今天周末給大家科普一下機械零部件知識————關於閥門

主要內容是： 閥門概述及分類、典型閥門介紹、 電動和氣動執行機構及調試、 閥門的試驗、 常見故障及維修。

閥門是流體輸送系統中的控制部件，具有截斷、調節、導流、防止逆流、穩壓、分流或溢流泄壓等功能。

閥門的種類很多，且有多種分類方法：

一、按用途和作用分類

1、截斷閥類： 主要用於截斷或接通介質流。包括閘閥、截止閥、隔膜閥、旋塞閥、球閥、蝶閥等。

2、調節閥類： 主要用於調節介質的流量、壓力等。包括調節閥、節流閥、減壓閥等。

3、止回閥類： 用於阻止介質倒流。包括各種結構的止回閥。

4、分流閥類： 用於分配、分離或混合介質。包括各種結構的分配閥和疏水閥等。

5、安全閥類： 用於超壓安全保護。包括各種類型的安全閥。

按主要參數分類

1、按壓力分類

(1) 真空閥 工作壓力低於標準大氣壓的閥門。

(2) 低壓閥 公稱壓力PN

(3) 中壓閥 公稱壓力PN

(4) 高壓閥 公稱壓力PN10.0~80.0Mpa的閥門。

(5) 超高壓閥 公稱壓力PN≥100Mpa的閥門。

2、按介質工作溫度分類

(1) 高溫閥 t>450℃的閥門。

(2) 中溫閥 120℃≤t

(3) 常溫閥 -40℃≤t

(4) 低溫閥 -100℃≤t

(5) 超低溫閥 t

3、按閥體材料分類

(1) 非金屬材料閥門 如陶瓷閥門、玻璃鋼閥門、塑料閥門。

(2) 金屬材料閥門 如銅合金閥門、鋁合金閥門、鉛合金閥門、鈦合金閥門鐵閥門、碳鋼閥門、低合金鋼閥門、高合金鋼閥門。

(3) 金屬閥體襯裡閥門 如襯鉛閥門、襯塑料閥門、襯搪瓷閥門。

通用分類法

這種分類方法既按原理、作用又按結構劃分，是目前國內、國際最常用的分類方法。一般分為：閘閥、截止閥、旋塞閥、球閥、蝶閥、隔膜閥、止回閥、節流閥、安全閥、減壓閥、疏水閥、調節閥。

蝶閥有彈性密封和金屬的密封兩種密封型式。彈性密封閥門，密封圈可以鑲嵌在閥體上或附在蝶板周邊。採用金屬密封的閥門一般比彈性密封的閥門壽命長，但很難做到完全密封，金屬密封能適應較高的工作溫度，彈性密封則具有受溫度限制的缺點。

球閥只需要用旋轉90度的操作和很小的轉動力矩就能關閉嚴密。完全平等的閥體內腔為介質提供了阻力很小、直通的流道。球閥最適宜直接做開閉使用，但也能作節流和控制流量之用。球閥的主要特點是本身結構緊湊，易於操作和維修，適用於水、溶劑、酸和天然氣等一般工作介質，而且還適用於工作條件惡劣的介質，如氧氣、過氧化氫、甲烷、乙烯、樹脂等。球閥閥體可以是整體的，也可以是組合式的。

氣蝕、噪音問題及解決

閥門氣動驅動裝置安全、可靠、成本低，使用維修方便，是閥門驅動機構中的一大分支。氣動裝置在具有防爆要求的場合應用較多。閥門氣動驅動裝置採用氣源的工作壓較低，結構尺寸不大，閥門氣動驅動裝置的總推力也不很大。

電動執行機構一般由電機、減速箱、手操機構、機械位置指示機構等一些部件組成。與其他閥門驅動裝置相比，電動驅動裝置具有動力源廣泛，操作迅速、方便等特點，並且容易滿足各種控制要求。所以，在閥門驅動裝置中，電動裝置佔主導地位。

閥門試驗

閥門在總裝完成後必須進行性能試驗，以檢查產品是否符合設計要求和是否達到國家所規定的質量標準。閥門的材料、毛坯、熱處理、機加工和裝配的缺陷一般都能在試驗過程中暴露出來。

