截止閥的基本性能和選用原則

截 止 閥

概 述
截止閥是指關(guān)閉件（閥瓣）沿閥座中心線移動的閥門。根據(jù)閥瓣的這種移動形式，閥座通口的變化是與閥瓣行程成正比例關(guān)系。由于該類閥門的閥桿開啟或關(guān)閉行程相對較短，而且具有非?？煽康那袛喙δ埽钟捎陂y座通口的變化與閥瓣的行程成正比例關(guān)系，非常適合于對流量的調(diào)節(jié)。因此，這種類型的閥門非常適合作為切斷或調(diào)節(jié)以及節(jié)流使用。
截止閥額閥瓣一旦從關(guān)閉位置移開，它的閥座和閥瓣密封面之間就不再有接觸，因而它的密封面機械磨損很小，故其密封性能是很好的。缺點是密封面間可能會夾住流動介質(zhì)中的顆粒。但是，如果把閥瓣做成鋼球或瓷球，這個問題也就迎刃而解了。由于大部分截止閥的閥座和閥瓣比較容易修理或更換，而且在修理或更換密封元件時無需把整個閥門從管線上拆卸下來，這在閥門和管線焊成一體的場合時非常適用的。
由于介質(zhì)通過此類閥門的流動方向發(fā)生了變化，因此截止閥的最小流阻也較高于大多數(shù)其他類型的閥門。然而，根據(jù)閥體結(jié)構(gòu)和閥桿相對于進(jìn)、出口通道的布局，這種狀況是可以改善的。同時，由于截止閥閥瓣開于關(guān)之間行程小，密封面又能承受多次啟閉，因此它很適用于需要頻繁開關(guān)的場合。
截止閥可用于大部分介質(zhì)流程系統(tǒng)中。已研制出滿足石化、電力、冶金、城建、化工等部門各種用途的多種形式的截止閥。
截止閥的使用極為普通，但由于開啟和關(guān)閉力矩較大、結(jié)構(gòu)長度較長，通常公稱通徑都限制在250mm以下，也有到400mm的，但選用時需特別注意進(jìn)出口方向。一般150mm以下的截止閥介質(zhì)大都從閥瓣的下方流入，而200mm以上的截止閥介質(zhì)大都從閥瓣的上方流入。這是考慮到閥門的關(guān)閉力矩所致。為了減小開啟或關(guān)閉力矩，一般200mm以上的截止閥都設(shè)內(nèi)旁通或外旁通閥門。
截止閥最明顯的優(yōu)點是：

1. 在開啟和關(guān)閉過程中，由于閥瓣于閥體密封面間的摩擦力比閘閥小，因而耐磨。
2. 開啟高度一般僅為閥座通道直徑的1/4，因此比閘閥小的多。
3. 通常在閥體和閥瓣上只有一個密封面，因而制造工藝性比較好，便于維修。

但是，截止閥的缺點也是不容忽視的。其缺點主要是流阻悉數(shù)比較大，因此造成壓力損失，特別是在液壓裝置中，這種壓力損失尤為明顯。
適 用 的 場 合
截止閥的應(yīng)用非常的廣泛，很多場合都應(yīng)用截止閥。但是，根據(jù)截止閥的不用結(jié)構(gòu)形式，所適用的場合也不同。

1. 針型截止閥

是作為精確的流量控制用的。閥瓣通常于閥桿做成一體，它有一個與閥座配合、精度非常高的針妝頭部。而且針型截止閥閥桿螺紋的螺距比一般普通截止閥的閥桿螺紋螺距要細(xì)。在通常情況下，針型截止閥閥座孔的尺寸比管道尺寸小。因此，它通常只限于在公稱通徑小的管線中適用，更多的用于取樣閥。

1. 直流式截止閥

直流式截止閥的閥桿和通道成一定的角度，其閥座密封面與進(jìn)出口通道也有一定的角度，閥體可制成整體式或分開式。閥體分開式截止閥用兩閥體把閥座夾在中間，便于維修。這類截止閥使流體幾乎不改變流動方向，在截止閥中流阻最小。閥座和閥瓣密封面可堆焊硬質(zhì)合金，使整個閥門更耐沖刷和腐蝕，非常符合于氧化鋁生產(chǎn)工藝流程中的管路控制，同時也適合于有結(jié)焦和固體顆粒的管道中。

1. 角式截止閥

角式截止閥的最大優(yōu)點是可以把閥門安裝在管路系統(tǒng)的拐角處，這樣既節(jié)約了90°彎頭，又便于操作。因此，這類閥門適合在化肥廠的合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)中和制冷系統(tǒng)中采用。如J44H-160、J44H-320、L44H-160、L44H-320就完全是為合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)而設(shè)計的。

