化工人，你會選止回閥嗎？

化工活動家

2021年5月20日 13:27

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編輯 | 化工活動家

來源 | 互聯(lián)網(wǎng)整理

作者 | 王金富

關(guān)鍵詞 | 止回閥類型選型

共 2234 字 | 建議閱讀時間 10 分鐘

導(dǎo) 讀

閥門是石油化工裝置中重要的管道承壓元件，其數(shù)量和種類較多，其中止回閥是最常用的閥門類型之一。一般情況下，一套石油化工裝置有數(shù)千臺閥門，其中止回閥的數(shù)量約占工藝閥門數(shù)量的5%。

止回閥的主要功能是防止管道內(nèi)流體介質(zhì)倒流，介質(zhì)順向流動時閥瓣自動開啟，介質(zhì)逆向流動時閥瓣自動關(guān)閉，因此止回閥又稱單向閥。石油化工裝置中止回閥主要用于以下防止流體倒流的部位：

①離心泵和旋渦泵出口管道；

②壓縮機(jī)出口管道；

③背壓式汽輪機(jī)乏汽管道；

④進(jìn)出裝置的工藝介質(zhì)管道(兼做開工引油、停工退油的管道除外)；

⑤與可燃?xì)怏w、液化烴和可燃液體管道、設(shè)備連接的公用工程管道；

⑥塔頂餾出線注入其他介質(zhì)(如氨、緩蝕劑、水)的管道；

⑦加熱爐爐管注入水或蒸汽的管道。

常用的止回閥有哪些類型？

這些止回閥有什么優(yōu)缺點？

石油化工裝置中常用的止回閥按材質(zhì)劃分主要有碳鋼、合金鋼、不銹鋼、鎳基合金、銅合金以及復(fù)合材料等。常用閥門壓力等級包括Class150，Class300，Class600，Class800，Class900，Class1500以及Class2500等。常用止回閥按結(jié)構(gòu)劃分主要類型有升降式止回閥、旋啟式止回閥、斜盤式止回閥、雙板式止回閥以及軸流式止回閥等。這5種止回閥的優(yōu)缺點見下表。

化工人，你會選止回閥嗎？的圖2

化工人，你會選止回閥嗎？的圖3

下面來給大家介紹一下常用止回閥的結(jié)構(gòu)類型

化工人，你會選止回閥嗎？的圖4

化工人，你會選止回閥嗎？的圖5

化工人，你會選止回閥嗎？的圖6

化工人，你會選止回閥嗎？的圖7

化工人，你會選止回閥嗎？的圖8

上述為石油化工裝置中常用的止回閥結(jié)構(gòu)類型，當(dāng)然石油化工裝置也用到一些其他類型的止回閥，但數(shù)量非常少，且常通過專利成套設(shè)備整體供貨。

化工人，你會選止回閥嗎？的圖9

那么，影響止回閥類型的選用因素都有哪些？

由于止回閥的種類較多，在進(jìn)行石油化工裝置管道設(shè)計時，不可避免要涉及到止回閥的選用。止回閥類型的選用是否合理，不僅影響工程建設(shè)的投資和裝置的正常生產(chǎn)，還會影響管道系統(tǒng)以及設(shè)備的安全性。因此，止回閥的選用非常重要，影響止回閥類型選用的主要因素如下：

①首先應(yīng)理解工藝設(shè)置止回閥的目的，滿足工藝要求。

當(dāng)工藝對止回閥的結(jié)構(gòu)有特殊要求時，一般應(yīng)在PID(工藝管道儀表流程圖)中注明。如往復(fù)式壓縮機(jī)出口管道，工藝會要求采用無沖擊式止回閥，其目的是避免由于往復(fù)式壓縮機(jī)的出口壓力頻繁波動，導(dǎo)致止回閥的閥瓣頻繁開啟和受到?jīng)_擊，從而造成止回閥損壞。而對于出口與入口壓差大于4.0MPa的離心泵，工藝一般要求在泵出口管道上設(shè)置型式不同的雙止回閥。這是由于泵出、入口壓差較大，泵突然停止運轉(zhuǎn)的情況下，止回閥的泄漏量較大，為了降低止回閥的泄漏量，同時降低止回閥損壞失效的機(jī)率，所以采用兩個不同類型的止回閥。

②應(yīng)滿足壓力降的要求。

有些管道對壓力降要求特別嚴(yán)格，這些管道上的止回閥就要采用低壓力降止回閥，常用的有雙板式止回閥等。必要時，還需要進(jìn)行模擬計算以確定壓力降是否滿足設(shè)計要求。

③操作壓力要求。

對于操作壓力特別低的大口徑止回閥，若選用標(biāo)準(zhǔn)壓力等級的旋啟式止回閥或升降式止回閥，可能會由于閥瓣較重，導(dǎo)致正常操作條件下，閥瓣無法打開。而對于操作壓力較高的高壓止回閥，可選用壓力密封閥蓋的止回閥。

