十大工况专用阀门选用的注意事项

在工业生产和各类流体输送系统中，阀门作为控制流体流动的关键设备，其类型选择直接关系到系统的安全性、稳定性和运行效率。不同的工况条件，如介质特性、压力和温度等，对阀门的性能和适用性有着显著影响。通过定期开展安全阀检测，能够有效验证其密封性能和启闭压力是否符合标准，从而保障设备在复杂工况下的长期可靠运行。因此，在准确根据工况条件选择合适的阀门类型时，必须将安全阀检测纳入系统性评估流程，以确保关键安全装置始终处于最佳工作状态。

依据介质特性选择阀门

介质类型

液体介质

清水或一般液体：对于无腐蚀性、无杂质的清水或一般液体，闸阀、截止阀和球阀都是常用选择。闸阀具有流体阻力小、启闭省力等优点，适用于需要全开全闭且对流阻要求不高的场合；截止阀结构简单，密封性好，可用于调节流量，但流阻相对较大；球阀启闭迅速，操作方便，密封性能优异，在中小口径管道中应用广泛。

含有固体颗粒的液体：若介质中含有固体颗粒，如污水、泥浆等，应选择耐磨性能好的阀门。旋塞阀和刀型闸阀是较为合适的选择。旋塞阀的阀芯呈圆锥形或圆柱形，在旋转过程中对颗粒的挤压和磨损较小；刀型闸阀的闸板具有锋利的刀刃，能够有效切断介质中的纤维和颗粒，防止堵塞。

气体介质

压缩空气或一般气体：球阀和蝶阀是处理压缩空气或一般气体的常用阀门。球阀密封性好，启闭迅速，适用于频繁操作的场合；蝶阀结构简单，体积小，重量轻，适用于大口径管道的气体调节和控制。

有毒、有害或易燃易爆气体：对于这类危险气体，必须选择密封性能极高、安全可靠的阀门。波纹管密封截止阀和隔膜阀是较为理想的选择。波纹管密封截止阀采用波纹管作为密封元件，能够有效防止介质泄漏；隔膜阀利用隔膜将阀体内腔与阀盖内腔隔开，避免了介质与阀杆等部件的接触，提高了安全性。

腐蚀性介质

强酸、强碱等腐蚀性液体：应选用耐腐蚀材料制成的阀门，如衬氟阀门、全塑料阀门或不锈钢阀门（根据具体腐蚀介质选择合适的不锈钢材质）。衬氟阀门是在阀门内壁衬上一层氟塑料，如聚四氟乙烯（PTFE），具有良好的耐腐蚀性能；全塑料阀门整体采用耐腐蚀塑料制成，适用于一些低压力、小口径的腐蚀性介质管道；不锈钢阀门则根据介质的腐蚀特性选择不同牌号的不锈钢，如 304、316L 等。

介质粘度

低粘度介质：对于粘度较低的介质，如水、汽油等，大多数阀门类型都能适用，可根据其他工况条件进一步选择。

高粘度介质：高粘度介质流动阻力大，容易在阀门内部积聚，因此应选择具有较大流通面积、流阻小的阀门。闸阀和偏心旋转阀是较好的选择。闸阀的全开状态时，介质通道为直通式，流阻极小；偏心旋转阀的阀芯旋转时，对介质的剪切作用小，不易堵塞，适用于高粘度介质的流量调节。

依据压力条件选择阀门

低压工况（通常指压力小于 1.6 MPa）

在低压工况下，可选择的结构相对简单、成本较低的阀门类型。例如，截止阀、闸阀和蝶阀在低压管道中都有广泛应用。截止阀适用于对密封性要求较高、需要调节流量的场合；闸阀适用于全开全闭且对流阻要求不高的管道；蝶阀则因其结构简单、体积小，适用于大口径、低压的管道系统。

中压工况（一般压力在 1.6 - 10 MPa 之间）

中压工况对阀门的强度和密封性能要求较高。此时，可选用锻钢截止阀、锻钢闸阀或球阀。锻钢阀门具有较高的强度和韧性，能够承受中压介质的压力；球阀在中压工况下也能保持良好的密封性能和操作灵活性。

高压工况（压力大于 10 MPa）

高压工况需要选择具有高强度、高密封性和可靠性的阀门。高压截止阀、高压闸阀和高压球阀是常见选择。这些阀门通常采用特殊的材料和结构设计，如加强的阀体壁厚、高性能的密封材料等，以确保在高压环境下安全可靠地运行。此外，对于一些超高压工况，还可能需要采用特殊的阀门类型，如多级降压截止阀等。

