化工管路與閥門(mén)是化工生產(chǎn)中不可缺少的組成部分,是各類(lèi)化工設(shè)備的紐帶?;す苈分械?種最常見(jiàn)的閥門(mén)如何工作呢?主要用途是什么?化工用管與管件閥門(mén)又有哪些?跟著倩倩一起來(lái)回顧下吧~
化工用管及管件閥門(mén)
11種化工用管
化工用管的種類(lèi)按材質(zhì)分:金屬用管和非金屬用管。
金屬用管
鑄鐵管、有縫鋼管、無(wú)縫鋼管、銅管、鋁管、鉛管。
①鑄鐵管:
鑄鐵管是化工管路中常用的管道之一。
由于性脆及連接緊密性較差,只適用于輸送低壓介質(zhì),不宜輸送高溫高壓蒸汽及有毒、易爆性物質(zhì)。常用于地下給水管、煤氣總管和下水管道。鑄鐵管的規(guī)格以Ф內(nèi)徑×壁厚(mm)表示。
②有縫鋼管:
有縫鋼管按使用壓力分普通水煤氣管(耐壓0.1~1.0MPa)和加厚管(耐壓1.0~0.5MPa)。
一般用于輸送水、煤氣、取暖蒸汽、壓縮空氣、油等壓力流體。鍍鋅的叫白鐵管或鍍鋅管。不鍍鋅的叫黑鐵管。其規(guī)格以公稱(chēng)直徑表示。最小公稱(chēng)直徑6mm,最大公稱(chēng)直徑150mm。
③無(wú)縫鋼管:
無(wú)縫鋼管的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量均勻強(qiáng)度較高。
其材質(zhì)有碳鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、低合金鋼、不銹鋼、耐熱鋼。因制造方法不同,分為熱軋無(wú)縫鋼管和冷拔無(wú)縫鋼管兩種。管道工程中管徑超過(guò)57mm時(shí),常用熱軋管,57mm以下時(shí)常用冷拔管。
無(wú)縫鋼管常用于輸送各種受壓氣體、蒸氣和液體,能耐較高溫度(約435℃)。合金鋼管用于輸送腐蝕性介質(zhì),其中耐熱合金管耐溫可達(dá)900-950℃。無(wú)縫鋼管的規(guī)格以Ф內(nèi)徑×壁厚(mm)表示。
冷拔管最大外徑為200mm,熱軋管最大外徑630mm。無(wú)縫鋼管按用途分為一般無(wú)縫管和專(zhuān)用無(wú)縫管,如石油裂化無(wú)縫管、鍋爐無(wú)縫管、化肥無(wú)縫管等。
④銅管:
銅管傳熱效果好。
主要應(yīng)用于換熱設(shè)備和深冷裝置的管路,儀表測(cè)壓管或傳送有壓力的流體,但溫度高于250℃時(shí),不宜在壓力下使用。因價(jià)格較貴,一般使用在重要場(chǎng)所。
⑤鋁管:
鋁具有很好的耐蝕性。
鋁管常用于輸送濃硫酸、醋酸、硫化氫及二氧化碳等介質(zhì),也常用于換熱器。鋁管不耐堿,不能用于輸送堿性溶液及含氯離子的溶液。
由于鋁管的機(jī)械強(qiáng)度隨著溫度的升高而顯著降低,故鋁管的使用溫度不能超過(guò)200℃,對(duì)于受壓管路,使用溫度將更低。鋁在低溫下具有較好的機(jī)械性能,故在空氣分離裝置中大都采用鋁及鋁合金管。
⑥鉛管:
鉛管常用作輸送酸性介質(zhì)的管路,可輸送0.5%~15%的硫酸、二氧化碳、60%的氫氟酸及濃度低于80%的醋酸等介質(zhì),不宜輸送硝酸、次氯酸等介質(zhì)。鉛管最高使用溫度為200℃。
非金屬用管
塑料管、塑料管、玻璃管、陶瓷管、水泥管。
①塑料管:
塑料管的優(yōu)點(diǎn)是耐蝕性好、質(zhì)量輕、成型方便、容易加工。
缺點(diǎn)是強(qiáng)度低,耐熱性差。
目前最常用的塑料管有硬聚氯乙烯管、軟聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯管以及金屬管表面噴涂聚烯、聚三氟氯乙烯等。
②橡膠管:
橡膠管具有較好的耐腐蝕性能,質(zhì)量輕,有良好的可塑性,安裝、拆卸靈活方便。
常用的橡膠管一般由天然橡膠或合成橡膠制成,適用于對(duì)壓力要求不高的場(chǎng)合。
③玻璃管:
玻璃管具有耐腐蝕、透明、易于清洗、阻力小、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是性脆、不耐壓。
常用于檢測(cè)或?qū)嶒?yàn)性工作場(chǎng)合。