常規試驗有殼體強度試驗、密封試驗、低壓密封試驗、動作試驗等，並且根據需要，依次序逐項試驗合格後進行下一項試驗。

強度試驗

閥門可看成是受壓容器，故需滿足承受介質壓力而不滲漏的要求，故閥體、閥蓋等零件的毛坯不應存在影響強度的裂紋、疏鬆氣孔、夾渣等缺陷。閥門製造廠除對毛坯進行外表及內在質量的嚴格檢驗外，還應逐台進行強度試驗，以保證閥門的使用性能。

強度試驗一般是在總裝後進行。毛坯質量不穩定或補焊後必須熱處理的零件，為避免和減少因試驗不合格而造成的各種浪費，可在零件粗加工後進行中間強度試驗（常稱為毛泵）。經中間強度試驗的零件總裝後，如用戶未提出要求，閥門可不再進行強度試驗。蘇閥為了保證質量，在中間強度試驗後，閥門都全部最後再進行強度試驗。

試驗通常在常溫下進行，為確保使用安全，試驗壓力P一般為公稱壓力PN的1.25~1.5倍。試驗時閥門處於開啟狀態，一端封閉，從另一端注入介質並施加壓力。檢查殼體（體、蓋）外露表面，要求在規定的試驗持續時間（一般不小於10分鐘）內無滲漏，才可認為該閥門強度試驗合格。為保證試驗的可靠性，強度試驗應在閥門塗漆前進行，以水為介質時應將內腔的空氣排凈。

滲漏的閥門，如技術條件允許補焊的可按技術規範進行補焊，但補焊後必須重新進行強度試驗，並適當延長試驗持續時間。

密封試驗

除節流閥外，無論是切斷用閥還是調節用閥，均應具有一定的關閉密封性，故閥門出廠前需逐台進行密封試驗，帶上密封的閥門還要進行上密封試驗。

試驗通常是在常溫下以公稱壓力PN進行的，蘇閥一般是在1.1倍PN壓力下進行的。

以水為試驗介質時，易使閥門產生鏽蝕，通常要根據技術要求控制水質，並在試驗後將殘水吹乾或烘乾。

閘閥和球閥由於有兩個密封副，故需進行雙向密封試驗。試驗時，先將閥門開啟，把通道一端封堵住，壓力從另一端引入，待壓力升高到規定值時將閥門關閉，然後將封堵端的壓力逐漸卸去，並進行檢查。另一端也重複上述試驗。閘閥的另一種試驗方法是在體腔內保持試驗壓力，從通道兩端同時檢查閥門的雙密封性。

試驗止回閥時，壓力應從出口端引入，在入口端進行檢查。

密封試驗時，閥門的關閉力矩應按公稱壓力與公稱通徑決定。手動閥門通常只允許用正常體力關閉，而不得藉助於其他輔助器械，當手輪直徑≥320mm時允許用兩人關閉。有驅動裝置的閥門，應在使用驅動裝置的情況下試驗。如技術要求上規定有關閉力矩要求時，需用測力扳手測關閉力矩。

密封試驗應在閥門總裝後的強度試驗後進行，因為不僅要檢驗閥門的關閉密封性，還應檢驗填料及中法蘭墊片的密封性。

上密封試驗通常在強度試驗時一併進行。試驗時並閥桿升高到限位置，使閥桿與閥蓋密封面緊密接觸，將填料壓蓋鬆開後檢查其密封性。

用於氣體介質的閥門或圖紙技術規範書要求作低壓氣密封試驗的閥門，必須按試驗標準規範進行，試驗介質為氮氣或乾燥清潔的空氣。試驗壓力為0.6MPa。

性能試驗

試驗介質同殼體強度試驗和密封試驗，在殼體強度試驗和密封試驗合格後進行。

手動閥門動作性能試驗：閥門處於開啟狀態，閥腔內充壓到試驗壓力，用規定的力矩關閉閥門，在閥瓣的一側減壓，以在開啟閥門最不利和方向建立壓差，然後以規定的力矩開啟閥門，如此進行至少三次以上完整的帶載循環動作，以檢查閥門開和關的操作是否正常、動作是否靈活、開和關的位置指示是否正確等；

止回閥動作性能試驗，在規定的壓差下作閥門開啟試驗，試驗次數不少於3次；

電動和氣動閥門動作性能試驗，按閥門技術規格書的規定進行，閥門技術規格書無明確規定時，應以額定執行機構操作閥門完成三次完整的帶載循環動作，在整個試驗中，閥門必須運行平穩、靈活，閥門開、關必須到位，位置指示必須正確。