④閥門尺寸的影響。

一般，公稱直徑小于DN50的止回閥常用升降式止回閥；公稱直徑大于等于DN50、小于DN400時，可選用旋啟式止回閥；公稱直徑大于DN400、小于DN600時，可選用斜盤式止回閥；公稱直徑大于DN50、小于DN1200時，可選用雙板式止回閥。

⑤安裝方向的影響。

不帶彈簧的升降式止回閥應(yīng)安裝在水平管道上；旋啟式止回閥和斜盤式止回閥一般安裝在水平管道上，也可以安裝在介質(zhì)由下向上流動的垂直管道或傾斜管道上；雙板式止回閥、軸流式止回閥則既可以水平安裝也可以垂直安裝。

⑥安裝空間的影響。

對于較大口徑的止回閥，當(dāng)安裝空間較小時，可以選用對夾雙式板止回閥。

⑦經(jīng)濟(jì)性的影響。

當(dāng)多種止回閥均能滿足要求時，應(yīng)優(yōu)先選用結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉的止回閥。

石油化工裝置中，用量最大的是升降式止回閥和旋啟式止回閥。止回閥的選用，不能只考慮單一因素的影響，往往是多種因素綜合考慮的結(jié)果。幾種常用止回閥的適用場合見下表。

化工人，你會選止回閥嗎？的圖10

化工人，你會選止回閥嗎？的圖11

止回閥選用的其他技術(shù)指標(biāo)

化工人，你會選止回閥嗎？的圖12

止回閥的選用除了結(jié)構(gòu)類型外，還要明確其他一些主要技術(shù)指標(biāo)。如材質(zhì)、端面連接型式、壓力等級、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等。

止回閥的閥體、閥蓋材質(zhì)一般與主管一致或相當(dāng)，當(dāng)公稱直徑小于DN50時，閥體、閥蓋一般采用鍛件；當(dāng)公稱直徑大于或等于DN50時，閥體、閥蓋一般采用鑄件，當(dāng)然對于苛刻工況，也常采用鍛件。閥座密封面和閥瓣密封面材質(zhì)一般采用不銹鋼或硬質(zhì)合金，當(dāng)采用帶彈簧的止回閥時，還需要明確彈簧材質(zhì)。閥門材料的化學(xué)成分、力學(xué)性能、熱處理狀態(tài)、晶粒度、非金屬夾雜物、無損檢測、耐腐蝕性能等指標(biāo)應(yīng)根據(jù)使用工況，由設(shè)計提出限制和附加要求，以滿足特定工況的要求。

止回閥的端面連接型式常用的有法蘭連接、承插焊連接、對焊連接和螺紋連接。對于石油化工裝置，承插焊連接和螺紋連接一般僅用于公稱直徑小于DN50的管道，且不得用于發(fā)生縫隙腐蝕介質(zhì)的管道。對于壓力等級大于等于CL900的閥門，為減少泄漏點一般采用承插焊連接(公稱直徑小于DN50)和對焊連接(公稱直徑大于等于DN50)。

止回閥的壓力等級一般與管道系統(tǒng)的壓力等級一致，當(dāng)采用螺紋或承插焊連接時，閥門壓力等級最小采用CL800。

石油化工裝置用止回閥一般采用美國標(biāo)準(zhǔn)或英國標(biāo)準(zhǔn)，常用標(biāo)準(zhǔn)有API602-2009《石油和天然氣工業(yè)用公稱尺寸小于和等于DN100的鋼制閘閥、截止閥和止回閥》，API594-2010《對夾式，凸耳對夾式和雙法蘭式止回閥》，ASMEB16．34-2009《法蘭、螺紋和焊接端連接的閥門》以及BS1868—1975《石油、石化及聯(lián)合工業(yè)用鋼制止回閥(有法蘭及對焊端)用規(guī)范》等。

為了保證止回閥設(shè)計的需要和制造質(zhì)量，從而滿足止回閥對使用工況條件的要求，建議在石油化工裝置設(shè)計過程中針對止回閥提出技術(shù)規(guī)格書，且規(guī)格書的內(nèi)容應(yīng)至少包括閥門結(jié)構(gòu)、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、閥門規(guī)格、壓力等級、閥體材質(zhì)、閥芯材質(zhì)、工作溫度、工作壓力、介質(zhì)及介質(zhì)特性、允許壓力降、安裝位置以及工藝特殊要求等。制造商應(yīng)根據(jù)上述條件和要求，進(jìn)行止回閥的設(shè)計，必要時通過分析計算、計算機(jī)流體模擬分析或模擬試驗、型式試驗等方法驗證止回閥的性能，以確保止回閥滿足使用工況的要求。

作者簡介: 王金富，教授級高級工程師，石油和化工行業(yè)工程勘察設(shè)計大師，長期從事管道設(shè)計和管理工作。

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本日文末福利：《國外先進(jìn)閥門的試驗與檢驗標(biāo)準(zhǔn)解析》

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