閥門分類詳解

閥門：

閥門是使配管和設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)（液體、氣體、粉末）流動或停止并能控制其流量的裝置。閥門是管路流體輸送系統(tǒng)中控制部件，它是用來改變通路斷面和介質(zhì)流動方向，具有導(dǎo)流防止逆流、穩(wěn)壓、截止、調(diào)節(jié)、節(jié)流、止回、分流或溢流卸壓等功能。

按結(jié)構(gòu)特征，根據(jù)關(guān)閉件相對于閥座移動的方向可分：

1．截門形：關(guān)閉件沿著閥座中心移動。

2．閘門形：關(guān)閉件沿著垂直閥座中心移動。

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。

按用途，根據(jù)閥門的不同用途可分：

1．開斷用：用來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：用來防止介質(zhì)倒流，如止回閥。

3． 調(diào)節(jié)用：用來調(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)壓力超過規(guī)定值時，用來排放多余的介質(zhì)，保證管路系統(tǒng)及設(shè)備安全，如安全閥、事故閥。

6．特殊用途：如疏水閥、放空閥、排污閥等。

按驅(qū)動方式，根據(jù)不同的驅(qū)動方式可分：

1．手動：借助手輪、手柄、杠桿或鏈輪等，有人力驅(qū)動，傳動較大力矩時，裝有蝸輪、齒輪等減速裝置。

2．電動：借助電機(jī)或其他電氣裝置來驅(qū)動。

3．液動：借助（水、油）來驅(qū)動。

4．氣動：借助壓縮空氣來驅(qū)動。

按壓力，根據(jù)閥門的公稱壓力可分：

1．真空閥：絕對壓力<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。

按介質(zhì)的溫度分，根據(jù)閥門工作時的介質(zhì)溫度可分：

1．普通閥門：適用于介質(zhì)溫度-40℃～425℃閥門。

2．高溫閥門：適用于介質(zhì)溫度425℃～600℃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℃閥門。

5．超低溫閥門：適用于介質(zhì)溫度-150℃以下閥門。

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。

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。

關(guān)閉件和閥座密封面的工作條件：

由于閥門用途十分廣泛，因此閥門密封面的工作條件差異很大。壓力可以從真空到超高壓，溫度可以從-269℃到816℃，有些工作溫度可達(dá)1200℃，工作介質(zhì)從非腐蝕介質(zhì)到各種酸堿等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)。從密封面的受力情況來看，它受擠壓和剪切。從磨擦學(xué)的角度來看，有磨拉磨損、腐蝕磨損、表面疲勞磨損、沖蝕等等。因此，應(yīng)該根據(jù)不同的工作條件選擇相適應(yīng)的密封面材料。

閥體、閥蓋和閥板（閥瓣）的材料：

閥體、閥蓋和閥板（閥瓣）是閥門主要零件之一，直接承受介質(zhì)壓力，所用材料必須符合“閥門的壓力與溫度等級”的規(guī)定。常用材料有下面幾種：

一、灰鑄鐵：灰鑄鐵適用于公稱壓力PN≤1.0MPa，溫度為－10℃～200℃的水、蒸汽、空氣、煤氣及油品等介質(zhì)?；诣T鐵常用牌號為：HT200、HT250、HT300、HT350。

二、可鍛鑄鐵：適用于公稱壓力PN≤2.5MPa，溫度為－30～300℃的水、蒸汽、空氣及油品介質(zhì)，常用牌號有：TH300—06、KTH330—08、KTH350—10。

三、球墨鑄鐵：適用于PN≤4.0MPa，溫度為－30～350℃的水、蒸汽、空氣及油品等介質(zhì)。

常用牌號有：QT400—15、QT450—10、QT500—7。鑒于目前國內(nèi)工藝水平，根據(jù)經(jīng)驗，建議PN≤2.5MPa，閥門還是采用鋼制閥門為安全。

四、耐酸高硅球墨鑄鐵：適用于公稱壓力PN≤0.25MPa，溫度低于120℃的腐蝕性介質(zhì)。

五、碳素鋼：適用于公稱壓力PN≤32.0MPa，溫度為－30～425℃的水、蒸汽、空氣、氫、氨、氮及石油制品等介質(zhì)。常用牌號有WC1、WCB、ZG25 及優(yōu)質(zhì)鋼20、25、30 及低合金結(jié)構(gòu)鋼16Mn。

