常用工業閥門、法蘭及墊片基礎知識

閥門型別及系列標準：

閥門是流體管路的控制裝置，在石油化工生產過程中發揮著重要作用。

接通和截斷介質；防止介質倒流；

調節介質壓力、流量；分離、混合或分配介質；

防止介質壓力超過規定數值，保證管道或裝置安全執行。

按用途和作用分類：

截斷類：主要用於截斷或接通介質流。如閘閥、截止閥、球閥、碟閥、旋塞閥、隔膜閥。

止回類：用於阻止介質倒流。包括各種結構的止回閥。

調節類：調節介質的壓力和流量如減壓閥、調壓閥、節流閥。

安全類：在介質壓力超過規定值時，用來排放多餘的介質，保證管路系統及裝置安全。

分配類：改變介質流向、分配介質，如三通旋塞、分配閥、滑閥等。

特殊用途：如疏水閥、放空閥、排汙閥等。

按壓力分類：

真空閥—工作壓力低於標準大氣壓的閥門；

低壓閥—公稱壓力PN小於1。6MPa的閥門；

中壓閥—公稱壓力PN2。5~6。4MPa的閥門；

高壓閥—公稱壓力PN10。0~80。0MPa的閥門；

超高壓閥—公稱壓力PN大於100MPa的閥門。

按介質工作溫度分類：

高溫閥—t大於450℃的閥門。

中溫閥—120℃小於 t小於450℃的閥門。

常溫閥—-40 ℃小於t小於120℃的閥門。

低溫閥—-100℃小於t小於-40℃的閥門。

超低溫閥—t小於-100℃的閥門。

按閥體材料分類：

非金屬閥門：如陶瓷閥門、玻璃鋼閥門、塑膠閥門；

金屬材料閥門：如鑄鐵閥門、碳鋼閥門、鑄鋼閥門、低合金鋼閥門、高合金鋼閥門及銅合金閥門等。

按公稱通徑分類：

根據閥門的公稱通徑可分：

小口徑閥門：公稱通徑DN＜40mm的閥門；

中口徑閥門：公稱通徑DN50~300mm的閥門；

大口徑閥門：公稱通徑DN350~1200mm的閥門；

特大口徑閥門：公稱通徑DN≥1400mm的閥門。

按與管道連線方式分可分為：

法蘭連線閥門：閥體法蘭與管道採用法蘭連線；

螺紋連線閥門：閥體螺紋與管道採用螺紋連線；

焊接連線閥門：閥體焊口與管道採用焊接連線；

夾箍連線閥門：閥體上夾口與管道採用夾箍連線；

卡套連線閥門：採用卡套與管道連線的閥門。

通用分類法：

這種分類方法既按原理、作用又按結構劃分，是目前國際、國內最常用的分類方法。一般分：

閘閥、截止閥、節流閥、儀表閥、柱塞閥、隔膜閥、旋塞閥、球閥、蝶閥、止回閥、減壓閥安全閥、疏水閥、調節閥、底閥、過濾器、排汙閥等。

閥門的基本引數：

公稱通徑：用作參考的經過圓整的表示口徑大小的引數，用“DN*”表示，如：DN100是4寸閥門，DN200為8寸閥門。

公稱壓力：經過圓整過的表示與壓力有關的數字標示代號，如：PN6。3MPa或Class400。

磅級與公稱壓力的對稱關係：

適用介質：

（1）氣體介質；（2）液體介質；（3）含固體介質；

（4）腐蝕介質和劇毒介質。

試驗壓力：

（1）強度試驗壓力；（2）密封試驗壓力。

閥門密封副：由閥座和關閉件組成，依靠閥座和關閉件的密封面緊密接觸或密封面受壓塑性變形而達到密封的目的。

閥門填料函：

⑴填料函結構：由填料壓蓋、填料和填料墊組成。填料函結構分為壓緊螺母式、壓蓋式和波紋管式。

⑵填料圈數

軟質填料：PN≤2。5MPa時，4-10圈；

PN＝4。0-10MPa時，8-10圈。

成型塑膠填料：上填料一圈，中填料3-4圈，下部為一個金屬填料墊。

閥門的編號：

每種閥門都有一個特定的型號，以說明閥門的類別、驅動方式、連線方式、結構形式、密封面和襯裡材料、公稱壓力及閥體材料，閥門的型號由七個單元組成，按下列順序編制。

例：Z41H-１6閥門的含義：

閥門標識含義：

常見閥門結構及應用：

閘閥：

閘閥是指啟閉體（閥板）由閥杆帶動閥座密封面作升降運動的閥門，可接通或截斷流體的通道。當閥門部分開啟時，在閘板背面產生渦流，易引起閘板的侵蝕和震動，也易損壞閥座密封面，修理困難。閘閥通常適用於不需要經常啟閉，而且保持閘板全開或全閉的工況。不適用於作為調節或節流使用。

