化工装置常用阀门的使用与维护

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化工装置常用阀门的使用与维护

一、阀门概述

阀门是用来控制管路内流体的流量和压力的部件，阀门的主要作用有：

1、阀门的启闭作用——截断或沟通管道内流体的流动；

2、阀门的调节作用——调节管内流体的流量；

3、阀门的节流作用——调节阀门开度，改变压力降，达到调节压力的作用。

目前化工装置内常用阀门按用途和作用分类主要有以下集中：

（1）、截断阀类主要用于截断或接通介质流。包括闸阀、截止阀、隔膜阀、球阀、旋塞阀、碟阀、柱塞阀、球塞阀、针型仪表阀等。

（2）、调节阀类主要用于调节介质的流量、压力等。包括调节阀、节流阀、减压阀等。

（3）、止回阀类用于阻止介质倒流。包括各种结构的止回阀。

（4）、分流阀类用于分离、分配或混合介质。包括各种结构的分配阀和疏水阀等。

（5）、安全阀类用于介质超压时的安全保护。包括各种类型的安全阀。

在本次培训内容中主要介绍我们化工装置常见的几种阀门：闸阀、截止阀、球阀、蝶阀、隔膜阀。

二、常见的几种阀门

（一）、闸阀

闸阀的结构主要由阀体、阀盖、闸板、阀杆、手轮等零件组成，如图1所示。

图1 闸板结构

1-手轮； 2-阀杆螺母；3-填料压盖；4-填料；

5-阀盖； 6-双头螺栓；7-螺母； 8-垫片；

9-阀杆； 10-闸板； 11-阀体

闸阀（gate valve）的启闭件是闸板，闸板的运动方向与流体方向相垂直，闸阀只能作全开和全关 , 不能作调节和节流。闸板有两个密封面 , 最常用的模式闸板阀的两个密封面形成

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楔形、楔形角随阀门参数而异 , 通常为 50, 介质温度不高时为 2°52' 。楔式闸阀的闸板可以做成一个整体，叫做刚性闸板；也可以做成能产生微量变形的闸板 , 以改善其工艺性 , 弥补密封面角度在加工过程中产生的偏差 , 这种闸板叫做弹性闸板。

闸阀的种类 ,按密封面配置可分为楔式闸板式闸阀和平行闸板式闸阀 , 楔式闸板式闸阀又可分为:单闸极式、双闸板式和弹性闸板式；平行闸板式闸阀可分为单闸板式和双闸板式。按阀杆的螺纹位置划分，可分为明杆闸阀和暗杆闸阀两种。

闸阀关闭时 , 密封面可以只依靠介质压力来密封 , 即依靠介质压力将闸板的密封面压向另一侧的阀座来保证密封面的密封，这就是自密封。大部分闸阀是采用强制密封的 , 即阀门招聘网关闭时，要依靠外力强行将闸板压向阀座 , 以保证密封面的密封性。

优点：流体阻力小 , 密封面受介质的忡刷和侵蚀小；开闭较省力；介质流向不受限制 , 不扰流、不降低压力；形体简单 , 结构长度短，制造工艺性好，适用范围广。

缺点：密封面之间易引起冲蚀和擦伤，维修比较困难；外形尺寸较大，开启需要一定的空间，开闭时间长；结构较复杂。

闸阀的安装与维护应注意以下事项：

带有旁通阀的闸阀在开启前应先打开旁通阀（以平衡进出口的压差及减小开启力 )；带传动机构的闸阀，按产品使用说明书的规定安装；如果阀门经常开关使用 , 每月至少润滑一次。

（二）、截止阀

截止阀的结构主要由阀体、阀盖、阀杆、阀瓣和手轮等组成。如图2 所示。

图2 截止阀和节流阀

1-手轮；2-阀杆螺母；3-阀杆；4-填料压盖；

5-T型螺栓；6-填料；7-阀盖；8-垫片；9-阀瓣膜；10-阀体

截止阀

截止阀（stop valve,Globe Valve）的启闭件是塞形的阀瓣，密封面呈平面或锥面，阀瓣沿流体的中心线作直线运动。阀杆的运动形式，有升降杆式（阀杆升降，手轮不升降），也有升降旋转杆式（手轮与阀杆一起旋转升降，螺母设在阀体上）。截止阀只适用于全开和全