六、銅合金：適用于PN≤2.5MPa 的水、海水、氧氣、空氣、油品等介質(zhì)，以及溫度－40～250℃的蒸汽介質(zhì)，常用牌號為ZGnSn10Zn2(錫青銅），H62、Hpb59—1（黃銅）、QAZ19—2、QA19—4(鋁青銅)。

七、高溫銅：適用于公稱壓力PN≤17.0MPA、溫度≤570℃的蒸汽及石油產(chǎn)品。常用牌號有ZGCr5Mo,1Cr5M0.ZG20CrMoV,ZG15Gr1Mo1V, 12CrMoV , WC6, WC9等牌號。具體選用必須按照閥門壓力與溫度規(guī)范的規(guī)定。

八、低溫鋼，適用于公稱壓力PN≤6.4Mpa,溫度≥—196℃乙烯，丙烯，液態(tài)天然氣，液氮等介質(zhì)，常用牌號）有ZG1Cr18Ni9、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、ZG0Cr18Ni9；

九、不銹耐酸鋼，適用于公稱壓力PN≤6.4Mpa 、溫度≤200℃硝酸，醋酸等介質(zhì)，常用牌號有ZG0Cr18Ni9T、ZG0Cr18Ni10<耐硝酸>， ZG0Cr18Ni12Mo2Ti 、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti<耐酸和尿素>。

密封面材料：

密封面是閥門最關(guān)鍵工作面，密封面質(zhì)量的好壞關(guān)系到閥門使用壽命，通常密封面材料要考慮耐腐蝕，耐擦傷，耐沖蝕，抗氧化等因素。

通常分兩大類：

（一）軟質(zhì)材料

1、橡膠（包括丁睛橡膠，氟橡膠等）

2、塑料（聚四氟乙烯，尼龍等）

（二）硬密封材料

1、銅合金（用于低壓閥門）

2、鉻不銹鋼（用于普通高中壓閥門）

3、司太立合金（用于高溫高壓閥門及強(qiáng)腐蝕閥門）

4、鎳基合金（用于腐蝕性介質(zhì)）

閥桿材料：

常用的閥桿材料有以下幾種。

一、碳素鋼：

用于低壓和介質(zhì)溫度不超過300℃的水、蒸汽介質(zhì)時，一般選用A5 普通碳素鋼。

用于中壓和介質(zhì)溫度不超過450℃的水、蒸汽介質(zhì)時，一般選用35 優(yōu)質(zhì)碳素鋼。

二、合金鋼：

用于中壓和高壓，介質(zhì)溫度不超過450℃的水、蒸汽、石油等介質(zhì)時，一般選用40Cr（鉻鋼）。

用于高壓、介質(zhì)溫度不超過540℃的水、蒸汽等介質(zhì)時，可選用38CrMoALA 滲氮鋼。

用于高壓、介質(zhì)溫度不超過570℃的蒸汽介質(zhì)時，一般選用25Cr2MoVA 鉻鉬釩鋼。

三、不銹耐酸鋼

用于中壓和高壓、介質(zhì)溫度不超過450℃的非腐蝕性介質(zhì)與弱腐蝕性介質(zhì)，可選用 1Cr13、2Cr13、3Cr13 鉻不銹鋼。

用于腐蝕性介質(zhì)時，可選用Cr17Ni2、1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti、Cr18Ni12Mo3Ti等不銹耐酸鋼和PH15-7Mo 沉淀硬化鋼。

四、耐熱鋼

用于介質(zhì)溫度不超過600℃的高溫閥門時可選用4Cr10Si2Mo 馬氏體型耐熱鋼和4Cr14Ni14W2Mo 奧氏體型耐熱鋼。

閥桿螺母材料：

閥桿螺母在閥門開啟和關(guān)閉過程中，直接承受閥桿軸向力，因此必須具備一定的強(qiáng)度。同時它與閥桿是螺紋傳動，要求摩擦系數(shù)小，不生銹和避免咬死現(xiàn)象。

