)之后,近二三十年來(lái),由于石油、化工、電站、冶金、船舶、核能、宇航等方面的需要,對(duì)閥門提出更高的要求,促使人們研究和生產(chǎn)高參數(shù)的閥門,其工作溫度從超低溫-269℃到高溫1200℃,甚至高達(dá)3430℃,工作壓力從超真空1.33x10-8Mpa(1x10-1㎜Hg)到超高壓1460MPa,閥門通徑從1mm到600mm,甚至達(dá)到9750mm,閥門的材料從鑄鐵,碳素鋼發(fā)展到鈦及鈦合金,高強(qiáng)度耐腐蝕鋼等,閥門的驅(qū)動(dòng)方式從手動(dòng)發(fā)展到電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)、程控、數(shù)控、遙控等。
隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展,閥門需求量不斷增長(zhǎng),一個(gè)現(xiàn)代化的石油化工裝置就需要上萬(wàn)只各式各樣的閥門,閥門使用量大。開(kāi)閉頻繁,但往往由于制造、使用選型、維修不當(dāng),發(fā)生跑、冒、滴、漏現(xiàn)象,由此引起火焰、爆炸、中毒、燙傷事故,或者造成產(chǎn)品質(zhì)量低劣,能耗提高,設(shè)備腐蝕,物耗提高,環(huán)境污染,甚至造成停產(chǎn)等事故,已屢見(jiàn)不鮮,因此人們希望獲得高質(zhì)量的閥門,同時(shí)也要求提高閥門的使用,維修水平,這時(shí)對(duì)從事閥門操作人員,維修人員以及工程技術(shù)人員,提出新的要求,除了要精心設(shè)計(jì)、合理選用、正確操作閥門之外,還要及時(shí)維護(hù)、修理閥門,使閥門的“跑、冒、滴、漏”及各類事故降到最低限度。
閥門的分類
閥門的用途廣泛,種類繁多,分類方法也比較多??偟目煞謨纱箢悾?/p>
第一類自動(dòng)閥門:依靠介質(zhì)(液體、氣體)本身的能力而自行動(dòng)作的閥門。如止回閥、安全閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、減壓閥等。
第二類驅(qū)動(dòng)閥門:借助手動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)、氣動(dòng)來(lái)操縱動(dòng)作的閥門。如閘閥,截止閥、節(jié)流閥、蝶閥、球閥、旋塞閥等。
此外,閥門的分類還有以下幾種方法:
一、按結(jié)構(gòu)特征,根據(jù)關(guān)閉件相對(duì)于閥座移動(dòng)的方向可分:
1. 截門形:關(guān)閉件沿著閥座中心移動(dòng);
2. 閘門形:關(guān)閉件沿著垂直閥座中心移動(dòng);
3. 旋塞和球形:關(guān)閉件是柱塞或球,圍繞本身的中心線旋轉(zhuǎn);
4. 旋啟形;關(guān)閉件圍繞閥座外的軸旋轉(zhuǎn);
5. 碟形:關(guān)閉件的圓盤,圍繞閥座內(nèi)的軸旋轉(zhuǎn);
6. 滑閥形:關(guān)閉件在垂直于通道的方向滑動(dòng)。
二、按用途,根據(jù)閥門的不同用途可分:
1. 開(kāi)斷用:用來(lái)接通或切斷管路介質(zhì),如截止閥、閘閥、球閥、蝶閥等。
2. 止回用:用來(lái)防止介質(zhì)倒流,如止回閥。
3. 調(diào)節(jié)用:用來(lái)調(diào)節(jié)介質(zhì)的壓力和流量,如調(diào)節(jié)閥、減壓閥。