閘閥的分類：

閘板與閥座密封圈：

楔式閘板：閘板密封面與閘板垂直中心線有一定傾角，稱為楔半形。防止溫度變化時閘板卡死，一般角度為 2°52〞、5°

介質溫度越高，通徑越大，楔半形就越大。

閘閥在管路中主要作切斷用，一般口徑DN≥50mm的切斷裝置多選用它，有時口徑很小的切斷裝置也選用閘閥。

閘閥有以下優點：

①流體阻力小。

②開閉所需外力較小。

③介質的流向不受限制。

④全開時，密封面受工作介質的沖蝕比截止閥小。

⑤體形比較簡單，鑄造工藝性較好。

閘閥也有不足之處：

①外形尺寸和開啟高度都較大。安裝所需空間較大。

②開閉過程中，密封面間有相對摩擦，容易引起擦傷現象。

③閘閥一般都有兩個密封面，給加工、研磨和維修增加一些困難。

截止閥和節流閥：

截止閥和節流閥都是向下閉合式閥門，啟閉件（閥瓣）由閥杆帶動，沿閥座軸線作升降運動來啟閉閥門。

截止閥與節流閥的結構基本相同，只是閥瓣的形狀不同：截止閥的閥瓣為盤形，節流閥的閥瓣多為圓錐流線型，特別適用於節流，可以改變通道的截面積，用以調節介質的流量與壓力。

截止閥的種類：

法蘭結構型式、引數：

按法蘭結構及其管子的連線方式分為：

整體法蘭係指泵、閥、機等機械裝置與管道連線的進出口法蘭，通常和這些管道裝置製成一體，作為裝置的一部分。

螺紋法蘭是將法蘭的內孔加工成管螺紋，並和帶螺紋的管子配合實現連線，是一種非焊接法蘭。與焊接法蘭相比，它具有安裝、維修方便的特點，可在一些現場不允許焊接的場合使用。但在溫度高於260℃和低於-45℃的條件下，建議不使用螺紋法蘭，以免發生洩漏。

對焊法蘭又稱高頸法蘭，它與其他法蘭不同之處在於從法蘭與管子焊接處到法蘭盤有一段長而傾斜的高頸，此段高頸的壁厚沿高度方向逐漸過渡到管壁厚度，改善了應力的不連續性，因而增加了法蘭強度。對焊法蘭主要用於工況比較苛刻的場合，如管道熱膨脹或其他載荷而使法蘭處受的應力較大，或應力變化反覆的場合；壓力、溫度大幅度波動的管道和高溫、高壓及零下低溫的管道。

平焊法蘭又稱搭焊法蘭。平焊法蘭與管子的連線是將管子插入法蘭內孔至適當位置，然後在搭焊，其優點在於焊接裝配時較易對中，且價格便宜，因而得到了廣泛的應用。按內壓計算，平焊法蘭的強度約為相應對焊法蘭的三分之二，疲勞壽命約為對焊法蘭的三分之一。所以，平焊法蘭只適用於壓力等級比較低，壓力波動、振動及震盪均不嚴重的管道系統中。

松套法蘭的連線實際也是透過焊接實現的，只是這種法蘭是松套在已與管子焊接在一起的附屬元件上，然後透過連線螺栓將附屬元件和墊片壓緊以實現密封，法蘭（即松套）本身則不接觸介質。這種法蘭連線的優點是法蘭可以旋轉，易於對中螺栓孔，使用在大口徑管道上易於安裝，也適用於管道需要頻繁拆卸以供清洗和檢查的地方。其法蘭附屬元件材料與管子材料一致，而法蘭材料可與管子材料不同，因此比較適合於輸送腐蝕性介質的管道。