一、銅合金

銅合金的摩擦系數(shù)較小，不生銹，是目前普遍采用的材料之一。對于Pg<1.6Mpa 的低壓閥門可采用ZHMn58-2-2 鑄黃銅。對于Pg16-6.4Mpa 的中壓閥門可采用ZQAL9-4 無錫青銅。對于高壓閥門可采用ZHAL66-6-3-2 鑄黃銅。

二、鋼

當(dāng)工作條件不允許采用銅合金時，可選用35、40 等優(yōu)質(zhì)炭素鋼，2Cr13、1Cr18Ni9、Cr17Ni2 等不銹耐酸鋼。工作條件不允許指下列情況。

1、用于電動閥門上，帶有瓜形離合器的閥桿螺母，需要進(jìn)行熱處理獲得高的硬度或表面硬度。

2、工作介質(zhì)或周圍環(huán)境不適合選用銅合金時，如對銅有腐蝕的氨介質(zhì)。

選用鋼制閥桿螺母時，要特別注意螺紋的咬死現(xiàn)象。

常用的內(nèi)件材料組合：

表中13Cr表示Cr13系不銹鋼，如1Cr13、2Cr13等。

STL即STELLITE（硬質(zhì)合金如鈷基硬質(zhì)合金等）。

Monel即蒙耐爾合金，Hastelloy即哈氏合金。Inconel即因科鎳爾合金。

用斜杠分開的兩種材料，閥座密封面材料可選用兩種材料之一，閘板（閥瓣）密封面材料為另一種。

緊固件材料：

緊固件主要包括螺栓、雙頭螺栓和螺母。緊固件在閥門上直接承受壓力，對防止介質(zhì)

外流起關(guān)重要作用，因此選用的材料必須保證在使用溫度下有足夠的強(qiáng)度與沖擊韌性。

根據(jù)介質(zhì)壓力和溫度選擇緊固件材料時可按下表選擇：

用于調(diào)節(jié)閥高溫螺栓：

工作溫度在350℃以上的螺栓應(yīng)選擇使用耐熱鋼。調(diào)節(jié)閥螺栓用鋼中的耐熱鋼主要有：低合金珠光體耐熱鋼、高鉻馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、鐵鎳基和鎳基合金耐熱鋼。

馬氏體不銹鋼：含鉻量在12%~17%的馬氏體不銹鋼螺栓具有較好的抗松馳性能，較高的持久塑性和較低的缺口敏感性。材料的韌性和熱強(qiáng)性較好外，還具有良好的減振性能和較小的線膨脹系數(shù)，能抗大氣和海水環(huán)境腐蝕。馬氏體不銹鋼螺栓適用于沖擊載荷和腐蝕介質(zhì)的環(huán)境條件。在最高工作溫度不超過600℃時，其強(qiáng)度雖然低于奧氏體不銹鋼，但仍有相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度。但馬氏體不銹鋼的低溫性能較差。在低于0℃以下的環(huán)境中，材料的韌性會喪失，存在冷脆現(xiàn)象。

低合金的珠光體耐熱鋼可以在較高的溫度下使用。一般工作溫度低于480℃的螺栓可以選擇鉻鉬鋼，而工作溫度在540℃以下則宜使用鉻鉬釩鋼。

這兩類材料在調(diào)質(zhì)狀態(tài)下短期使用性能較好，在正火回火狀態(tài)下長期使用具有較好的抗松馳性能。鉻鉬釩鋼經(jīng)正火回火后室溫沖擊韌性較低，在540℃時有持久缺口敏感性，持久強(qiáng)度降低。

馬氏體不銹鋼：含鉻量在12%~17%的馬氏體不銹鋼螺栓具有較好的抗松馳性能，較高的持久塑性和較低的缺口敏感性。材料的韌性和熱強(qiáng)性較好外，還具有良好的減振性能和較小的線膨脹系數(shù)，能抗大氣和海水環(huán)境腐蝕。馬氏體不銹鋼螺栓適用于沖擊載荷和腐蝕介質(zhì)的環(huán)境條件。在最高工作溫度不超過600℃時，其強(qiáng)度雖然低于奧氏體不銹鋼，但仍有相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度。但馬氏體不銹鋼的低溫性能較差。在低于0℃以下的環(huán)境中，材料的韌性會喪失，存在冷脆現(xiàn)象。