④陶瓷管:
化工陶瓷與玻璃相近,耐腐蝕性好,除氫氟酸、氟硅酸和強(qiáng)堿外,能耐各種濃度的無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸和有機(jī)溶劑的腐蝕。
由于強(qiáng)度低、性脆,一般用于排除腐蝕性介質(zhì)的下水道和通風(fēng)管道。
⑤水泥管:
主要用于對(duì)壓力要求、接管密封不高的場(chǎng)合,如地下排污、排水管等。
4類(lèi)管件
管路中除管子以外,為滿足工藝生產(chǎn)和安裝檢修等需要,管路中還有許多其他構(gòu)件如短管、彎頭、三通、異徑管、法蘭、盲板等。
我們通常稱(chēng)這些構(gòu)件為管路附件簡(jiǎn)稱(chēng)管件。管件是組成管路不可缺少的部分。這里簡(jiǎn)單介紹幾種常用管件。
①?gòu)濐^
彎頭主要用來(lái)改變管路的走向,可根據(jù)彎頭彎曲的程度不同來(lái)分類(lèi),常見(jiàn)的有90°、45°、180°、360°彎頭。180°、360°彎頭又稱(chēng)“U”形彎管。
另外還有工藝配管需要的特定角度的彎頭。彎頭可用直管彎曲或用管子拼焊而成,也可用模壓后焊接而成,或用鑄造和鍛造等方法制成,如在高壓管路中的彎頭大都是優(yōu)質(zhì)碳鋼或合金鋼鍛制而成的。
②三通
當(dāng)兩條管路之間相互連通或需要有旁路分流時(shí),其接頭處的管件稱(chēng)為三通。
根據(jù)接入管的角度不同,有垂直接入的正接三通、斜接三通。斜接三通按斜接角度來(lái)定名稱(chēng),如45°斜三通等。
此外按出入口的口徑大小分別稱(chēng)謂,如等徑三通等。除常見(jiàn)的三通管件外,還常以接口的多少稱(chēng),例如四通、五通、斜接五通等。常見(jiàn)的三通管件,除用管子拼焊外,還有用模壓組焊、鑄造和鍛造而成。
③短接管和異徑管
當(dāng)管路裝配中短缺一小段,或因檢修需要在管路中置一小段可拆的管段時(shí),經(jīng)常采用短接管。
短接管有帶連接頭(如法蘭、絲扣等),或僅僅是一直短管,也稱(chēng)為管墊。
將兩個(gè)不等管徑的管口連通起來(lái)的管件稱(chēng)為異徑管。通常叫大小頭。這種管件有鑄造異徑管,也有用管子割焊而成或用鋼板卷焊而成。高壓管路中的異徑管是用鍛件或用高壓無(wú)縫鋼管縮制而成。
④法蘭、盲板
為便于安裝和檢修,管路中常采用可拆連接,法蘭就是一種常用的連接零件。
為清理和檢查需要在管路上設(shè)置手孔盲板或在管端裝盲板。盲板還可以用來(lái)暫時(shí)封閉管路的某一接口或?qū)⒐苈分械哪骋欢喂苈分袛嗯c系統(tǒng)的聯(lián)系。
在一般中低壓管路中,盲板的形狀與實(shí)心法蘭相同,所以這種盲板又叫法蘭蓋,這種盲板同法蘭一樣都已標(biāo)準(zhǔn)化,具體尺寸可以在有關(guān)手冊(cè)中查到。
另外在化工設(shè)備和管路的檢修中,為確保安全,常采用鋼板制成的實(shí)心圓片插入兩個(gè)法蘭之間,用來(lái)暫時(shí)將設(shè)備或管路與生產(chǎn)系統(tǒng)隔絕。這種盲板習(xí)慣叫插入盲板。插入盲板的大小可與插入處法蘭的密封面外徑相同。
11大閥門(mén)
用來(lái)控制流體在管路內(nèi)流動(dòng)的裝置稱(chēng)為閥門(mén)。其主要作用有:
啟閉作用——切斷或溝通管路中的流體流動(dòng);
調(diào)節(jié)作用——調(diào)節(jié)管路內(nèi)流體流速、流量;
節(jié)流作用——流體流過(guò)閥門(mén)后,產(chǎn)生很大壓力降。
分類(lèi):
根據(jù)閥門(mén)在管路的作用不同,可分為切斷閥(又稱(chēng)截止閥)、節(jié)流閥、止回閥、安全閥等;
根據(jù)閥門(mén)的結(jié)構(gòu)形式不同,可分為閘閥、旋塞(常稱(chēng)考克)、球閥、蝶閥、隔膜閥、襯里閥等。
此外,根據(jù)制作閥門(mén)的材料不同,又分為不銹鋼閥、鑄鋼閥、鑄鐵閥、塑料閥、陶瓷閥等。