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关，不允许作调节和节流。

截止阀属于强制密封式阀门，所以在阀门关闭时，必须向阀瓣施加压力，以强制密封面不泄漏。当介质由阀瓣下方进入阀六时，操作力所需要克服的阻力，是阀杆和填料的磨擦力与由介质的压力所产生的推力，关阀门的力比开阀门的力大，所以阀杆的直径要大，否则会发生阀杆顶弯的故障。近年来，从自密封的阀门出现后，截止阀的介质流向就改由阀瓣上方进入阀腔，这时在介质压力作用下，关阀门的力小，而开阀门的力大，阀杆的直径可以相应地减少。同时，在介质作用下，这种形式的阀门也较严密。我国阀门“三化给”曾规定，截止阀的流向，一律采用自上而下。

截止阀开启时，阀瓣的开启高度，为公称直径的25%～30%时，流量已达到最大，表示阀门已达全开位置。所以截止阀的全开位置，应由阀瓣的行程来决定。

截止阀具有以下优点：

1、结构简单，制造和维修比较方便。

2、工作行程小，启闭时间短。

3、密封性好，密封面间磨擦力小，寿命较长。

截止阀的缺点如下：

1、流体阻力大，开启和关闭时所需力较大。

2、不适用于带颗粒、粘度较大、易结焦的介质。

3、调节性能较差。

截止阀的安装与维护应注意以下事项：

1、介质的流向应与阀体所示箭头方向一致。

（三）、球阀

球阀根据结构原理可分浮动球和固定球两种。球阀的结构主要由阀体、球体、密封圈、阀杆及驱动装置组成。

图3 浮动球式球阀 图4 固定球式球阀 1-阀杆；2-上轴承；3-球体；4-下轴承

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球阀只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。完全平等的阀体内腔为介质提供了阻力很小、直通的流道。通常认为球阀最适宜直接做开闭使用，但近来的发展已将球阀设计成使它具有节流和控制流量之用。球阀的主要特点是本身结构紧凑，易于操作和维修，适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质，而且还适用于工作条件恶劣的介质，如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等。球阀阀体可以是整体的，也可以是组合式的。

球阀的工作原理和现实作用

球阀的工作原理是靠旋转阀恋来使阀门畅通或闭塞。球阀开关轻便，体积小，可以做成很大口径，密封可靠，结构简单，维修方便，密封面与球面常在闭合状态，不易被介质冲蚀，在各行业得到广泛的应用。

球阀和旋塞阀是同属一个类型的阀门，只有它的关闭件是个球体，球体绕阀体中心线作旋转来达到开启、关闭的一种阀门。

球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向。球阀是近年来被广泛采用的一种新型阀门，它具有以下优点：

1．流体阻力小，其阻力系数与同长度的管段相等。

2．结构简单、体积小、重量轻。

3．紧密可靠，目前球阀的密封面材料广泛使用塑料、密封性好，在真空系统中也已广泛使用。

4．操作方便，开闭迅速，从全开到全关只要旋转90°，便于远距离的控制。

5．维修方便，球阀结构简单，密封圈一般都是活动的，拆卸更换都比较方便。

6．在全开或全闭时，球体和阀座的密封面与介质隔离，介质通过时，不会引起阀门密封面的侵蚀。

7．适用范围广，通径从小到几毫米，大到几米，从高真空至高压力都可应用。

操作和使用

1)、操作前须确认管路和阀已被冲洗过。

2)、阀的操作按执行机构输入信号大小带动阀杆旋转完成：正向旋转1/4圈(900)时，阀关断。反向旋转1/4圈(900)时，阀开启。

3)、当执行机构方向指示箭头与管线平行时，阀门为开启状态；指示箭头与管线垂直时，阀门为关闭状态。

（四）、蝶阀

蝶阀是采用圆盘式启闭件，圆盘状阀瓣固定于阀杆上。阀杆旋转90 ”即可完成启闭作用，操作简便。当阀瓣开启角度在20～75°间时，流量与开启角度成线性关系，这就是蝶阀的节流特性。图4-21 为蝶阀在不同开启度下的流量曲线。因而在许多场合蝶阀取代了截止阀和自控系统的调节阀，特别是在大流量调节场合。

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图5 中心对称置圆盘图图6 偏置圆盘工业专用蝶阀的特点能耐高温，适用压力范围也较高，阀门公称通径大，阀体采用碳钢制造，阀板的密封圈采用金属环代替橡胶环。大型高温蝶阀采用钢板焊接制造，主要用于高温介质的烟风道和煤气管道。