奧氏體不銹鋼：奧氏體18-8不銹鋼螺栓具有良好的抗全面腐蝕性能和高溫力學(xué)性能，能在600℃的高溫下使用。且具有良好的低溫性能，在較低的溫度下仍能保持相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度。但其缺點是材料的屈服強(qiáng)度較低，且不能通過熱處理改善其力學(xué)性能。而奧氏體沉淀硬化不銹鋼是在熱處理過程中，通過時效處理產(chǎn)生沉淀硬化，析出彌散分布的碳化物和金屬間的化合物，從而提高強(qiáng)度，同時仍保持原不銹鋼原來良好的耐腐蝕性和抗氧化性，這種螺栓在650℃以下使用抗松馳性能較穩(wěn)定，但其合金含量較高，熱處理工藝較復(fù)雜，材料的價格較昂貴。

鐵鎳基和鎳基合金：工作溫度在570℃以上的螺栓可以選擇鐵鎳基或鎳基合金?？刂崎y這類材料一般含鈷，具有特別好的高溫性能。如美國的waspalog鎳基合金，可在760℃以下工作；M252鎳基合金可用至840℃，Cr14Ni25Mo鐵鎳基合金也可使用至650℃；我國生產(chǎn)的高溫合金也可用作高溫螺栓用鋼。

填料：

在閥門上填料是用來充填閥蓋填料室空間，以防止介質(zhì)經(jīng)由閥桿和閥蓋填料室空間泄漏。

填料可分為軟質(zhì)填料及硬質(zhì)填料兩種：

1）軟質(zhì)填料：系由植物質(zhì)，即大麻、亞麻、棉、黃麻等，或由礦物質(zhì)，即石棉纖維，或由石棉纖維內(nèi)夾金屬絲和外涂石墨粉等編織的線繩，也有壓成的成型的填料，以及柔性石墨填料材料。植物質(zhì)填料較便宜，常用于100℃以下的低壓閥門；礦物質(zhì)填料可用于450-500℃的閥門。近年來使用橡膠O型圈做填料的結(jié)構(gòu)在逐步推廣，但介質(zhì)溫度一般限制在60℃以下。高溫高壓閥門上的填料也有采用純石棉加片狀石墨粉壓緊而成的。

2）硬質(zhì)填料：即由金屬或金屬與石棉、石墨混合而成的填料以及聚四氟乙烯壓合燒結(jié)而成型填料，金屬填料使用較少。

選擇填料要根據(jù)介質(zhì)、溫度和壓力來選擇，常用的材料有以下幾種：

1）油浸石棉繩，可按下表選擇。

注：形狀代號F 表示方的，穿心或一至多層編結(jié)；Y 表示圓的，中間是一扭制芯子，外邊是一至多層編結(jié)；N 表示扭制的。

2）橡膠石棉繩：

3）石墨石棉繩：石棉繩上涂有石墨粉，可用溫度450℃以上，壓力可以達(dá)到16Mpa，一般適用于高壓蒸汽上。近后來又逐步采用了壓成人字型填料，單圈放置，密封性好。

4）聚四氟乙烯：這是一種目前使用較廣的一種填料。特別適用腐蝕性介質(zhì)上，但溫度不得起過200℃。一般采用壓制或棒料車制而成。

墊片材料：

墊片是用來充填兩個結(jié)合面（如閥體和閥蓋之間密封面）間所有凹凸不平處，以防止介質(zhì)從結(jié)合面間泄漏。

對墊片的要求：墊片材料在工作溫度下具有一定的彈性和塑性以及足夠的強(qiáng)度，以保證密封。同時要具有良好的耐腐蝕性。

墊片可分為軟質(zhì)和硬質(zhì)兩種，軟質(zhì)一般為非金屬材料，如硬紙板、橡膠、石棉橡膠板，聚四氟乙烯等。硬質(zhì)一般為金屬材料或者金屬包石棉、金屬與石棉纏繞的等。

墊片的形狀有很多，有扁平的、圓形的、橢圓形的、齒形的、透鏡式的以及其他特殊形狀的。

金屬墊片的材料一般用08、10、20 優(yōu)質(zhì)碳素鋼和1Cr13、1Cr18Ni9 不銹鋼，加工精度和表面光潔度要求較高，適用于高溫高壓閥門。

非金屬墊片材料一般塑性較好，用不大的壓力就能達(dá)到密封。適用于低溫低壓閥門。