工藝管道閥門基礎知識及安裝要點

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1、管道的分類： 按最高工作壓力、最高工作溫度、介質(zhì)、管道材質(zhì)等因素分類。 設計壓力、介質(zhì)： 管道 級別 適用范圍 A 1.劇毒介質(zhì)管道 2.設計壓力大于或等于10Mpa的易燃、可燃介質(zhì)管道 B 1.介質(zhì)閃點低于28℃的易燃介質(zhì)管道 2.介質(zhì)爆炸下限低于10%的管道 3.操作溫度高于或等于介質(zhì)自然點的C級管道 C 1.介質(zhì)閃點28-60℃的易燃、可燃介質(zhì)管道 2.介質(zhì)爆炸下限高于或等于10％的管道 ? 管道名稱 設計壓P，Mpa·G 真空管道 ＜0 低壓管道 0＜P＜1.6 中壓管道 1.6≤P＜10 高壓管道 10≤P＜35 低溫管道

2、：＜-20℃；常溫管道：-20～200℃；高溫管道：＞200℃。 公稱直徑： 用符號DN表示，其后附加公稱直徑的數(shù)值。 公稱直徑為100mm，用DN100表示。 對于引進裝置習慣用英寸表示。 公稱直徑50mm時，2〞表示。 公稱直徑的作用是：凡是公稱直徑相同的管子、管件(法蘭、閥門等)均能互相聯(lián)接。 公稱壓力： 公稱壓力是為了設計、制造和使用的方便而規(guī)定的一種壓力等級 指管內(nèi)工作介質(zhì)溫度在0～120℃范圍內(nèi)的最高允許工作壓力 用符號PN表示，其后附公稱壓力的數(shù)值 公稱壓力為2.5MPa，用PN2.5表示(老產(chǎn)品有用“kgf/cm2單位，注意識別)，或PN25 bar。

3、 當介質(zhì)溫度大于120℃時，材料的強度下降，實際允許的工作壓力要小于公稱壓力。 如鑄鐵閥門的公稱壓力為1MPa，在200℃工作時，其工作壓力不能大于0.9MPa。 用于高溫介質(zhì)的管子及管件選用時應查閱有關(guān)手冊，不能只憑公稱壓力為選用依據(jù)。 壁厚： 常用的管子壁厚表示法有管子表號(Sch.）、壁厚尺寸兩種方法。 管子表號(Sch.）是設計壓力與設計溫度下材料的許用應力的比值乘以1000，并經(jīng)圓整后的數(shù)值表號越大，壁厚越厚。 中國、ISO等鋼管標準采用壁厚尺寸表示鋼管壁厚系列。 表示方法為管外徑×壁厚。 例如：φ60.5×3.5mm。 管道材料等級： 根據(jù)設計溫度、設計壓力和

4、輸送介質(zhì)要求及材料的性能和經(jīng)濟合理性確定 管道和管道組成件的材質(zhì)、品種和規(guī)格型號根據(jù)PID上的管道材料等級規(guī)定選用 材料等級編碼由6部分組成： J A J R 61 J-?項目代碼 A-?壓力等級(ASME/ANSI B16.5) J-?材料代碼 R-?法蘭面(ASME/ANSI B16.5) 61-?序列號 工廠管道應用條件： 涉及介質(zhì)種類，有LNG、MDEA、CO2、乙烯、丁烷、低溫工藝物料、其他化學物等 介質(zhì)有一定腐蝕性。 環(huán)境溫度低。 冷區(qū)部分管線溫度極低。 管道設計壓力Pmax=7.2MPa，設計溫度Tmin= -196℃，Tmax=260℃。 管道直徑