蝶阀的优点如下：

1、启闭方便迅速、省力、流体阻力小，可以经常操作。

2、结构简单，体积小，重量轻。

3、可以运送泥浆，在管道口积存液体最少。

4、低压下，可以实现良好的密封。

5、调节性能好。

蝶阀的缺点如下：

1、使用压力和工作温度范围小。

2、密封性较差。

蝶阀的安装与维护应注意以下事项：

1、在安装时，阀瓣要停在关闭的位置上。

2、开启位置应按蝶板的旋转角度来确定。

3、带有旁通阀的蝶阀，开启前应先打开旁通阀。

4、应按制造厂的安装说明书进行安装，重量大的蝶阀，应设置牢固的基础。

（五）、隔膜阀

隔膜阀(diaphragm valve)是一种特殊形式的截断阀，出现于20世纪20年代。它的启闭件是一块用软质材料制成的隔膜，把阀体内腔与阀盖内腔及驱动部件隔开，故称隔膜阀。

隔膜阀的特点如下：

最突出特点是隔膜把下部阀体内腔与上部阀盖内腔隔开，使位于隔膜上方的阀杆、阀瓣等零件不受介质腐蚀，省去了填料密封结构，且不会产生介质外漏。

1、采用橡胶或塑料等软质密封制作的隔膜，密封性较好。由于隔膜为易损件，应视介质特性而定期更换。

2、受隔膜材料限制，隔膜阀适用于低压和温度相对不高的场合。

3、隔膜阀按结构形式可分为：屋式、直流式、截止式、直通式、闸板式和直角式六种；连接形式通常为法兰连接；按驱动方式可分为手动、电动和气动三种，其中气动驱动又分为常开式、常闭式和往复式三种

三、阀门的维护保养

（一）、使用维护

1、使用维护的目的，在于延长阀门寿命和保证启闭可靠；

2、阀杆螺纹，经常与阀杆螺母摩擦，要涂一点黄干油、二硫化钼或石墨粉，起润滑作用；

3、不经常启闭的阀门，也要定期转动手轮，对阀杆螺纹添加润滑剂，以防咬住；

4、室外阀门，要对阀杆加保护套，以防雨、雪、尘土锈污；

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5、如阀门系机械待动，要按时对变速箱添加润滑油；

6、要经常保持阀门的清洁；

7、要经常检查并保持阀门另部件完整性。如手轮的固定螺母脱落，要配齐、不能凑合使用，否则会磨园阀杆上部的四方，逐渐失去配合可靠性，乃至不能开动；

8、不要依靠阀门支持其它重物，不要在阀门上站立；

9、阀杆，特别是螺纹部分，要经常擦拭，对已经被尘土弄脏的润滑剂要换成新的，因为尘土中含有硬杂物，容易磨损螺纹和阀杆表面，影响使用寿命。

（二）、填料的维护保养

1、填料直接关系着阀门开关时是否发生外漏的关键密封件，如果填料失效，造成外漏，阀门也就等于失效，特别是尿素管线的阀门，因其温度比较高腐蚀比较利害，填料容易老化。加强维护则可以延长填料的寿命；

2、阀门在出厂时，为了保证填料的弹性，一般以静态下试压不漏为准。阀门装入管线后，由于温度等因素的原因，可能会发生外渗，这时就要及时上紧填料压盖两边的螺母，只要不外漏即可，以后再出现外渗再紧，不要一次紧死，以免填料失去弹性，丧失密封性能；

3、有的阀门填料里装有二硫化钼润滑膏，当使用数月后，应及时加入相应的润滑油脂，当发现填料需要增补时，应及时增加相应填料，以确保其密封性能。

（三）、传动部位保养

阀门在开关过程中，原加入的润滑油脂会不断流失，再加上温度、腐蚀等因素的作用，也会使润滑油不断在干涸。因此，对阀门的传动部位应经常检查，发现缺油应及时补入，以防由于缺少润滑剂而增加磨损，造成传动不灵活或卡壳失效等故障。

（四）、阀门注脂时的维护保养

1、阀门注脂时，常常忽视注脂量的问题。注脂枪加油后，操作人员选择阀门和注脂联结方式后，进行注脂作业。存在着二种情况：一方面注脂量少注脂不足，密封面因缺少润滑剂而加快磨损。另一方面注脂过量，造成浪费。在于没有根据阀门类型类别，对不同的阀门密封容量进行精确的计算。可以以阀门尺寸和类别算出密封容量，再合理的注入适量的润滑脂；

2、阀门注脂时，常忽略压力问题。在注脂操作时，注脂压力有规律地呈峰谷变化。压力过低，密封漏或失效,压力过高，注脂口堵塞、密封内脂类硬化或密封圈与阀球、阀板抱死。通常注脂压力过低时，注入的润滑脂多流入阀腔底部，一般发生在小型闸阀。而注脂压力过高，一方面检查注脂嘴，如是脂孔阻塞判明情况进行更换；另一方面是脂类硬化，要使用清洗液，反复软化失效的密封脂，并注入新的润滑脂置换。此外，密封型号和密封材质，也影响注脂压力，不同的密封形式有不同的注脂压力，一般情况硬密封注脂压力要高于软密封；