依据温度条件选择阀门

低温工况（通常指温度低于 -29℃）

在低温环境下，阀门的材料会变脆，密封材料的性能也会受到影响。因此，应选择适用于低温工况的阀门材料和密封结构。低温闸阀、低温截止阀和低温球阀通常采用低温钢（如 304L、316L 等）制造，并配备专用的低温密封材料，如低温石墨垫片等，以确保阀门在低温下的密封性能和操作灵活性。

常温工况（一般温度在 -29℃ - 120℃ 之间）

常温工况是阀门最常见的应用环境，大多数普通阀门材料都能满足要求。可根据介质特性、压力等其他工况条件选择合适的阀门类型，如前面提到的闸阀、截止阀、球阀、蝶阀等。

高温工况（温度高于 120℃）

高温工况下，阀门的材料需要具有良好的耐高温性能，同时密封材料要能在高温下保持稳定的密封性能。高温截止阀、高温闸阀和高温球阀通常采用耐高温合金钢（如铬钼钢等）制造，密封材料则选用高温石墨、金属缠绕垫片等。此外，对于一些超高温工况，还需要考虑阀门的散热设计和冷却措施，以确保阀门的正常运行。

综合工况考虑

在实际应用中，往往需要综合考虑介质、压力、温度等多种工况条件来选择阀门类型。例如，在一个输送高温、高压且具有腐蚀性的蒸汽管道系统中，就需要选择既能承受高温高压，又具有良好耐腐蚀性能的阀门。此时，可能会选用高温高压合金钢材质的波纹管密封截止阀，其波纹管密封结构能够有效防止高温高压蒸汽泄漏，同时合金钢材质能够抵抗蒸汽的腐蚀。

根据不同的工况条件选择合适的阀门类型是确保流体输送系统安全、稳定运行的关键。在实际选型过程中，应充分了解工况条件，结合各种阀门类型的特点和适用范围，进行科学合理的选择。同时，还应考虑阀门的质量、可靠性、维护成本等因素，以实现系统的最佳性能和经济效益。

应用于加工工业中的大多数流体介质涉及不同腐蚀性级别的油气流。这些包括介质流在内的流动工况被认为要么是干净的、要么是污秽的、要么是磨损的（泥浆工况中），其区别主要在于导致阀门堵塞或腐蚀破坏的固体悬浮颗粒的数量和类型。除此之外，含有硫和其他混合物的介质流在与高温结合时将有助于形成腐蚀环境。对于这样的介质流需通过认真选择材料来保持阀门具有足够的使用寿命。腐蚀工程师继续研究和开发材料来解决这些问题

⑴炼油加氢裂化、焦化装置专用阀

炼油延迟焦化装置是将减压渣油经深度热裂化生成气体、轻质馏分油及焦炭的加工过程，是炼油厂提高轻质油收率和生产石油焦的重要手段。其工艺分为焦化和除焦两部分。焦化为连续生产，除焦为间断式生产。加热炉和焦炭塔的进出口用四通阀连接。四通阀是切换加热炉进入焦炭塔的重要通道。它属于特殊阀门，用于高温场合，其质量的好坏直接影响到装置的生产能力，国内无论新设计还是旧装置大都采用进口四通旋塞阀，但价格昂贵。而国产四通阀，一般存在结构不合理，质量不稳定，易发生故障的问题。

炼油厂加氢裂化是主要的原油炼制工艺之一。由于加氢裂化装置在高温高压下操作，介质为易燃易爆的氢气和烃类，工况特殊，所以密封必须可靠。因此对阀门的设计和结构提出了较高的要求。目前国内大部分选用不锈钢锲式闸阀及直流式截止阀。

⑵油气专用阀

为了实现对油气流的控制，油气专用阀应具备以下基本性能：密封性，耐压强度，安全性，可调节性，流体通流性及开关灵活性。对于高压、易燃、易爆的油气介质，首先要解决密封性，要考虑油气专用阀特殊工况要求：

①在含硫化氢及二氧化碳气体的湿天然气中，对阀体材质提出了特殊要求；

②在井口装置及集输系统中存在着卤水、残酸及其他腐蚀介质，对阀体材料的选择及防腐要求；

③粉尘及固体颗粒加快了阀门关闭件的冲刷、磨损。使密封副很快失效；

④在高原、沙漠及高寒地区的室外，阀门材料的低温脆变，弯曲变形等；

⑤用于长距离输送管道上的油气专用阀，要求与管道同等寿命，几十年不换。

所有这些都说明油气专用阀有别于普通阀门，在恶劣条件下要具有高可靠性，满足高强度和不泄漏的要求。

⑶含氯工况

含氯工况阀门的选用应该参照美国氯气学会编写的《干氯气管道系统》。

含氯气或液氯的工况是高腐蚀工况，特别是这种工况中含有水。氯与水混合形成的HCI（盐酸）将会腐蚀阀体和内件。由于氯具有高的热膨胀系数，如果液氯封存于阀门中腔，将导致阀门中腔的压力高速增加。使用于这种工况的阀门应该具有一种可靠的中腔泄压功能。

