石化工程常用阀门的选用及故障分析

摘 要：大型管道系统中重要的装置种类非常多，其中起到关闭、开合作用的部件就是阀门。阀门这种部件本身有很多品种和规格，并且用途十分广泛，在每一个大型装置中使用量都非常大。所以设备选型是非常重要的问题，阀门质量如果不过关也会造成严重的泄露事件，这不仅仅会给企业带来严重的经济效益损失，甚至还可能会危害人们的生命财产安全。本文针对设备选型的问题以及可能会出现的故障进行分析，希望可以给相关工作提供一些参考。

关键词：阀门；选用；故障分析

在石油化工的领域，其大型装置和管道系统中非常广泛地应用到阀门这个部件，阀门通过其开闭，可以实现减压增压，还能改变介质的流向。石油化工行业本身具有一定的特殊性，在操作过程中经常承受高温高压，并且有毒有害气体和易燃易爆物质非常多见，为了维持生产的连续性，这也给阀门自身的质量提出了较高的要求。阀门使用量非常大，在具体工作中耗损情况是十分严重，所以阀门类型的选择和质量的控制都是非常重要的内容。

1 阀门设备选型的依据

由于生产工艺各有不同，并且管道系统对于阀门的具体要求也不一样，所以阀门在种类和结构形式上是多种多样的，设备选型一直是工程设计中非常重要的一项内容。选用最为合适的阀门设备，可以延长使用寿命，对于设备的长期稳定运行来说作用非常明显。

1.1 阀门的温度和压力

在一定温度下，能够承担的最大压力就是阀门的压力-温度的额定数值，温度升高的话，其压力阈值也会有所降低，这项内容也是阀门设备选择的主要依据。很多国家都针对阀门和法兰管件分别制定了压力-温度的额定阈值，部分厂商直接将二者采用统一的标准。

1.2 关于阀门材料

对于一个阀门部件来说，其选择除了温度和压力之外，质量往往直接决定可靠性和使用寿命的重要因素，并且也对其耐腐蚀性有一定的影响。阀门会随着其型号和用途不同，而在材料上也产生一定区别，所以不同的阀门，对于其材料的要求有所不同，除此之外也应该考虑到此种材料的耐热性能和抗腐蚀性能。

1.3 阀门部件的密闭性

密闭性也是一个阀门质量的重要衡量因素，一个阀门中的密封部位包括以下几种：启闭件、阀体阀盖之间的连接部位、阀门管道之间的連接、填料和阀杆之间等等。其中启闭件出现泄漏情况即为内漏、不容易被发现，其余则为外漏。密闭性也是阀门管件质量的主要影响因素，是阀门选用的一项重要参数。

1.4 消防安全问题

在火灾发生之后，阀门如果成为整个管道系统的破坏点，将会给整个管道造成很大破坏，有其是软密封阀门，其使用的材料强度远远低于阀体金属，并且随着阀门周围温度上升，软密封结构很有可能成为破坏点，直接加重火灾所造成的破坏。很多软密封阀门虽然密闭性较好，但如果应用的管道用于输送易燃易爆物品，则应该重视防火设计工作。

2 工程应用中常见故障分析

2.1 阀门选型不当

阀门事故的主要原因是选型不当引起的。

2.1.1 球阀在常闭状态下长期使用后，水垢等介质杂质易附着在阀瓣球体表面，使阀门开启时所需力矩增加，造成阀门开启不灵。因此，选用时，常闭的场合宜选用蝶阀，常开的场合宜选用球阀。因为蝶阀处于全闭位置时，阀座密封面与阀瓣接触，杂质不容易粘着，球阀全开时情况相同。

2.1.2 对于像闸阀和球阀等具有双密封阀座的阀门，中腔内部容易滞留流体介质，当受外部环境温度升高或系统升温等影响，滞留的流体介质易膨胀或蒸发，使阀体内产生过高的压力，导致密封圈变形或破坏，引起泄漏。此时，应采用具有泄压结构的阀门。

2.1.3 用于蒸汽锅炉等排污管道的小口径闸阀，蒸汽通过时阀门被加热，关闭冷却后，闸板易楔死，造成再次开启困难。此时，选用的闸阀应考虑设置旁通或全关闭后再倒回半圈，作为阀门的关闭位置或改选截止阀等。

2.1.4 在紧邻弯道处设置旋启式止回阀时，由于涡流的作用会引起阀瓣的旋转，使阀瓣和阀销产生振颤和磨损，甚至脱落。此时宜考虑在止回阀前后设计有一定长度的直管段，或选用有阻止阀瓣回转的止回阀结构阁。

2.2 流体介质的速度

2.2.1 流速过大

截止阀在部分开启位置使用时，高速流体的冲击力作用在阀瓣上引起阀瓣回转，阀瓣和阀杆连接部位磨损、脱落。此时，宜考虑带波纹管的截止阀，阻止阀瓣回转。旋启式止回阀的流体流速过大，则阀瓣处于全开位置附近悬浮在流体中，易产生颤振。

2.2.2 流速过低

旋启式止回阀在低压、低流速条件下使用时（阀瓣开启高度大约10°），阀瓣处于接近全闭位置，易产生颤动，与阀座拍打，发出“咔嗒咔嗒”的声音，阀瓣紧固件被撞击易松动，破坏阀瓣连接部位，最终将损害其密封表面。

2.3 止回阀

止回阀对于使用条件（有无脉动、水锤现象等）较敏感，使用中发生故障的情况比较多。选用时应考虑最大和最小使用流量、压力波动情况、止回阀适用的最低流速及尺寸等因素，根据阀门前后压力差，确定阀门的开启高度。

2.3.1 旋启式阀门在低压、低流速时使用，阀瓣易产生颤动，此时阀门只能部分打开，阀瓣不断开关持续颤动。防止颤动可以从阀门结构上（如采用均重杆辅助阀瓣关闭的结构）和配管上（如提高流速或将止回阀下游的阀门关小，减小止回阀下游流速的波动）进行考虑。

2.3.2 当流体的流动方向突然变化时，止回阀的阀瓣会猛烈关闭在阀座上，引起阀座很大的磨损，并沿管道产生水锤。工程选用中，应从阀的结构（如阀瓣上安装阻尼装置或使用金属阀座）、开关速度、缓冲储罐设置等方面充分考虑。

结束语

阀门的种类繁多，使用量大，但是质量参差不齐，所以由阀门选用不当或者质量不合格导致的事故一直是石化行业面临的一个难题。除此之外，在实际使用中操作方式不当，或者部件老化、阀门出现泄漏等等都是非常常见的情况，应该予以注意。本文首先介绍了阀门类型，并对其选用情况就行了一些说明，在使用过程中，工作人员应该对阀门的结构心中有数，并且重视新技术和新材料的动态。阀门在石化行业中属于关键部件，只有提高对其的重视程度，才能让石化工业在运行中保证安全稳定，为我国经济发展做出贡献。

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