4. 分配用:用來(lái)改變介質(zhì)流向、分配介質(zhì),如三通旋塞、分配閥、滑閥等。
5. 安全閥:在介質(zhì)壓力超過(guò)規(guī)定值時(shí),用來(lái)排放多余的介質(zhì),保證管路系統(tǒng)及設(shè)備安全,如安全閥、事故閥。
6. 他特殊用途:如疏水閥、放空閥、排污閥等。
三、按驅(qū)動(dòng)方式,根據(jù)不同的驅(qū)動(dòng)方式可分:
1. 手動(dòng):借助手輪、手柄、杠桿或鏈輪等,有人力驅(qū)動(dòng),傳動(dòng)較大力矩時(shí),裝有蝸輪、齒輪等減速裝置。
2. 電動(dòng):借助電機(jī)或其他電氣裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)。
3. 液動(dòng):借助(水、油)來(lái)驅(qū)動(dòng)。
4. 氣動(dòng);借助壓縮空氣來(lái)驅(qū)動(dòng)。
四、按壓力,根據(jù)閥門的公稱壓力可分:
1. 真空閥:絕對(duì)壓力<0.1Mpa即760mm汞柱高的閥門,通常用mm汞柱或mm水柱表示壓力。
2. 低壓閥:公稱壓力PN≤1.6Mpa的閥門(包括PN≤1.6MPa的鋼閥)
3. 中壓閥:公稱壓力PN2.5-6.4MPa的閥門。
4. 高壓閥:公稱壓力PN10.0-80.0MPa的閥門。
5. 超高壓閥:公稱壓力PN≥100.0MPa的閥門。
五、按介質(zhì)的溫度分,根據(jù)閥門工作時(shí)的介質(zhì)溫度可分:
1. 普通閥門:適用于介質(zhì)溫度-40℃~425℃的閥門。
2. 高溫閥門:適用于介質(zhì)溫度425℃~600℃的閥門。
3. 耐熱閥門:適用于介質(zhì)溫度600℃以上的閥門。
4. 低溫閥門:適用于介質(zhì)溫度-40℃~-150℃的閥門。
5. 超低溫閥門:適用于介質(zhì)溫度-150℃以下的閥門。
六、按公稱通徑分,根據(jù)閥門的公稱通徑可分:
1. 小口徑閥門:公稱通徑DN<40mm的閥門。
2. 中口徑閥門:公稱通徑DN50~300mm的閥門。
3. 大口徑閥門:公稱通徑DN350~1200mm的閥門。
4. 特大口徑閥門:公稱通徑DN≥1400mm的閥門。
七、按與管道連接方式分,根據(jù)閥門與管道連接方式可分;
1. 法蘭連接閥門:閥體帶有法蘭,與管道采用法蘭連接的閥門。
2. 螺紋連接閥門:閥體帶有內(nèi)螺紋或外螺紋,與管道采用螺紋連接的閥門。
3. 焊接連接閥門:閥體帶有焊口,與管道采用焊接連接的閥門。
4. 夾箍連接閥門:閥體上帶有夾口,與管道采用夾箍連接的閥門。
5. 卡套連接閥門:采用卡套與管道連接的閥門。
閥門的安裝、維護(hù)與操作
正確地選擇了閥門之后,還要正確安裝、維護(hù)與操作,這樣才能充分發(fā)揮其效能。
第一節(jié) 安裝
閥門安裝的質(zhì)量、直接影響著使用,所以必須認(rèn)真注意。
(一)方向和位置
許多閥門具有方向性,例如截止閥,節(jié)流閥,減壓閥、止回閥等,如果裝倒裝反,就會(huì)影響使用效果與壽命(如節(jié)流閥),或者根本不起作用(如減壓閥),甚至造成危險(xiǎn)(如止回閥)。一般閥門,在閥體上有方向標(biāo)志;萬(wàn)一沒(méi)有,應(yīng)根據(jù)閥門的工作原理,正確識(shí)別。
截止閥的閥腔左右不對(duì)稱,流體要讓其由下而上通過(guò)閥口,這樣流體阻力小(由形狀所決定),開(kāi)啟省力(因介質(zhì)壓力向上),關(guān)閉后介質(zhì)不壓填料,便于檢修。這就是截止閥為什么不可安反的道理。其它閥門也有各自的特性。