1. 鋼球或瓷球密封截止閥

該閥的結(jié)構(gòu)特點是閥體分為連體式和分體式，閥瓣為STL硬質(zhì)合金鋼球或為非晶材料經(jīng)制粉成形、高溫?zé)Y(jié)、精研制成的瓷球。閥桿下端滾壓包絡(luò)球體在閥桿球孔內(nèi)，球體在閥桿的球孔內(nèi)做三維轉(zhuǎn)動時可產(chǎn)生無數(shù)條密封線，大大增加了密封面的使用壽命，還能保證可靠的密封。該閥由于受球體密封的限制，一般都用于較小的公稱通徑，約為6～25mm。該閥適用于核電廠、火電廠的高溫高壓蒸汽管路，取樣、排污系統(tǒng)的儀表管路以及石化、化工系統(tǒng)中的耐溫、耐壓、耐磨損、耐腐蝕的管路上。

1. 高溫高壓電站截止閥

該閥的結(jié)構(gòu)特點是閥體與閥蓋的連接均采用壓力自緊密封式或夾箍式，閥體與管路的連接形式為對接焊連接，閥體材料多采用鉻鉬鋼或鉻鉬釩鋼，密封面大都堆焊硬質(zhì)合金。因此，該類閥門耐高溫高壓，抗熱性好；密封面耐磨損、耐擦傷、耐腐蝕，密封性能好，壽命長。適用于火電工業(yè)系統(tǒng)、石油化工系統(tǒng)及冶金等的高溫高壓睡、蒸汽、油品、過熱蒸汽的管路上。

1. API截止閥

該類截止閥嚴(yán)格參與ASME B16.34標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計；閥體與閥蓋的連接、填料函、閥桿螺母的安裝、上密封等均嚴(yán)格按照API600進(jìn)行設(shè)計。閥門選材完全符合API600要求。結(jié)構(gòu)長度符合ASME B16.10；法蘭連接尺寸符合ANSI/ASME B16.5a。閥門的檢驗與試驗嚴(yán)格按照API598進(jìn)行。因此，該閥廣泛適用石油化工管路，在電力、冶金、紡織等系統(tǒng)也適用。

1. 氧氣管路用截止閥

該閥嚴(yán)格按氧氣管路的要求進(jìn)行設(shè)計。填料箱部分嚴(yán)格密封，外界污物相對不能進(jìn)入填料箱內(nèi)。閥體兩端法蘭有接地裝置，在管路上安裝完畢后，應(yīng)接地，嚴(yán)防靜電起火。本閥門的殼體材料為奧氏體不銹鋼或銅材，導(dǎo)電好、不易發(fā)生靜電起火。密封到材料為聚四氟乙烯對閥體本體材料，為軟密封，密封性能好，氣體檢驗泄漏量為零。本閥門在組裝前嚴(yán)格經(jīng)四氯化碳脫脂處理，相對沒有油脂和污物，不致引起靜電起火。該閥適用于冶金系統(tǒng)的氧氣管路，在其他行業(yè)的氧氣管路上也適用。

1. 石油液化氣截止閥

該閥專為石油液化氣的管路或裝置設(shè)計。結(jié)構(gòu)上注意了防火要求。填料采用聚四氟乙烯，密封可靠、相對物外漏。密封副材料采用聚四氟乙烯或尼龍對閥體本體材料，為軟密封，密封可靠。該閥適用于液化石油氣管路系統(tǒng)，作為啟閉裝置，也適用于其他溫度≤80℃的管路。