5、規(guī)格為1/2”~48”。 管道材料主要是各種與設計溫度相對應的碳鋼材料，深冷溫度時則采用奧氏體不銹鋼。 低溫管道的材料應用： 碳鋼管在＋5℃至－19℃內(nèi)處于延性狀態(tài)，可正常使用，如果使用溫度低于或等于－20℃，碳鋼管就逐漸變?yōu)橐源嘈誀顟B(tài)為主。 低于或等于－20℃的管道屬于低溫管道。 低溫管道選擇材料： 第一是“低溫脆性”，合理選擇“沖擊韌性”高的鋼板，同時從配管設計和管系制作上防止脆斷和脆裂。 第二是管道的保冷結(jié)構(gòu)設計和滿足保冷的設計要求，它直接關(guān)系到能耗和設備管道的操作、施工、檢修等。 低溫管道的布置： 管道有足夠的柔性，利用管道的自然補償或設置補償器。 避免管道振動：

6、 泵、壓縮機和排氣管須防整條管道的振動。 機械振源處的管道設置彈性元件，如波紋補償器隔斷振源。 裝有安全閥、排氣管或排污閥的支管，在容易結(jié)冰范圍內(nèi)采用奧氏體不銹鋼材料，再使用法蘭連接不同材質(zhì)的支管。 彎頭處應力最大，最容易脆裂，不應焊接支吊架。 靠近彎頭或三通處需要接一短管后再焊接法蘭（留出保冷厚度）。對接法蘭中只需保證法蘭一端留有裝卸螺栓的間距。 閥門組的配管能順利卸下其中任一閥不影響管道保冷結(jié)構(gòu)。 低溫保冷管道支架，防止產(chǎn)生“冷橋”的措施。 管道水平敷設，底部墊有木塊或硬質(zhì)隔熱材料塊，避免管道冷損。 管道垂直敷設，支架生根設備和管道均墊木塊或硬質(zhì)隔熱材料塊。 閥門

7、的基礎知識： 閥門主要功能是：接通和截斷介質(zhì)；防止介質(zhì)倒流；調(diào)節(jié)介質(zhì)壓力、流量；分離、混合或分配介質(zhì)；防上介質(zhì)壓力超過規(guī)定數(shù)值，以保證管道或設備安全運行等。 閥門投資約占裝置配管費用的40～50％。 選用閥門主要從裝置無故障操作和經(jīng)濟兩方面考慮。 閥門-選擇原則： 迅速接通和截斷介質(zhì)：-閘閥、蝶閥、球閥； 防止介質(zhì)倒流：-止回閥； 調(diào)節(jié)介質(zhì)壓力、流量：-截止閥、調(diào)節(jié)閥； 分離、混合或分配介質(zhì)：-旋塞閥、閘閥、調(diào)節(jié)閥； 防止介質(zhì)壓力超過規(guī)定數(shù)值，以保證管道或設備安全運行：-安全閥。 閥門-選擇原則： 輸送流體的性質(zhì)；閥門的功能； 閥門的尺寸；閥門的阻力損失； 閥門的工作

8、溫度和工作壓力；（對可為兩條） 閥門的材質(zhì)。 閥門的分類： 使用場所不同：高溫閥、低溫閥、高壓閥和低壓閥； 材料的不同：鑄鋼閥、鑄鐵閥。 閥門類型的選擇： 根據(jù)介質(zhì)的性質(zhì)、操作條件及對閥門的要求等因素確定。 物料狀態(tài)-物性、氣/液比、揮發(fā)性、凝點、粘度、腐蝕性、毒性、易燃易爆性。 操作條件-溫度、壓力、開停工或再生、允許壓降。 閥門功能：閥門在結(jié)構(gòu)設汁、材料選用和制造技術(shù)、加工精度和性能檢驗也比較嚴格。 注：符號表示：O適用；●可用；▲適當可用；◆不適用。 閘閥結(jié)構(gòu)特點及應用： 閘閥由閥體、閥蓋、閘板、閥桿、手輪等零件組成。 明桿閘閥：閘板隨閥桿一起作直線運動。

