常見的閥門種類及材質(zhì)
閥門是一種通用的機械產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟生產(chǎn)的各行各業(yè)。閥門(valve)是流體輸送系統(tǒng)中的控制部件,具有截止、調(diào)節(jié)、導流、防止逆流、穩(wěn)壓、分流或溢流泄壓等功能。
一
閥門的種類
很多閥門能夠適應(yīng)多種工況,但是如果選擇不合理,閥門的性能和使用壽命會大打折扣。正確、合理的選擇閥門,首先要了解各種閥門的類型和其工作原理,根據(jù)其使用范圍進行選擇才能使其發(fā)揮性能。
閘閥
閘閥也叫閘板閥,是一種廣泛使用的閥門。它的閉合原理是閘板密封面與閥座密封面高度光潔平整一致,相互貼合,可阻止介質(zhì)流過,并依靠頂模、彈簧或閘板的模形, 來增強密封效果。它在管路中主要起切斷作用。2
優(yōu)點是: 流體阻力小,啟閉省勁,可以在介質(zhì)雙向流動的情況下使用, 沒有方向性,全開時密封面不易沖蝕,結(jié)構(gòu)長度短,不僅適合做小閥門,而且適合做大閥門。
閘閥按閥桿螺紋分兩類:一是明桿式 ,二是暗桿式。4
按閘板構(gòu)造分兩類:一是平行 ,二是模式。
截止閥
截止閥, 也叫截門, 是使用廣泛的一種閥門, 它之所以廣受歡迎, 是由于開閉過程中密封面之間摩擦力小, 比較耐用, 開啟高度不大, 制造容易, 維修方便, 不僅適用于中低壓, 而且適用于高壓。
它的閉合原理是,依靠閥杠壓力, 使閥瓣密封面與閥座密封面緊密貼合, 阻止介質(zhì)流通。
截止閥只許介質(zhì)單向流動, 安裝時有方向性。它的結(jié)構(gòu)長度大于閘閥, 同時流體阻力大, 長期運行時, 密封可靠性不強。
截止閥分為三類: 直通式、直角式及直流式斜截止閥
蝶閥
蝶閥也叫蝴蝶閥,顧名思義,它的關(guān)鍵性部件好似蝴蝶迎風,自由回旋。
蝶閥的閥瓣是圓盤,圍繞閥座內(nèi)的一個軸旋轉(zhuǎn), 旋角的大小, 便是閥門的開閉度。
蝶閥具有輕巧的特點 , 比其他閥門要節(jié)省材料, 結(jié)構(gòu)簡單,開閉迅速, 切斷和節(jié)流都能用, 流體阻力小, 操作省力。蝶閥, 可以做成很大口徑。能夠使用蝶閥的地方, 不要使閘閥, 因為蝶閥比閘閥經(jīng)濟,而且調(diào)節(jié)性好。目前, 蝶閥在熱水管路得到廣泛的使用。
球閥
球閥的工作原理是靠旋轉(zhuǎn)閥戀來使閥門暢通或閉塞。球閥開關(guān)輕便, 體積小, 可以做成很大口徑, 密封可靠, 結(jié)構(gòu)簡單, 維修方便, 密封面與球面常在閉合狀態(tài), 不易被介質(zhì) 沖蝕, 在各行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。
球閥分兩類:一是浮動球式, 二是固定球式。
球閥原理圖
旋塞閥
旋塞閥是依靠旋塞體繞閥體中心線旋轉(zhuǎn), 以達到開啟與關(guān)閉的目的。它的作用是切斷、分田和改變介質(zhì)流向。結(jié)構(gòu)簡單, 外形尺寸小, 操作時只須旋轉(zhuǎn)90度, 流體阻力也不大。其缺點是開關(guān)費力 , 密封面容易磨損, 高溫時容易卡住, 不適宜于調(diào)節(jié)流量。
旋塞閥的種類很多,有直通式、三通式和四通式。
減壓閥
減壓閥是將介質(zhì)壓力降低到一定數(shù)值的自動閥門, 一般閥后壓力要小于閥前壓力的50% 。減壓閥種類很多, 主要有活塞式和彈簧薄膜式兩種。
活塞式減壓閥是通過活塞的作用進行減壓的閥門。
彈簧薄膜式減壓閥,是依靠彈簧和薄膜來進行壓力平衡的。
疏水閥
疏水閥也叫阻汽排水閥、汽水閥、疏水器等。它的作用是自動排泄不斷產(chǎn)生的凝結(jié)水, 而不讓蒸汽出來。
疏水閥種類很多,有浮筒式、浮球式、鐘形浮子式、脈沖式、熱動力式、熱膨脹式。常用的有浮筒式、鐘形浮子式和熱動力式。
浮筒式疏水閥
二
金屬閥門的材質(zhì)分類
閥門通常由閥體、閥蓋、閥瓣、閥桿、熱片、填料及驅(qū)動件組成。我們稱閥體、閥蓋的材料為殼體材料(也稱主體材料),閘板/閥瓣、球體、閥座、閥桿、密封座常常稱謂內(nèi)件,此外還有緊固件等。
閥體、閥蓋、閥瓣材料
閥體、閥蓋和閥瓣是閥門主要零件,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:
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)。
灰鑄鐵常用牌號:HT200、HT250、HT300、HT350
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:KTH300—06、KTH330—08、KTH350—10
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:QT400—15、QT450—10、QT500—7
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:WC1、WCB、ZG25及鋼20、25、30及低合金結(jié)構(gòu)鋼16Mn
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:ZGnSn10Zn2(錫青銅),H62、Hpb59—1(黃銅)、QAZ19—2、QA19—4(鋁青銅)
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:ZGCr5Mo,ZG20CrMoV, ZG15Gr1Mo1V, 12CrMoV , WC6, WC9等
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:ZG1Cr18Ni9 、0Cr18Ni9、 1Cr18Ni9Ti 、ZG0Cr18Ni9
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:ZG0Cr18Ni9Ti 、ZG0Cr18Ni10,ZG1Cr18Ni12Mo2Ti<耐酸和尿素>。
密封面是閥門關(guān)鍵的工作面,密封面的好壞關(guān)系到閥門的使用壽命。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
軟質(zhì)材料
橡膠(包括丁睛橡膠,氟橡膠等)
塑料(聚四氟乙烯,尼龍等)
硬密封材料
銅合金(用于低壓閥門)
鉻不銹鋼(用于普通高中壓閥門)
司太立合金(用于高溫高壓閥門及強腐蝕閥門)
鎳基合金(用于腐蝕性介質(zhì))
閥桿在閥門開啟和關(guān)閉過程中,承受拉、壓和扭轉(zhuǎn)作用力,并與介質(zhì)直接接觸,同時和填料之間還有相對的摩擦運動。
因此閥桿材料必須保證在規(guī)定溫度下有足夠的強度和沖擊韌性,有一定的耐腐蝕性和抗擦傷性,以及良好的工藝性。
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碳素鋼。
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。
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。
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。