閥門安裝的位置,必須方便于操作;即使安裝暫時(shí)困難些,也要為操作人員的長(zhǎng)期工作著想。最好閥門手輪與胸口取齊(一般離操作地坪1.2米),這樣,開(kāi)閉閥門比較省勁。落地閥門手輪要朝上,不要傾斜,以免操作別扭??繅C(jī)靠設(shè)備的閥門,也要留出操作人員站立余地。要避免仰天操作,尤其是酸堿、有毒介質(zhì)等,否則很不安全。
閘閥不要倒裝(即手輪向下),否則會(huì)使介質(zhì)長(zhǎng)期留存在閥蓋空間,容易腐蝕閥桿,而且為某些工藝要求所禁忌。同時(shí)更換填料極不方便。
明桿閘閥,不要安裝在地下,否則由于潮濕而腐蝕外露的閥桿。
升降式止回閥,安裝時(shí)要保證其閥瓣垂直,以便升降靈活。
旋啟式止回閥,安裝時(shí)要保證其銷軸水平,以便旋啟靈活。
減壓閥要直立安裝在水平管道上,各個(gè)方向都不要傾斜。
(二)施工作業(yè)
安裝施工必須小心,切忌撞擊脆性材料制作的閥門。
安裝前,應(yīng)將閥門作一檢查,核對(duì)規(guī)格型號(hào),鑒定有無(wú)損壞,尤其對(duì)于閥桿。還要轉(zhuǎn)動(dòng)幾下,看是否歪斜,因?yàn)檫\(yùn)輸過(guò)程中,最易撞歪閥桿。還要清除閥內(nèi)的雜物。
閥門起吊時(shí),繩子不要系在手輪或閥桿上,以免損壞這些部件,應(yīng)該系在法蘭上。
對(duì)于閥門所連接的管路,一定要清掃干凈??捎脡嚎s空氣吹去氧化鐵屑、泥砂、焊渣和其他雜物。這些雜物,不但容易擦傷閥門的密封面,其中大顆粒雜物(如焊渣),還能堵死小閥門,使其失效。
安裝螺口閥門時(shí),應(yīng)將密封填料(線麻加鉛油或聚四氟乙烯生料帶),包在管子螺紋上,不要弄到閥門里,以免閥內(nèi)存積,影響介質(zhì)流通。
安裝法蘭閥門時(shí),要注意對(duì)稱均勻地把緊螺栓。閥門法蘭與管子法蘭必須平行,間隙合理,以免閥門產(chǎn)生過(guò)大壓力,甚至開(kāi)裂。對(duì)于脆性材料和強(qiáng)度不高的閥門,尤其要注意。
須與管子焊接的閥門,應(yīng)先點(diǎn)焊,再將關(guān)閉件全開(kāi),然后焊死。
(三)保護(hù)設(shè)施
有些閥門還須有外部保護(hù),這就是保溫和保冷。保溫層內(nèi)有時(shí)還要加伴熱蒸汽管線。什么樣的閥門應(yīng)該保溫或保冷,要根據(jù)生產(chǎn)要求而定。原則地說(shuō),凡閥內(nèi)介質(zhì)降低溫度過(guò)多,會(huì)影響生產(chǎn)效率或凍壞閥門,就需要保溫,甚至伴熱;凡閥門裸露,對(duì)生產(chǎn)不利或引起結(jié)霜等不良現(xiàn)象時(shí),就需要保冷。保溫材料有石棉,礦渣棉、玻璃棉、珍珠巖,硅藻土、蛭石等;保冷材料有軟木、珍珠巖、泡沫、塑料等。長(zhǎng)期不用的水、蒸汽閥門必須放掉積水。
(四)旁路和儀表
有的閥門,除了必要的保護(hù)設(shè)施外,還要有旁路和儀表。安裝了旁路,便于疏水閥檢修。其它閥門,也有安裝旁路的。是否安裝旁路,要看閥門狀況,重要性和生產(chǎn)上的要求而定。
(五)填料更換
庫(kù)存閥門,有的填料已不好使,有的與使用介質(zhì)不符,這就需要更換填料。
閥門制造廠無(wú)法考慮使用單位千門萬(wàn)類的不同介質(zhì),填料函內(nèi)總是裝填普通盤根,但使用時(shí),必須讓填料與介質(zhì)相適應(yīng)。
