摘要：针对目前化工管道设计中常见阀门选择的问题局限，文章从实践角度出发，分析了常用阀门的特点，并提出了常用阀门具体选择的依据，其目的是为相关建设者提供一些理论依据。
关键词：化工管道设计；常用阀门；闸阀
引言
现阶段，化工生产正向着自动化、智能化的方向转变，阀门作为化工系统的关键结构，在整个系统中发挥着不容忽视的作用。由于阀门的种类繁多，不同的阀门在功能上也有所区别，所以在化工设计中应根据系统的实际运行要求选择适当的阀门，确保阀门的质量可靠，性能良好。
1研究化工管道设计中常用阀门特点及选择的现实意义
当前阶段，化工行业的压力管道系统中，阀门是十分关键和重要的组成部件。它的作用主要有以下几方面：对介质进行接通与截断，阻止介质在管道中回流；可以调整管道系统中的压力以及流量；可以对介质进行分离或者混合。在化工设计中必须结合实际情况，根据管道系统的使用环境和使用用途，才能选到最合适的阀门。
2化工管道设计中的常用阀门特点
2.1闸阀
在化工用阀门中，闸阀是一种使用很广泛的管路附件，一般在符合设计要求的前提下都会优先选择闸阀。其优点有：流体介质在流经闸阀时不会改变其流向，能适应较广的压力和温度范围，对介质的阻力系数较小。
2.2截止阀
在化工装置中，截止阀是使用比较广泛的阀型，主要用于一些需要调节介质流量的地方，如泵的出口、调节阀的旁路流量计的上游等部位。截止阀依据其阀体结构差异，可以分为直通式截止阀、角式截止阀和Y型截止阀。
2.3止回阀
止回阀也可以叫单向阀，在止回阀中，介质流体只能朝一个方向流动，介质流体正向经过阀门时，阀瓣可以自动打开让流体通过，反向流经阀门时阀瓣会自动闭合。
2.4蝶阀
蝶阀的主要特点是：对流体的阻力比较小、结构简单、尺寸较小、质量较轻，与其他阀门相比更节省制造材料。蝶阀主要优点有：①可以在切断流体和节流的情况下使用，尤其适合对大流量流体的调节，但是蝶阀的使用对温度比较敏感，一旦温度过高就会影响其密封性；②可以在一些含固体悬浮物质流体介质的大口径管道中使用；③随着加工工艺技术的进步，蝶阀也可以应用于工艺系统中。
2.5旋塞阀
旋塞阀具有密封性好、开合容易和服役寿命长的特点，可以进行双向封闭，主要在一些危害性高的物料中使用，对于间歇输运的物料，旋塞阀不会造成物料的污染。旋塞阀开合的力矩比较大，制造成本也较高。
2.6球阀
与旋塞阀的功能比较类似，与旋塞阀相比，球阀加工制造的成本较低，使用也更广。与其他阀门类型相比，球阀对流体介质的阻力最小、密封的效果也最好，开合迅速、维修起来也更便捷。
2.7隔膜阀
与其他阀门的结构形式不同的是，隔膜阀主要是采用质地较柔软的橡胶模或者塑料膜对流体介质进行控制的。按照结构的不同，隔膜阀可以分为直通式隔膜阀和堰式隔膜阀。如图1所示，为隔膜阀示意图。
图1 隔膜阀示意图
3化工管道设计中的常用阀门选择
3.1闸阀设计选择
在常用的化工设计中，楔式双闸板闸阀可以用于含有蒸汽以及高温的油气介质、介质对密封面的磨损大、开闭比较频繁的管道系统中，不适用于含有易结焦介质的管道，含有易结焦介质的管道，需要选择楔式单闸板闸阀。
3.2截止阀设计选择
对于截止阀的设计选择，应遵循以下几点原则：①安装具有单向性，即只允许介质在截止阀中单向流动；②不适用于悬浮液的介质传输，因为悬浮液容易在其阀座上沉积较多的固形物；③和具有相同口径大小的闸阀相比，截止阀的体积比较大，在闭合时需要克服的流体介质的阻力也较大；④不能长时间密封运行。与闸阀相比，截止阀具备以下优点：①在闸门开关时，其闸门密封面受到的摩擦力比闸阀小，比闸阀更耐磨；②闸门开启高度比闸阀小；③截止阀的密封面较少，一般仅有一个密封面，更易维修。因此，截止阀主要运用于蒸汽介质中，不宜在具有高粘度、容易结焦、容易沉淀和有颗粒悬浮物的介质中使用，同时也不宜在放空阀或者真空系统中使用。