各種閥門(mén)的選用可查有關(guān)手冊(cè)和樣本,這里僅介紹最常見(jiàn)的幾種閥門(mén)。
①截止閥
因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造維修方便,在中低壓管路中應(yīng)用廣泛。它是利用裝在閥桿下面圓形閥盤(pán)(閥頭)與閥體內(nèi)凸緣部分(閥座)相配合來(lái)達(dá)到截止流體流動(dòng)的目的。
閥桿靠螺紋升降可調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)啟程度,起到一定的調(diào)節(jié)作用。由于閥門(mén)的截流作用是依靠閥頭與閥座平面接觸密封,不適合用于含有固體顆粒流體的管路上。
截止閥可按使用介質(zhì)特性選用合適的閥頭、閥座、殼體的材料。對(duì)于使用中因密封不好或閥頭、閥座等零件損壞的閥門(mén),可以采取光刀、研磨、堆焊鑲套等辦法修復(fù)使用,以延長(zhǎng)閥門(mén)使用壽命。
截止閥
②閘閥
是靠與介質(zhì)流動(dòng)方向垂直的一塊或兩塊平板,同閥體密封面相配合達(dá)到封閉的目的。閥板的升起就使閥門(mén)開(kāi)啟。
平板隨閥桿的旋轉(zhuǎn)而升降,用開(kāi)啟的大小調(diào)節(jié)流體的流量。這種閥門(mén)阻力小、密封性能好、開(kāi)關(guān)省力,特別適用于大口徑的管路上,但閘閥的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、種類(lèi)較多。
根據(jù)閥桿結(jié)構(gòu)不同,有明桿和暗桿之分;根據(jù)閥板的結(jié)構(gòu)形式又分為楔式、平行式等。
一般楔式閥板為單閥板,平行式多用兩塊閥板。平行式比楔式容易制造,好修理,使用中不易變形,但不宜用于輸送含有雜質(zhì)的流體管路中,多用于輸送水、干凈氣體,油類(lèi)等管路中。
③旋塞閥
旋塞俗稱(chēng)考克,它是利用閥體內(nèi)插入一個(gè)中央帶孔的錐形栓塞啟閉管路。
旋塞根據(jù)密封形式不同,可分填料旋塞、油密封式旋塞和無(wú)填料旋塞等。旋塞的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,外形尺寸小,啟閉迅速,操作方便,流體阻力小,便于制成三通路或四通路的分配或切換閥門(mén)。
旋塞的密封面大,容易磨損,開(kāi)關(guān)時(shí)費(fèi)力,不易調(diào)節(jié)流量,但切斷迅速。旋塞可用于壓力和溫度較低或介質(zhì)中含有固體顆粒的流體管路中,但不宜用于壓力較高、溫度較高或蒸汽管路中。
旋塞閥
④節(jié)流閥
屬于截止閥的一種。其閥頭的形狀為圓錐形或流線形,可以較好的控制調(diào)節(jié)流體的流量或進(jìn)行節(jié)流調(diào)壓等。該閥制作精度要求較高,密封性能好。
主要用于儀表控制或取樣等管路中,但不宜用于粘度大和含固體顆粒介質(zhì)的管路中。
⑤球閥
又稱(chēng)球心閥,是近幾年發(fā)展較快的一種閥門(mén)。它利用一個(gè)中間開(kāi)孔的球體作閥心,依靠球體的旋轉(zhuǎn)來(lái)控制閥門(mén)的開(kāi)或關(guān)。
它和旋塞相仿,但比旋塞的密封面小,結(jié)構(gòu)緊湊,開(kāi)關(guān)省力,遠(yuǎn)比旋塞應(yīng)用廣泛。
隨著球閥制造精度的提高,球閥不僅在中低壓管路中使用,而且已在高壓管路中應(yīng)用。但由于密封材料的限制,目前還不宜用于高溫管路中。
球閥
⑥隔膜閥
常見(jiàn)的有膠膜閥。這種閥門(mén)的啟閉是一塊特制的橡膠膜片,膜片夾置在閥體與閥蓋之間,關(guān)閉時(shí)閥桿下的圓盤(pán)把膜片壓緊在閥體上達(dá)到密封。
這種閥門(mén)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,密封可靠,便于檢修,流體阻力小。適用于輸送酸性介質(zhì)和帶懸浮物的流體管路中,但一般不宜用于較高壓力或溫度高于60℃的管路,不宜用于輸送有機(jī)溶劑和強(qiáng)氧化介質(zhì)的管路中。