9、 暗桿閘閥：閘板隨閥桿啟閉只是旋轉(zhuǎn)使閘板升降，閥桿位置無變化。 DN50以下的低壓的無腐蝕介質(zhì)閥門常采用暗桿。 閘閥只能作全開和全關(guān) , 不能作調(diào)節(jié)和節(jié)流。 截止閥結(jié)構(gòu)特點及應用： 截止閥的啟閉件是塞形的閥瓣，密封面呈平面或錐面，閥瓣沿流體的中心線作直線運動。允許作調(diào)節(jié)和節(jié)流。 直通式和直流式的截止閥、節(jié)流閥可安裝在水平或垂直管道上，角式截止閥和節(jié)流閥需安裝在垂直相交的管道上。 安裝時要注意閥體的指示方向與介質(zhì)的流向一致。 止回閥結(jié)構(gòu)特點及應用： 止回閥用于需要防止流體逆向流動的場合，介質(zhì)順流時開啟，逆流時關(guān)閉。 旋啟式，升降式，軸流式（噴咀）。 ?

10、旋啟式止回閥：閥內(nèi)通道成流線形，流動阻力比直通式升降止回閥小，適用于大口徑的場合。密封性能不如升降式，適用于低流速和流動不常變動的場合，不宜用于脈動流。 升降式止回閥： 按管道的安裝位置分為兩種： 直通式：介質(zhì)停止流動時，閥瓣靠自重降落在閥座上可阻止介質(zhì)倒流。 立式升降式：介質(zhì)進出口通道方向與閥座通道方向相同，其流動阻力小。 軸流式止回閥（噴咀）： 在管道系統(tǒng)中防止流體倒流危害，保護機械設備。 止回閥的應用： 直通式升降止回閥安裝在水平管道上。 立式升降止回閥和底閥安裝在垂直管道上，要求介質(zhì)自下而上流動。 旋啟式止回閥安裝在水平管道上，也可安裝在垂直管道或傾斜管道上。

11、 小口徑管道上選用升降式止回閥，大口徑管道上選用旋啟式止回閥。 安裝止回閥時要注意介質(zhì)流動方向與止回閥箭頭指示方向一致。 球閥工作原理：球閥的閥瓣為一中間有通道的球體，球體圍繞自己的軸心線作90°旋轉(zhuǎn)以達到啟閉。 由閥體、球體、密封圈、閥桿及驅(qū)動裝置組成。 用于需要快速啟閉或要求阻力小的場合； 用于高壓管道和低壓力降的管道； 其使用壽命長，啟閉省力。適用于較大口徑及壓力較高的場合。 由于節(jié)流可能造成密封件或球體的損壞，一般不用球閥節(jié)流。 全通道球閥不適用于調(diào)節(jié)流量。 蝶閥工作原理：蝶閥是由閥體、圓盤、閥桿和手柄組成。 ? 在許多場合蝶閥取代了截止閥和自控系統(tǒng)的調(diào)節(jié)

12、閥，特別是在大流量調(diào)節(jié)場合。 可廣泛用于操作壓力2.0Mpa，工作溫度200℃以下的輸送各種介質(zhì)。 水、油品、氣體、液體、漿液、懸浮液的管道上的截流和調(diào)節(jié)流量。 低溫閥門： 低溫閥門主要用于介質(zhì)溫度-40℃～ -196℃的閥門。 低溫球閥、低溫閘閥、低溫截止閥。 輸送介質(zhì)易燃、易爆、滲透性強的介質(zhì)，如乙烯，液化天然氣、LNG儲罐。 介質(zhì)在升溫時要氣化，氣化時體積可膨脹數(shù)百倍。 低溫條件下，材料的抗拉強度和硬度提高，塑性和韌性降低，呈現(xiàn)低溫脆性材質(zhì)不合格，會造成殼體及密封面的外漏或內(nèi)漏；零部件的綜合機械性能、強度和鋼度滿足不了使用要求甚至斷裂。導致介質(zhì)泄漏引起爆炸。 基木要求：