3.3止回阀设计选择
止回阀的主要作用是阻止管道中的介质流体反向流动，防止因介质逆流导致的各种污染、温度压力变化，从而导致机械及管道的损坏。但是止回阀仅仅作为阻止突然逆流的情况，且其密封的性能不好。因此，化工管道设计人员应按照止回阀的结构可将其分为3种：旋启式止回阀、升降式止回阀和球式止回阀。在这 3 种阀门中，旋启式止回阀的直径较大，能够在水平管道或者垂直管道上安装使用，升降式和球式止回阀的直径较小，只能在水平管上安装。止回阀可以在单一纯净的介质中使用，而不适合在含有固体颗粒以及大黏度的介质中使用。
3.4蝶阀设计选择
与闸阀相比，蝶阀具备经济性高、调节流体流量性能更好的优点，因此，在闸阀与蝶阀对比选型时，尽量选择蝶阀。蝶阀尤其适用于一些流体压力较低、管道的管径比较大，同时对闭合速度要求较高的管道系统中。因此，在化工设计中，蝶阀主要使用在较大孔径的管路上，使用温度不宜高于300℃流体的压力不宜高于1MPa的油类和水等介质中。
3.5旋塞阀设计选择
在管道系统中，旋塞阀的主要作用是切断或改变流体介质的流向，可以在多通道的结构中使用，使用一个阀门就能得到多个流道，从而可以简化管道的设计。但旋塞阀可以应用于流体温度较低、流体粘度较大和开合速度要求较快的管道系统中。
3.6球阀设计选择
在化工设计中，球阀可以应用于流体温度较低、压力较高、粘性较高和对流体的密封性能较高的管道系统中，同时球阀也可运用于对阀体开合速度要求较高的场合，应当注意的是球阀不能用于调节流体的流量。
3.7隔膜阀设计选择
隔膜阀具备以下优点：①对流体的阻力较小、可以进行双向密封，可在流体压力较小、具有腐蚀性和悬浮颗粒的高粘性流体中使用；②隔膜阀的操作机构和介质通道是分离开来的，因而通过弹性隔膜隔断流体的流动，可在食品行业和医疗卫生行业中使用；③对温度较为敏感，其适用温度主要由隔膜材料的耐高温性能来决定。因此，隔膜阀主要可在低于200℃流体压力小于1MPa的油类、纯净水、酸性流体和有悬浮颗粒的流体介质中使用，但是不能在有机溶剂及优强氧化剂的环境中使用。
4结束语
综上所述，在化工管路设计中，阀门选型十分关键。在进行阀门选型时，应结合阀门的使用环境、功能、阀门具备的性质等综合考虑，为化工管道阀门的选型设计提供依据。闸阀适用于含有蒸汽以及高温的油气介质、介质对密封面的磨损大、开闭比较频繁的管道系统中；截止阀主要用于一些蒸汽介质中；止回阀主要在单方向流动的管道上使用；蝶阀主要可制作较大孔径的阀门，使用温度不宜高于300℃流体的压力不宜高于1MPa的油类和水等介质中；旋塞阀可以应用于流体温度较低、流体粘度较大和开合速度要求较快的管道系统中；球阀可以应用于流体温度较低、压力较高、粘性较高和对流体的密封性能较高的管道系统中。
参考文献
[1]孙磊.化工管道设计中常用阀门的特点及选择[J].能源技术与管理,2017,42(05)：168-170.
[2]王铁铁.化工设计中常用阀门的选型技巧[J].化工设计通讯,2017,43(05)：110+153.
[3]李凌波,何茂山.浅析化工设计中压力管道阀门管件的设计[J].科技经济导刊,2016(01)：106+98.
[4]茅慧.化工设计中常用阀门的选型方法[J].石化技术,2015,22(06)：59.
[5]张晓明,张燕,李楠.基于带阀门和管件的化工管道图的三维重建研究[J].辽宁石油化工大学学报,2015,35(03)：51-55.
论文作者:崔培智
论文发表刊物:《防护工程》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/24
标签：流体论文; 介质论文; 阀门论文; 管道论文; 闸阀论文; 化工论文; 止回阀论文; 《防护工程》2017年第36期论文;