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不同压力条件下阀门的选用

发表时间：2023-7-12, 编写人:上海川沪阀门有限公司

在实际的工程实践中，还会遇到一些与压力有关的特殊介质情况，例如，在整个阀门寿命期间，压力是呈高频波动的。往复泵或往复压缩机进出口管道的工况就是其典型的例子。

再例如，在整个阀门寿命期间，介质压力是呈全压且低频变化的。焦化装置的焦化塔和制氢装置的变压吸附罐等进出口管道的工况就是其典型的例子。

受环境温度的影响，介质压力可能会发生意外的升高。典型的工况是：用于输送液态烃或低温液化气体的管道，当阀门有一个密闭的阀腔时，阀腔内的介质会因为环境温度的影响而气化，从而产生一个非正常的介质压力，并可能导致阀门的失效。

（1）压力呈高频波动的阀门对于压力呈高频波动的工况，阀门的应用有如下几个典型特点：

①阀门的型式和结构都应有助于减小阀门的阻力降；

②阀门的型式和结构都应有助于减少或避免介质的紊流，以缓解可能引发的共振响应；

③阀门承压部件的强度设计（或压力等级的选用）宜考虑低周疲劳的影响。

对于压力呈高频波动的阀门，下列选用原则应予考虑。

①阀门类型

a.应尽可能选用球阀，不建议采用截止阀和蝶阀。
b.可采用全通径旋塞阀。
c.当需要止回阀时，宜选用旋启式止回阀，且DN200及以上阀门宜优先需要 TILTING型止回阀。

②阀门结构

a.应采用全通径阀门。
b.尽可能采用焊接连接，不应采用螺纹连接且不宜采用承插焊连接。
c.所有的系紧型螺纹连接结构（包括阀盖螺栓）均应配置防松垫圈。
d.不宜采用带弹簧复位的阀座或阀瓣结构。e.手动操作手柄或手轮宜配置位置锁定机构。
a.对于栓连阀盖结构，阀盖螺栓应为通丝型螺柱。
b.金属承压部件宜采用塑性较好的材料，不允许采用铸铁等脆性材料。

④检查试验由于承压部件承受低周疲劳载荷，对内部和外部缺陷都比较敏感，因此应适当追加无损检验项目。

⑤其他

a.阀门的公称压力等级宜留有足够的富余量，以使承压部件的结构应力控制在材料许用应力的50%左右。
b.金属承压部件宜避免突变结构形状，并尽量圆滑过渡。

（2）压力呈低频波动的阀门对于压力呈低频、全压波动且在整个阀门使用寿命期间的循环次数接近7000次的介质工况，阀门的应用有如下几个典型特点：

①由于阀门的频繁开关，故具有相对运动的重要部位应有良好的耐磨性；

②阀门承压部件的强度设计（或压力等级的选用）应计人低周疲劳的影响。

③对于压力呈低频全压波动且在整个阀门使用寿命期间的循环次数超过7000次的工况下应用的阀门，下列选用原则应予考虑。

①阀门类型

a.优先选用阀瓣/阀座磨损补偿较好的关断阀。常用关断阀的阀瓣/阀座磨损补偿能力由高到低的顺序为闸阀、截止阀、球阀、旋塞阀和蝶阀。
b.优先选用阀杆磨损较缓和的关断阀。常用关断阀阀杆磨损从轻到重的顺序是：旋塞阀、球阀、蝶阀、截止阀和闸阀。当所选阀型的阀瓣/阀座磨损补偿能力和阀杆的磨损情况相矛盾时，应以前者为优先考虑。
c.止回阀不宜采用对夹连接的轴流式或双板式。

②阀门结构

a，不宜采用缩径阀门。
b.尽可能采用焊接连接；不应采用螺纹或承插焊连接。
c.所有的系紧型螺纹连接结构，（包括阀盖螺栓）均应配置防松垫圈。
d.不宜采用带弹簧复位的阀座或阀瓣结构。

③阀门材料

a.对于栓连阀盖结构，阀盖螺栓应为通丝型螺柱。
b.金属承压部件宜采用塑性较好的材料，不允许采用铸铁等脆性材料。
④检查试验由于承压部件承受低周疲劳载荷，对内部和外部缺陷都比较敏感，因此应适当追加无损检验项目。
⑤其他
a.阀门的强度设计应进行疲劳设计验算，至少应对疲劳破坏进行评估，确认承压部件满足使用寿命要求。
b.金属承压部件应避免突变结构形状，并采用圆滑过渡。

（3）受环境温度影响可能引起压力变化的阀门

对于输送液态烃或低温液化气体的管道阀门，最重要的是尽可能不选用可能形成密闭阀腔的阀门，或者设置一个泄压孔，当密闭阀腔出现高压时能使阀腔内的介质自动泄放。

对于截止阀、蝶阀和浮动球阀，无论阀门在开启状态还是关闭状态，都不会形成密闭阀腔，故应优先选用。

对于闸阀和固定球阀，当阀门处于关闭状态时，会形成密闭阀腔。因此，根据其他条件需要选用闸阀和固定球阀时，应在阀座或阀瓣上设置一个泄压孔；泄压孔连通密闭阀腔和阀门人口端。当密闭阀腔内的液体烃或低温液化气体受环境温度影响产生较高的蒸气压时，阀腔内的高压介质可通过泄压孔自动泄放至阀门入口端。带泄压孔的阀门对阀门进行流向标记，以保证泄压孔通向阀门入口端。

对于固定球阀，目前有许多制造商采用了双活塞阀座结构，利用介质压力与密闭阀腔内的压力平衡关系，以达到密闭阀腔自动泄压的目的。在选用此类阀门时，应咨询相关的上海川沪阀门。