13、所有低溫材料部件在精加工之前必須進行深冷處理，以減小低溫閥門在低溫工況下的收縮變形。 閥體、閥蓋、閥座、啟閉件：溫度高于-100℃選用鐵素體不銹鋼，溫度低于-100℃時選用奧氏體不銹鋼。 閥桿：奧氏體不銹耐酸鋼制造，經(jīng)熱處理，以提高抗拉強度，鍍硬鉻（鍍層厚度0.04~0.06mm），或進行滲氮處理，以提高表面硬度。 緊固件：溫度高于-100℃時，螺栓采用Ni、Cr-Mo等合金鋼，經(jīng)熱處理，以防止螺紋咬傷；溫度低于-100℃時，螺栓材料用奧氏體不銹鋼。螺母材料采用Mo鋼或Ni鋼。 墊片：使用溫度高于-196℃，低溫最高使用壓力為5MPa時，采用不銹鋼帶石棉纏繞式墊片、不銹鋼帶聚四氟乙烯纏

14、繞式墊片或不銹鋼帶膨脹石墨纏繞式墊片。 閥門安裝一般規(guī)定： 閥門應根據(jù)管道及儀表流程圖（PID）上所示類型及數(shù)量設置。當PID對某些閥門安裝位置有具體要求時，應按工藝要求設置。 閥門的類型和溫壓等級應按照各工程規(guī)定中的配管材料等級來選用。 對于不需要經(jīng)常操作的閥門（只在開停車時使用），如果在地面上無法操作時，也應布置在能架設臨時梯子的地方。 閥門手輪的中心距操作面的高度為750～1500mm之間，最佳高度為1200mm，不需經(jīng)常操作的閥門安裝高度可達1500～1800mm。當安裝高度無法降低且又需要經(jīng)常操作時，設計時應考慮設操作踏步。 不同方位上閥門的安裝高度和距離詳見下圖。

15、 閥門手輪中心距操作面的高度超過1800mm時，應設置鏈輪掛鉤，鏈輪的鏈距地面宜為800mm左右。為不影響應鏈輪操作，將鏈子下端掛在靠近的墻上或柱子上。 安裝在管溝內(nèi)的閥門，當打開溝蓋板能夠操作時，閥門的手輪不應低于溝蓋板下300mm，當?shù)陀?00mm以下時，應設閥門伸長桿，使其手輪在溝蓋板下100mm以內(nèi)。 安裝在管溝內(nèi)的閥門需要在地面上操作的，或安裝在上一層樓面（平臺）下方的閥門，可設閥門伸長桿使其延伸至溝蓋板、樓板、平臺上面進行操作。伸長桿的手輪距操作面1200mm左右為宜。 小于等于DN40及絲扣連接的閥門不應使用鏈輪或伸長桿進行操作，以免損壞閥門。 通常情況下，應盡量

16、少使用伸長桿和鏈輪來操作閥門。 布置在平臺周圍的閥門手輪距平臺邊緣的距離不宜大于450mm。當閥桿和手輪伸入平臺內(nèi)的上方且高度小于2000mm時，應使其不影響操作人員的操作和通行，以免造成人身傷害。 閥門相鄰布置時，手輪間的凈距不宜小于100mm。 除了因工藝需要用于沉淀物料或固體放料閥門外，一般閥門的手輪不得朝下，尤其是危險介質(zhì)管道上的閥門嚴禁手輪朝下，以免操作時泄漏危及人身安全。 閥門手輪的方位依次為：垂直向上，水平，垂直向上左右傾斜45°，垂直向下左右傾斜45°（最好不用）。 塔、反應器、立式容器等設備底部管道上的閥門不得布置在裙座內(nèi)。 工藝管道及儀表流程圖（P&ID）上

17、與設備管口畫在一起的閥門，應當直接與設備管口相連接。 通常情況下切斷設備用的閥門，在條件允許時宜與設備設備管口直接相接，或盡量靠近設備。與裝有劇毒介質(zhì)的設備相連接的管道上的閥門，應與設備管口直接相接，該閥門不得使用鏈輪操作。 與設備管口直接相接的閥門，設計時應特別注意閥門側(cè)的法蘭必須與設備管口上的法蘭配對。當閥門上是凹面法蘭時，要提請設備專業(yè)在相應的管口配置凸面法蘭。 從干管上引出支管時，其切斷閥應盡量靠近干管并裝在支管水平段的最高點上，以便流體向閥門兩側(cè)排凈。 管廊上的支管切斷閥不經(jīng)常操作（僅在停車檢修時用），若沒有設永久性梯子時，設計時應考慮留出使用臨時梯子的空間位置。