⑷冷冻（低温）工况

虽然用于低温工况的阀门基于ASME B16.34标准和API标准，但是这些阀门也带有其他设计功能进而确保其在低温工况中具有一定的可靠操作。这样的阀门也可能包含阀盖延长设计既延长填料和操作机构与低温流体的距离，从而允许在一个较高的温度上对阀杆填料进行操作及确保在使用中阀门操作装置不会被冰冻住。MISS SP-134提供了包含阀盖延长设计的一些细节。

⑸含氢氟酸工况

用于氢氟酸工况中的阀门，应该仅仅局限于已经在使用中论证过的或着测试中能成功处理这种工况的阀门类型。通常不为固体物质堆积提供机会的阀门是首选的阀门类型。应由持有资格证书的技术人员进行氢氟酸处理操作，这些人严格控制上市的阀门。对于这些（典型的带有特殊蒙乃尔内件或实心蒙乃尔内件的碳钢阀门）的设计和材料要求及内部几何体的细节是非常详细的，这种阀门应该被设计为具有耐氢氟酸腐蚀的特殊结构。在含氢氟酸工况中，阀门的检验和试验应高于典型的过程阀门所用的标准。

⑹含氢工况

这种工况中使用的阀门相比于常规铸造用品往往规定其具有很高铸造质量。因为氢是一种极具渗透性的流体，压力等级大于或等于600磅级的焊接连接阀门在使用中减少了潜在泄漏源。API941包含氢工况中材料的选择和使用范围。

⑺含氧工况

含氧工况中使用的阀门当适用时应该遵循美国压缩燃气协会标准CGA G4.4―2003《氧气管道系统》。用于这种工况的阀门应该是完全脱脂的、干净的和在干净条件下安装以及恰当的包装和密封，因为油和脂在氧气存在下是极易燃的。有关的指南在CGA G4.1氧工况的清洗设备中给出。安装之前有必要进行适当的处理和储存。

适用于含氧工况的青铜或蒙乃尔阀体和内件材料，经常用来防止由于高能的机械碰撞产生的火花和着火。有特殊配制的硅基润滑脂用于含氧工况中，因为在氧气存在下标准烃润滑油不应使用。

⑻脉动或不稳定流动

用于脉动或不稳定流动中的止回阀，其选用需给予特殊考虑，例如用于往复式压缩机中的止回阀，可能会随着流量的变化被快速打开和关闭，这可能会导致锤击和阀门的损坏。关于脉动和不稳定流动中使用的阀门类型可能会存在不同的意见，但是通常蝶型止回阀、斜盘式止回阀和轴流式止回阀被推荐用于脉动或不稳定流动。

⑼含酸工况（湿H2S工况）

含酸工况中阀门材料使用应该服从NACEMR0103标准。这个针对下游烃加工工业的标准限制了所有钢的硬度；要求奥氏体钢固熔退火；禁止承压件（包括阀杆）使用某些材料；以及对螺栓连接、焊接阀门等提出了特殊的要求。

应该注意在NACE MR0103中用户的责任，其规定用户应详细的说明是否将螺栓暴露于含H2S环境中。除非用户已有规定，否则未在阀门内部的螺栓如阀盖连接螺栓往往服从产品标准，含硫工况未包括如此标准中。如果螺栓连接用材料没有直接承受过程流体，那么阀体-阀盖栓接不需要满足NACE的要求。如果含硫油品的任何硫泄漏不能排除或蒸发（例如隔断阀门），那么螺栓连接应该服从NACE标准。

如果NACE允许的材料被认为是不需要的，那么螺栓连接材料应该关于特殊关注。这种强加的硬度要求将会导致强度的减少。阀盖连接螺栓的强度将减小可能不适合于按标准栓接材料的相同的设计条件。

⑽黏性或固化工况

用于黏性或固化工况中的阀门，例如液态硫或重油，为使阀门具有可操作性，经常需要蒸汽伴热或蒸汽套管来维持足够的操作温度。因为止回阀的滞后反应会引起操作问题，对其应给予特别关注

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