在更換填料時(shí),要一圈一圈地壓入。每圈接縫以45度為宜,圈與圈接縫錯(cuò)開(kāi)180度。填料高度要考慮壓蓋繼續(xù)壓緊的余地,現(xiàn)時(shí)又要讓壓蓋下部壓填料室適當(dāng)深度,此深度一般可為填料室總深度的10-20%。
對(duì)于要求高的閥門,接縫角度為30度。圈與圈之間接縫錯(cuò)開(kāi)120度。
除上述填料之處,還可根據(jù)具體情況,采用橡膠O形環(huán)(天然橡膠耐60攝氏度以下弱堿,丁睛橡膠耐80攝氏度以下油品,氟橡膠耐150攝氏度以下多種腐蝕介質(zhì))三件疊式聚四氟乙烯圈(耐200攝氏度以下強(qiáng)腐蝕介質(zhì))尼龍碗狀圈(耐120攝氏度以下氨、堿)等成形填料。在普通石棉盤根外面,包一層聚四氟乙烯生料帶,能提高密封效果,減輕閥桿的電化學(xué)腐蝕。
在壓緊填料時(shí),要同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)閥桿,以保持四周均勻,并防止太死,擰緊壓蓋要用力均勻,不可傾斜。
第二節(jié) 維護(hù)
對(duì)閥門的維護(hù),可分兩種情況;一種是保管維護(hù),另一種是使用維護(hù)。
(一)保管維護(hù)
保管維護(hù)的目的,是不讓閥門在保管中損壞,或降低質(zhì)量。而實(shí)際上,保管不當(dāng)是閥門損壞的重要原因之一。
閥門保管,應(yīng)該井井有條,小閥門放在貨架上,大閥門可在庫(kù)房地面上整齊排列,不能亂堆亂垛,不要讓法蘭連接面接觸地面。這不僅為了美觀,主要是保護(hù)閥門不致碰壞。
由于保管和搬運(yùn)不當(dāng),手輪打碎,閥桿碰歪,手輪與閥桿的固定螺母松脫丟失等等,這些不必要的損失,應(yīng)該避免。
對(duì)短期內(nèi)暫不使用的閥門,應(yīng)取出石棉填料,以免產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕,損壞閥桿。
對(duì)剛進(jìn)庫(kù)的閥門,要進(jìn)行檢查,如在運(yùn)輸過(guò)程中進(jìn)了雨水或污物,要擦試干凈,再予存放。
閥門進(jìn)出口要用蠟紙或塑料片封住,以防進(jìn)去臟東西。
對(duì)能在大氣中生銹的閥門加工面要涂防銹油,加以保護(hù)。
放置室外的閥門,必須蓋上油氈或苫布之類防雨、防塵物品。存放閥門的倉(cāng)庫(kù)要保持清潔干燥。
(二)使用維護(hù)
使用維護(hù)的目的,在于延長(zhǎng)閥門壽命和保證啟閉可靠。
閥桿螺紋,經(jīng)常與閥桿螺母摩擦,要涂一點(diǎn)黃干油、二硫化鉬或石墨粉,起潤(rùn)滑作用。
不經(jīng)常啟閉的閥門,也要定期轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,對(duì)閥桿螺紋添加潤(rùn)滑劑,以防咬住。
室外閥門,要對(duì)閥桿加保護(hù)套,以防雨、雪、塵土銹污。
如閥門系機(jī)械待動(dòng),要按時(shí)對(duì)變速箱添加潤(rùn)滑油。
要經(jīng)常保持閥門的清潔。
要經(jīng)常檢查并保持閥門另部件完整性。如手輪的固定螺母脫落,要配齊、不能湊合使用,否則會(huì)磨園閥桿上部的四方,逐漸失去配合可靠性,乃至不能開(kāi)動(dòng)。
不要依靠閥門支持其它重物,不要在閥門上站立。
閥桿,特別是螺紋部分,要經(jīng)常擦拭,對(duì)已經(jīng)被塵土弄臟的潤(rùn)滑劑要換成新的,因?yàn)閴m土中含有硬雜物,容易磨損螺紋和閥桿表面,影響使用壽命。