隔膜閥
⑦止回閥
又稱(chēng)止逆閥或叫單向閥。安在管路中使流體只能向一個(gè)方向流動(dòng),不允許反向流動(dòng)。
它是一種自動(dòng)關(guān)閉閥門(mén),在閥體內(nèi)有一個(gè)閥瓣或搖板。當(dāng)介質(zhì)順流時(shí)流體將閥瓣自動(dòng)頂開(kāi);當(dāng)流體倒流時(shí),流體(或彈簧力)自動(dòng)將閥瓣關(guān)閉。按止回閥結(jié)構(gòu)的不同,分為升降式和旋啟式二類(lèi)。
升降式止回閥瓣是垂直于閥體通道升降運(yùn)動(dòng)的,一般用于水平或垂直管道上;旋啟式止回閥的閥瓣常稱(chēng)為搖板,搖板一側(cè)與軸連接,搖板可繞軸旋轉(zhuǎn),旋啟式止回閥一般安裝在水平管道上,對(duì)于小口徑的也可以安裝于垂直的管道上,但要注意流量不宜太大。
止回閥一般適用于清潔介質(zhì)的管路中,對(duì)含有固體顆粒和粘度較大的介質(zhì)管路中不宜采用。升降式的止回閥封閉性能比旋啟式的好,但旋啟式的止回閥流體阻力比升降式的小。一般情況下旋啟式止回閥適用于大口徑的管路中。
止回閥
⑧蝶閥
是靠管內(nèi)一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤(pán)(或橢圓盤(pán))來(lái)控制管路啟閉。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,外形尺寸小。
由于密封結(jié)構(gòu)及材料問(wèn)題,該閥門(mén)封閉性能較差,只適用于低壓、大口徑管路中的調(diào)節(jié),常用在輸送水、空氣、煤氣等介質(zhì)的管路中。
蝶閥
⑨減壓閥
是將介質(zhì)壓力降低到一定數(shù)值的自動(dòng)閥門(mén),一般閥后壓力要小于閥前壓力的50%,它主要靠膜片、彈簧、活塞等零件利用介質(zhì)的壓差來(lái)控制閥瓣與閥座的間隙達(dá)到減壓的目的。
減壓閥的種類(lèi)很多,常見(jiàn)的有活塞式和薄膜式二種。
⑩襯里閥
為防止介質(zhì)的腐蝕,有的閥門(mén)需要在閥體和閥頭等襯耐腐蝕的材料(如鉛、橡膠、搪瓷等),襯里材料應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的性質(zhì)來(lái)選用。
為襯里方便,襯里閥門(mén)大多制成直角式或直流式。
襯里閥
?安全閥
為確保化工生產(chǎn)的安全,在有壓力的管路系統(tǒng)中,常設(shè)有安全裝置,即選用一定厚度的金屬薄片,像插入盲板一樣裝在管路的端部或三通接口上。
當(dāng)管路內(nèi)壓力升高時(shí),薄片被沖破從而達(dá)到泄壓目的。爆破板一般用于低壓、大口徑的管路中,但在大多數(shù)化工管路中則用安全閥,安全閥的種類(lèi)很多,大致可分為兩大類(lèi),即彈簧式和杠桿式。
彈簧式安全閥,主要依靠彈簧的作用力來(lái)達(dá)到密封。當(dāng)管內(nèi)壓力超過(guò)彈簧的彈力時(shí),閥門(mén)被介質(zhì)頂開(kāi),管內(nèi)流體排出,使壓力降低。
一旦管內(nèi)壓力降到低于彈簧彈力時(shí),閥門(mén)重新關(guān)閉。杠桿式安全閥主要靠杠桿上重錘的作用力達(dá)到密封,作用原理同彈簧式。安全閥的選用,是根據(jù)工作壓力和工作溫度決定公稱(chēng)壓力的等級(jí),其口徑大小可參考有關(guān)規(guī)定計(jì)算確定。
安全閥的結(jié)構(gòu)型式、閥門(mén)的材質(zhì)均應(yīng)按介質(zhì)的性質(zhì)、工作條件選用。安全閥的起跳壓力、試驗(yàn)及驗(yàn)收等均有專(zhuān)門(mén)規(guī)定,由安全部門(mén)定期校驗(yàn)、鉛封打印,在使用中不得任意調(diào)節(jié),以確保安全。
安全閥
審核編輯 :李倩
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