3、阀门注脂时，注意阀门在开关位的问题。球阀维护保养时一般都处于开位状态，特殊情况下选择关闭保养。其他阀门也不能一概以开位论处。闸阀在养护时则必须处于关闭状态，确保润滑脂沿密封圈充满密封槽沟，如果开位，密封脂则直接掉入流道或阀腔，造成浪费；

4、阀门注脂时，常忽略注脂效果问题。注脂操作中压力、注脂量、开关位都正常。但为确保阀门注脂效果，有时需开启或关闭阀门，对润滑效果进行检查，确认阀门阀球或闸板表面润滑均匀；

5、注脂时，要注意阀体排污和丝堵泄压问题。阀门打压试验后，密封腔阀腔内气体和水分因环境温度升高而升压，注脂时要先进行排污泄压，以利于注脂工作的顺利进行。注脂

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后密封腔内的空气和水分被充分置换出来。及时泄掉阀腔压力，也保障了阀门使用安全。注脂结束后，一定要拧紧排污和泄压丝堵，以防意外发生；

6、注脂时，要注意出脂均匀的问题。正常注脂时，距离注脂口最近的出脂孔先出脂，然后到低点，最后是高点，逐次出脂。如果不按规律或不出脂，证明存在堵塞，及时进行清通处理；

7、注脂时也要观察阀门通径与密封圈座平齐问题。例如球阀，如果存在开位过盈，可向里调整开位限位器，确认通径平直后锁定。调整限位不可只追求开或关一方位置，要整体考虑。如果开位平齐，关不到位，会造成阀门关不严。同理，调整关到位，也要考虑开位相应的调整。确保阀门的直角行程；

8、注脂后，一定封好注脂口。避免杂质进入，或注脂口处脂类氧化，封盖要涂抹防锈脂，避免生锈。以便下一次操作时应用；

9、注脂时，也要考虑在今后油品顺序输送中具体问题具体对待。鉴于柴油与汽油不同的品质，应考虑汽油的冲刷和分解能力。在以后阀门操作，遇到汽油段作业时，及时补充润滑脂，防止磨损情况发生；

10、注脂时，不要忽略阀杆部位的注脂。阀轴部位有滑动轴套或填料，也需要保持润滑状态，以减小操作时的摩擦阻力，如不能确保润滑，则电动操作时扭矩加大磨损部件，手动操作时开关费力；

11、有些球阀阀体上标有箭头，如果没有附带英文FIOW字迹，则为密封座作用方向，不作为介质流向参考，阀门自泄方向相反。通常情况下，双座密封的球阀具有双向流向；

12、阀门维护时，也要注意电动头及其传动机构中进水问题。尤其在雨季渗入的雨水。一是使传动机构或传动轴套生锈，二是冬季冻结。造成电动阀操作时扭矩过大，损坏传动部件会使电机空载或超扭矩保护跳开无法实现电动操作。传动部件损坏，手动操作也无法进行。在超扭矩保护动作后，手动操作也同样无法开关，如强行操作，将损坏内部合金部件。

四、阀门常见的几种故障处理

（一）、填料函泄漏

这是跑、冒、滴、漏的主要方面，在工厂里经常见到。

产生填料函泄漏的原因有下列几点：①填料与工作介质的腐蚀性、温度、压力不相适应；

②装填方法不对，尤其是整根填料盘旋放入，最易产生泄漏；③阀杆加工精度或表面光洁度不够，或有椭圆度，或有刻痕；④阀杆已发生点蚀，或因露天缺乏保护而生锈；⑤阀杆弯曲；

⑥填料使用太久，已经老化；⑦操作太猛。

消除填料泄漏的方法是：①正确选用填料；②按正确的进行装填；③阀杆加工不合格的，要修理或更换，表面光洁度最低要达到▽5，较重要的，要达到▽8以上，且无其他缺陷；

④采取保护措施，防止锈蚀，已经锈蚀的要更换；⑤阀杆弯曲要校直或更新；⑥填料使用一定时间后，要更换；⑦操作要注意平稳，缓开缓关，防止温度剧变或介质冲击。

（二）、关闭件泄漏

通常将填料函泄漏叫做外泄，把关闭件叫做内泄。关闭件泄漏，在阀门里面，不易发现。关闭件泄漏，可分两类：一类是密封面泄漏，另一类是密封圈根部泄漏。

引起泄漏的原因有：①密封面研磨得不好；②密封圈与阀座、阀瓣配合不严紧；③阀瓣与阀杆连接不牢*；④阀杆弯扭，使上下关闭件不对中；⑤关闭太快，密封面接触不好或早已损坏；⑥材料选择不当，经受不住介质的腐蚀；⑦将截止阀、闸阀作调节阀使用。密封面