18、大型閥門的操作應使用帶齒輪傳動機構(gòu)，安裝時應考慮齒輪傳動機構(gòu)所需空間位置。通常，閥門的尺寸大于下列等級的尺寸應考慮使用帶齒輪傳動機構(gòu)的閥門。 對于蒸汽加熱設備，可在蒸汽入口處設一小的旁通線，以免開始送汽時加熱太快。 當閥門兩側(cè)壓差大時，為方便閥門的開啟需設置壓力平衡旁通閥，旁通閥尺寸可按下表選用。 DN600以上的閥門，其旁通管和旁通閥為DN40。 旁通閥尺寸選用表 閥門安裝時，應盡量不要使閥門承受外加載荷，以免應力過大損壞閥門。除非經(jīng)過應力分析，否則低壓閥門不可用于厚壁鋼管的管道上。 較大的閥門應在閥門的一側(cè)或兩側(cè)設置支架，設置的原則為拆下閥門時不應影響管道的支撐

19、，一般支架距法蘭300mm左右。 高壓閥門開啟時啟動力大，必須設置閥架以支承閥門和減少啟動應力，其安裝高度以600～1200mm為宜。 在進出裝置界區(qū)處的管廊上的切斷閥應集中布置并設置操作平臺。 對夾式閥門或蝶閥不得與其它閥門和管道附件直接連接，中間應設一短管。 裝置界區(qū)的消防水和消防蒸汽的閥門應布置在發(fā)生事故時，操作人員易接近的安全地帶。 升降式止回閥應安裝在水平管道上,立式升降式止回閥可裝在垂直管道上。升降式止回閥一般適用于干凈的流體上。 旋啟式止回閥應優(yōu)先安裝在水平管道上，也可安裝在介質(zhì)自下向上流動的垂直管道上。 管道上安裝絲扣連接的閥門時，設計時在閥門鄰近必須安裝活接頭，

20、以便拆裝。 加熱爐滅火蒸汽管道的閥組應便于操作，距爐體不得小于15m。 水管道上閥門的安裝，在寒冷地區(qū)要考慮防凍問題，要避免閥前出現(xiàn)積液造成停工時水排不凈凍壞閥門，同時還要采取必要的防凍措施，如加防凍排液閥及防凍循環(huán)閥等。 減壓閥的安裝： 在蒸汽管道和壓縮空氣管道上，當系統(tǒng)壓力比較高，而用戶要求較低壓力時，可采用減壓閥減壓的辦法來滿足用戶的要求。 減壓閥應布置在易檢修、振動小、周圍較空的地方，不應布置在靠近移動設備和易受沖擊的地方。 減壓閥可布置在距地面（樓面）1～2m以下的地方，靠墻設置，但占地較大。 減壓閥也可布置在距地面（樓面）3m左右的空中，但要設平臺。 蒸汽系統(tǒng)減壓閥

21、組前應設汽水分離罐和疏水閥。 為了檢修需要，減壓閥組應加切斷閥和旁路閥，旁路閥應選截止閥。為了避免管道中雜質(zhì)對減壓閥的磨損，可在減壓閥前設置Y型過濾器。減壓閥前后應裝壓力表指示壓力，以便于調(diào)節(jié)。為保證安全，減壓閥組后應設置安全閥，當壓力超過時能起到泄壓作用。 減壓閥前后應設置直管段，閥前直管長度約600mm，閥后直管長度約1500mm。當減壓比（閥后壓力比閥前壓力之比）小于25％時，閥后管徑可擴大為閥前的兩倍。減壓閥均應直立安裝在水平管道上。 安全閥的布置： 在設備或管道上的安全閥一般應直立垂直安裝，但對設置的液體管道、換熱器或容器等處的安全閥，當閥門關(guān)閉后，可能由于熱膨脹而使壓力升高