真空密封試驗

真空密封試驗（或稱真空檢漏）是一種靈敏度很高的密封試驗方法。宇航及原子能工業用閥及密封性要求極高的閥門一般均進行真空密封試驗。

真空試驗通常在閥門強度、密封試驗合格後進行。為保證試驗的準確性，被測閥門應具有很高的清潔度和加工精細的密封面。而且閥體、閥蓋一般均應採用鍛件。

真空密封試驗通常的方法是氦質譜檢漏：將被測閥門用真空泵抽至規定的真空度後，在閥門被測部位外施加氦氣（有氦罩法或噴氦法）。如有漏隙，氦氣便進入閥門的被測部，系統中的氦質譜檢漏儀就可顯示出來，據此可計算漏率。

微泄露試驗

近年來隨著人們環保意識的加強，世界上的各種機構對閥門的密封提出了更為嚴格的要求，特別是對使用介質為強腐蝕性、強輻射性、劇毒時。閥門的微泄漏（fugitive emission）要求就是其中的一種。閥門的微泄漏檢測( FE TEST)主要是檢查閥門中法蘭和填料函處的微量泄漏程度，屬於閥門殼體密封試驗的一種。

閥門微泄漏檢測的基本原理是：在閥門處於半開半閉狀態時向閥門內部通以規定壓力的氦氣，用已調節好漏率的帶吸氣探針的氦質譜檢漏儀對中腔和填料函部位進行檢測，看該部位是否滿足用戶所規定的漏率。

閥門微泄漏要求是當今閥門發展的一種方向，這種微泄漏要求是很符合核電閥門的要求的。

試驗設備

閥門常見故障及維修

閥門密封面擦傷、閥桿光柱部分咬擦傷和閥桿螺紋部分咬傷等

密封面研磨後有磨粒嵌入密封面裡，未清除乾淨，造成密封面擦傷；有的經使用後，磨粒在介質的沖刷下，磨粒排出而粘在密封面上，經閥門開關，造成擦傷。

－－處理方法：合理選用研磨劑，密封面研磨後必須清洗乾淨。

介質中的贓物或者焊渣未清除乾淨，造成擦傷。－－處理方法：重新清洗乾淨。

閥桿與填料壓套、填料墊碰擦，其次介質中含有硼的介質，泄出後會結晶形成硬的顆粒，在填料與閥桿接觸表面，開關時拉傷閥桿表面。

－－處理方法：正確安裝、調整零部件配合間隙和提高閥桿表面硬度。

梯形螺紋處有沾污贓物,潤滑條件差;閥桿和有關零件變形

－－處理方法：清除贓物，對高溫閥門及時塗潤滑劑；對變形零件修正。

填料泄漏和閥體與閥蓋連接處泄漏

（1）填料泄漏

泄漏及原因：

填料密封原理: 對填料施加的軸向力,填料產生塑性變形,閥門由於多個填料安裝, 部位相互交替接觸,形成 「 迷宮效應 」，起到阻止壓力介質外泄漏的作用。

填料泄漏除了在壓力和介質不同的滲透力下，填料的接觸壓力不夠外，還有填料本身的老化，閥桿的拉傷等原因。

填料對閥桿產生腐蝕，所以當壓力把介質沿著填料與閥桿之間的接觸間隙向外泄漏，直至從填料處泄漏，另外操作不當，用力過度閥桿彎曲。

填料選用不當，不耐介質腐蝕、不耐高壓或真空、高溫及低溫。

填料超過使用期，已老化，失去彈性

填料安裝數量不足

處理方法：

應按工況條件選用填料型式和材料 ；

預緊填料，正確安裝和確定填料數量；

閥桿彎曲，表面腐蝕機械修理或更換；

填料失效必須更換。

法蘭泄漏

閥門的法蘭密封連接在接觸部位之間根據設計要求安放密封墊片，依靠連接螺栓所產生的預緊力達到足夠的比壓，阻止介質向外泄漏。

墊片材料和結構有：橡膠墊片、石棉橡膠墊片、石墨墊片、不鏽鋼和石墨纏繞式墊片、波紋管形和金屬墊片。

墊片密封屬於強制密封。

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