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经受不住高速流动介质的冲蚀；⑧某些介质，在阀门关闭后逐渐冷却，使密封面出现细缝，也会产生冲蚀现象；⑨某些密封面与阀座、阀瓣之间采用螺纹连接，容易产生氧浓差电池，腐蚀松脱；⑩因焊渣、铁锈、尘土等杂质嵌入，或生产系统中有机械零件脱落堵住阀芯，使阀门不能关严。

预防办法有：

①使用前必须认真试压试漏，发现密封面泄漏或密封圈根部泄漏，要处理好后再使用；②要事先检查阀门各部件是否完好，不能使用阀杆弯扭或阀瓣与阀杆连接不可*的阀门；③阀门关紧要使稳劲，不要使猛劲，如发现密封面之间接触不好或有挡碍，应立即开启稍许，让杂物流出，然后再细心关紧；④选用阀门时，不但要考虑阀体的耐腐蚀性，而且要考虑关闭件的耐腐蚀性；⑤要按照阀门的结构特性，正确使用，需要调节流量的部件应该采用调节阀；

⑥对于关阀后介质冷却且温差较大的情况，要在冷却后再将阀门关紧一下；⑦阀座、阀瓣与密封圈采用螺纹连接时，可以用聚四氟乙烯带作螺纹间的填料，使其没有空隙；⑧有可能掉入杂质的阀门，应在阀前加过滤器。

（三）、阀杆升降失灵

阀杆升降失灵的原因有：①操作过猛使螺纹损伤；②缺乏润滑或润滑剂失效；③阀杆弯扭；④表面光洁度不够；⑤配合公差不准，咬得过紧；⑥阀杆螺母倾斜；⑦材料选择不当，例如阀杆和阀杆螺母为同一材质，容易咬住；⑧螺纹被介质腐蚀（指暗杆阀门或阀杆螺母在下部的阀门）；⑨露天阀门缺乏保护，阀杆螺纹沾满尘砂，或者被雨露霜雪所锈蚀。

预防的方法：①精心操作，关闭时不要使猛劲，开启时不要到上死点，开够后将手轮倒转一两圈，使螺纹上侧密合，以免介质推动阀杆向上冲击；②经常检查润滑情况，保持正常的润滑状态；③不要用长杠杆开闭阀门，习惯使用短杠杆的工人要严格控制用力分寸，以防扭弯阀杆（指手轮和阀杆直接连接的阀门）；④提高加工或修理质量，达到规范要求；⑤材料要耐腐蚀，适应工作温度和其他工作条件；⑥阀杆螺母不要采用与阀杆相同的材质；⑦采用塑料作阀杆螺母时，要验算强度，不能只考虑耐腐蚀性好和摩擦系数小，还须考虑强度问题，强度不够就不要使用；⑧露天阀门要加阀杆保护套；⑨常开阀门，要定期转动手轮，以免阀杆锈住。

（四）、其他

垫圈泄漏：主要原因是不耐腐蚀，不适应工作温度和工作压力；还有高温阀门的温度变化。预防方法：采用与工作条件相适应的垫圈，对新阀门要检查垫圈材质是否适合，如不适合就应更换。对于高温阀门，要在使用时再紧一遍螺栓。

阀体开裂：一般冰冻造成的。天冷时，阀门要有保温伴热措施，否则停产后应将阀门及连接管路中的水排干净（如有阀底丝堵，可打开丝堵排水）。

手轮损坏：撞击或长杠杆猛力操作所致。只要操作人员和其他有关人员注意，便可避免。

填料压盖断裂：压紧填料时用力不均匀，或压盖（一般是铸铁）有缺陷。压紧填料，要对称地旋转螺丝，不可偏歪。制造时不仅要注意大件和关键件，也要注意压盖之类次要件，否则影响使用。

阀杆与阀板连接失灵：闸阀采用阀杆长方头与闸板T形槽连接的形式较多，T形槽内有时不加工，因此使阀杆长方头磨损较快。主要从制造方面来解决。但使用单位也可对T形槽进行补加工，让它有一定的光洁度。

双闸板阀门的闸板不能压紧密封面：双闸板的张力是*顶楔产生的，有些闸阀，顶楔材质不佳（低牌号铸铁），使用不久便磨损或折断。顶楔是个小件，所用材料不多，使用单位可

以用碳钢自行制作，换下原有的铸铁件。