22、的場所，可水平安裝。 安全閥不應安裝在長的水平管道的死段，以免積聚固體物或液體。 安全閥一般應安裝在易于檢修和調(diào)節(jié)之處，周圍要有足夠的工作空間，如：立式容器的安全閥，DN80以下者，可安裝在平臺內(nèi)靠外側(cè)；DN100以上者安裝在平臺外靠平臺處，借助平臺可以對閥門進行維修。 由于大直徑安全閥重量大，故在布置時要考慮大直徑安全閥卸開后吊裝的可能，必要時設置吊桿。 安全閥入口管道的設計： 安全閥入口管道最大壓力損失不超過安全閥定壓的3％，它是按照通過安全閥的最大流量計算出的（包括入口壓力損失、管道阻力和切斷閥阻力之和）。為了減少入口壓力降，可采取下列措施： 安全閥的安裝位置應盡量靠近被保護

23、的設備或管道。 管道上或設備上安全閥接管公稱直徑可大于安全閥入口直徑的1~3級。 增大入口管徑：安全閥入口管道的管徑必須大于或等于安全閥入口管徑，其連接大小頭盡量設在靠近安全閥的入口處。 采用長半徑彎頭。 如果采用先導式安全閥，由容器或管道直接取壓時，可不受入口管的壓力降不大于安裝定壓的3％的限制。 應考慮壓力脈沖的影響，管道上安裝的安全閥，應位于壓力比較穩(wěn)定，距波動源有一定距離的地方。 安全閥出口的設計應考慮背壓不超過安全閥定壓的一定值。對于彈簧式安全閥，其背壓不超過安全閥定壓的10％，波紋管型（平衡型）背壓不宜超過定壓的30％，先導式安全閥，其背壓不超過安全閥定壓的60％。

24、安全閥排放管向大氣排放時，要注意其排出口不能朝向設備、平臺、梯子、電纜等。 安全閥排放管排入大氣時，端部切成平口，使排除物直接向上高速排出，遠離平臺等有人之處，減少對環(huán)境的影響。此時，在安全閥出口彎頭附近的低處開設φ6～φ10mm的小孔，以免雨、雪或冷凝液積聚在排出管內(nèi)。 排入密閉系統(tǒng)的安全閥出口管道應順介質(zhì)流向45°斜接在排放總管的頂部，以免總管內(nèi)的凝液倒流入支管，并可減少安全閥背壓。 當安全閥進出口管道上設有切斷閥時，應選用單閘板閘閥，并鉛封開，閥桿應水平安裝，不可朝上，以免閥桿和閥板連接的銷釘腐蝕或松動時，閥板下滑。當安全閥設有旁路閥時，該閥應鉛封關(guān)。 對可能用蒸汽吹掃的泄壓管道

25、，應考慮由于蒸汽吹掃產(chǎn)生的熱膨脹。 對可能有液化烴類排入的泄壓管道，因介質(zhì)汽化而導致低溫的管道，應考慮采用低溫鋼，并保溫和伴熱。 安全閥的反作用力：氣體或蒸汽有安全閥出口排出時，在出口管中心線上，產(chǎn)生與流向相反的作用力，成為安全閥的反作用力。在進行安全閥出口管道設計時，應考慮此作用力的影響。 閥門操作使用注意事項： 閥門開度不易過大,以免閥桿從閥芯中脫落。在操作中，閥門開至最大時，應將手輪關(guān)閉2~3圈，以躲過虛扣。 閘閥不能當作節(jié)流閥使用，使用中，其開度不易過小，以減小過流介質(zhì)對閥芯的沖刷和腐蝕。 關(guān)閉閥門時用力不易過大，以避免閥桿銅套損壞或開關(guān)困難。用閥扳關(guān)閉閥門時，不得用力過猛、野蠻操作，以閥門不內(nèi)漏為標準。 對于壓力表手閥（特別是高溫或危險介質(zhì)處的手閥），其開度不易過大，以避免壓力表出現(xiàn)大量泄漏時，關(guān)閥時間太長，事態(tài)進一步擴大。其開度以壓力表能正常顯示壓力為準。 單向閥有立裝、平裝和方向區(qū)別，使用安裝時應注意區(qū)別。