1. 上螺紋閥桿截止閥

該類截止閥的閥桿不與工作介質(zhì)直接接觸。根據(jù)殼體材料、密封副材料、填料材料、閥桿材料不同，適用于不同的工況。若閥體、閥蓋材料為碳素鋼，密封副材料為合金鋼，填料為柔性石墨，閥桿材料為Cr13系不銹鋼，適用于水、蒸汽、油品管路；若閥體和閥蓋材料為1Cr18Ni9或0Cr18Ni9，密封副材料為閥體本身材料或硬質(zhì)合金，填料為聚四氟乙烯，閥桿材料為Cr17Ni2，適用于以硝酸為基的腐蝕性介質(zhì)管路或裝置上；若閥體閥蓋材料為1Cr18Ni12Mo2Ti或0Cr18Ni12Mo2Ti，密封副材料為閥體本身材料或硬質(zhì)合金，填料為聚四氟乙烯，閥桿材料為1Cr18Ni12Mo2Ti，適用于以醋酸為基的腐蝕性介質(zhì)管路或裝置上。不過該類截止閥的最大公稱通徑為200mm，200以上的截止閥要設(shè)旁通閥或設(shè)計上設(shè)置內(nèi)旁通結(jié)構(gòu)。一般，DN≥200mm的截止閥的進(jìn)口端都在閥瓣的上方，即高進(jìn)低出，這是為了防止關(guān)閉時太費力和閥桿過粗的緣故。
10、下螺紋閥桿截止閥
該類截止閥阿的閥桿螺紋直接與工作介質(zhì)接觸，直接受介質(zhì)的侵蝕，使閥桿螺紋易銹蝕、造成啟閉費力。此種結(jié)構(gòu)的截止閥其公稱通徑都比較小，一般在6～50mm之間，大部分用在儀表閥和取樣閥。
11、API602鍛鋼截止閥
該類截止閥按美國石油協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)API602進(jìn)行設(shè)計，閥體和閥蓋碳鋼或不銹鋼鍛造而成，閥體和閥蓋連接有螺栓連接、螺紋連接加焊接，有上螺紋閥桿和下螺紋閥桿之分，密封副材料為Cr13鋼、不銹鋼酸鋼對STL硬質(zhì)合金，填料為柔性石墨或聚四氟乙烯，連接方式有法蘭、螺紋、承插焊和對接焊，壓力等級為CL150～CL1500，公稱通徑為1/4～2in。廣泛地應(yīng)用于石油化工、電力、化工等部門地裝置和管路上，工作介質(zhì)為蒸汽、油品，腐蝕性介質(zhì)。結(jié)構(gòu)長度按ASME B16.10，法蘭連接尺寸按ASME/ANSI B16.5a，焊端尺寸符合ASME B16.25，承插焊孔尺寸符合ANSI B16.11，螺紋連接端尺寸符合ANSI B1.20.1。
12、柱塞截止閥
該類柱塞閥屬徑向密封，由套在磨光柱塞上地兩個彈性密封圈來實現(xiàn)。兩個彈性密封圈用一個套環(huán)隔離開，并通過閥體與閥蓋地連接螺栓施加在閥蓋上地載荷把柱塞周圍地彈性密封圈壓牢，保證密封。該閥地材料組合為殼體用碳鋼，柱塞用Cr13不銹鋼，密封圈用柔性石墨，可用于水、蒸汽、油品地管路；若殼體用不銹耐酸鋼，柱塞用不銹耐酸鋼，密封圈用聚四氟乙烯，適用于酸、堿類腐蝕性介質(zhì)。該閥地優(yōu)點是密封可靠，壽命比較長，維修簡便；缺點是啟閉速度慢。該類閥門廣泛應(yīng)用于城建系統(tǒng)，城市供熱中的水、蒸汽管路上。
選 用 原 則
截止閥是應(yīng)用最廣的閥類之一，隨著球閥和蝶閥的發(fā)展，截止閥應(yīng)用的場合被取代一部分，但從截止閥本身的特點來看，球閥、蝶閥是不能替代的，其選用原則是：

1. 高溫、高壓介質(zhì)的管路或裝置上宜選用截止閥。如火電廠、核電站，石油化工系統(tǒng)的高溫、高壓管路上選用截止閥為宜。
2. 管路上對流阻要求不嚴(yán)的管路上。即對壓力損失考慮不大的地方。
3. 小型閥門可選用截止閥，如針閥、儀表閥、取樣閥、壓力計閥等。
4. 有流量調(diào)節(jié)或壓力調(diào)節(jié)，但對調(diào)節(jié)精度要求不高，而且管路直徑又比較小，如公稱通徑≤50mm的管路上，宜選用截止閥或節(jié)流閥。
5. 合成工業(yè)生產(chǎn)中的小化肥和大化肥宜選用公稱壓力PN160公稱壓力16MPa或PN320公稱壓力32MPa的高壓角式截止閥或高壓角式節(jié)流閥。
6. 氧化鋁拜耳法生產(chǎn)中的脫硅車間、易結(jié)焦的管路上，易選用閥體分開式、閥座可去處的、硬質(zhì)合金密封副的直流式截止閥或直流式節(jié)流閥。
7. 城市建設(shè)中的供水、供熱工程上，公稱通徑較小的管路，可選用截止閥、平衡閥或柱塞閥，如公稱通徑小于150mm的管路上。