第三節(jié) 操作
對(duì)于閥門,不但要會(huì)安裝和維護(hù),而且還要會(huì)操作。
(一)手動(dòng)閥門的開(kāi)閉
手動(dòng)閥門是使用最廣的閥門,它的手輪或手柄,是按照普通的人力來(lái)設(shè)計(jì)的,考慮了密封面的強(qiáng)度和必要的關(guān)閉力。因此不能用長(zhǎng)杠桿或長(zhǎng)板手來(lái)板動(dòng)。有些人習(xí)慣于使用板手,應(yīng)嚴(yán)格注意,不要用力過(guò)大過(guò)猛,否則容易損壞密封面,或板斷手輪、手柄。
啟閉閥門,用力應(yīng)該平穩(wěn),不可沖擊。某些沖擊啟閉的高壓閥門各部件已經(jīng)考慮了這種沖擊力與一般閥門不能等岡。
對(duì)于蒸氣閥門,開(kāi)啟前,應(yīng)預(yù)先加熱,并排除凝結(jié)水,開(kāi)啟時(shí),應(yīng)盡量徐緩,以免發(fā)生水擊現(xiàn)象。
當(dāng)閥門全開(kāi)后,應(yīng)將手輪倒轉(zhuǎn)少許,使螺紋之間嚴(yán)緊,以免松動(dòng)損傷。
對(duì)于明桿閥門,要記住全開(kāi)和全閉時(shí)的閥桿位置,避免全開(kāi)時(shí)撞擊上死點(diǎn)。并便于檢查全閉時(shí)是否正常。假如閥辦脫落,或閥芯密封之間嵌入較大雜物,全閉時(shí)的閥桿位置就要變化。
管路初用時(shí),內(nèi)部臟物較多,可將閥門微啟,利用介質(zhì)的高速流動(dòng),將其沖走,然后輕輕關(guān)閉(不能快閉、猛閉,以防殘留雜質(zhì)夾傷密封面),再次開(kāi)啟,如此重復(fù)多次,沖凈臟物,再投入正常工作。
常開(kāi)閥門,密封面上可能粘有臟物,關(guān)閉時(shí)也要用上述方法將其沖刷干凈,然后正式關(guān)嚴(yán)。
如手輪、手柄損壞或丟失,應(yīng)立即配齊,不可用活絡(luò)板手代替,以免損壞閥桿四方,啟閉不靈,以致在生產(chǎn)中發(fā)生事故。
某些介質(zhì),在閥門關(guān)閉后冷卻,使閥件收縮,操作人員就應(yīng)于適當(dāng)時(shí)間再關(guān)閉一次,讓密封面不留細(xì)縫,否則,介質(zhì)從細(xì)縫高速流過(guò),很容易沖蝕密封面。
操作時(shí),如發(fā)現(xiàn)操作過(guò)于費(fèi)勁,應(yīng)分析原因。若填料太緊,可適當(dāng)放松,如閥桿歪斜,應(yīng)通知人員修理。有的閥門,在關(guān)閉狀態(tài)時(shí),關(guān)閉件受熱膨脹,造成開(kāi)啟困難;如必須在此時(shí)開(kāi)啟,可將閥蓋螺紋擰松半圈至一圈,消除閥桿應(yīng)力,然后板動(dòng)手輪。
(二)注意事項(xiàng)
1、200℃以上的高溫閥門,由于安裝時(shí)處于常溫,而正常使用后,溫度升高,螺栓受熱膨脹,間隙加大,所以必須再次擰緊,叫做“熱緊”,操作人員要注意這一工作,否則容易發(fā)生泄露。
2、天氣寒冷時(shí),水閥長(zhǎng)期閉停,應(yīng)將閥后積水排除。汽閥停汽后,也要排除凝結(jié)水。閥底有如絲堵,可將它打開(kāi)排水。
3、非金屬閥門,有的硬脆,有的強(qiáng)度較低,操作時(shí),開(kāi)閉力不能太大,尤其不能使猛勁。還要注意辟免物件磕碰。
4、新閥門使用時(shí),填料不要壓得太緊,以不漏為度,以免閥桿受壓太大,加快磨損,而又啟閉費(fèi)勁。