法蘭密封面：

法蘭密封面型式和代號（GB/T9112-2010）：

法蘭公稱通徑和鋼管外徑：

1、法蘭公稱通徑：

在管道系統中，管道元件公稱通徑是一個重要的基本引數。公稱通徑是僅與製造尺寸有關且引用方便的一個園整數值，不適用於計算，它是管道系統中除了用外徑和螺紋尺寸代號標記的元件以外的所有其他元件通用的一種規格標記。

法蘭公稱通徑與管道公稱通徑含義相同，它並不是某一個實際結構尺寸，也不等於法蘭內徑，而僅僅是與製造尺寸有關聯的經過園整後的一個名義尺寸，其標記方法是在字母“DN”後跟一個以mm為單位的數字。

2、鋼管外徑：

我國目前生產和使用的鋼管，從外徑來分有兩個系列：標準中標註為“系列Ⅰ”和“系列Ⅱ”，或稱“A系列”及“B系列”。系列Ⅰ或A系列的鋼管為“英制管”，俗稱“大外徑管”；系列Ⅱ或B系列的鋼管為“公制管”，俗稱“小外徑管”。

所謂“大外徑管及小外徑管”的含義是：在相同管道公稱通徑的條件下，管道附件（諸如法蘭、閥門、管件及管道過濾器等）所配用鋼管外徑尺寸的大小，尺寸大的叫“大外徑”管；尺寸小的叫“小外徑”管。例如：公稱通經DN100的法蘭，配管外徑為114。3mm及108mm兩種，外徑114。3mm的鋼管稱為“大外徑”管或“系列Ⅰ或A系列”管；外徑108mm的鋼管稱為“小外徑”管或“系列Ⅱ或B系列”管。鋼管外徑系列是管法蘭尺寸的基礎。

管法蘭公稱通徑和鋼管外徑：

法蘭的標記：

1、對焊法蘭：

公稱通徑100mm、公稱壓力2。5MPa的平面對焊法蘭：

法蘭DN100-PN25 FF（系列Ⅱ）GB/T9115。1-2010

公稱通徑80mm、公稱壓力2。5MPa的突面對焊法蘭：

法蘭DN100-PN25 RF（系列Ⅱ）GB/T9115。1-2010

公稱通徑80mm、公稱壓力4。0MPa的凸面對焊法蘭：

法蘭DN100-PN40 M（系列Ⅱ）GB/T9115。2-2010

2、帶頸平焊法蘭

公稱通徑100mm、公稱壓力2。5MPa的平面帶頸平焊法蘭：

法蘭 DN100-PN25 FF（系列Ⅱ）GB/T9116。1-2010

公稱通徑80mm、公稱壓力2。5MPa的突面帶頸平焊法蘭：

法蘭 DN100-PN25 RF（系列Ⅱ）GB/T9116。1-2010

公稱通徑80mm、公稱壓力4。0MPa的凸面帶頸平焊法蘭：法蘭 DN80-PN40 M（系列Ⅱ）GB/T9116。2-2010

3、法蘭蓋

公稱通徑80mm、公稱壓力2。5MPa的平面鋼製管法蘭蓋：法蘭蓋 DN80-PN25 FF GB/T9123。1-2010

公稱通徑80mm、公稱壓力2。5MPa的突面鋼製管法蘭蓋：法蘭蓋 DN80-PN25 RF GB/T9123。1-2010

公稱通徑80mm、公稱壓力2。5MPa的凸面鋼製管法蘭蓋：法蘭蓋 DN80-PN25 M GB/T9123。2-2010

壓力容器法蘭：

1、法蘭分類及法蘭型別代號

2、法蘭標記

法蘭標記由七部分組成。

公稱壓力2。5MPa、公稱直徑1000mm的平面密封長頸對焊法蘭，厚度78mm，總高度155mm的標記為：

法蘭-RF 1000-2。5/78-155 JB/T4703－2010

墊片密封及適用範圍：

墊片的結構型式和種類：

1、墊片的結構型式

工業上使用的平墊片一般由密封元件及內、外加強環組成，密封元件或稱墊片本體是阻止洩漏的關鍵部分。其常用的材料有非金屬材料，如柔性石墨、聚四氟乙烯、纖維增強橡膠基複合板等。

此外，密封元件材料也可以是剛性或柔性的金屬，通常用於壓力和溫度較高的場合。

對於非金屬材料的密封元件，通常嵌入金屬材料予以增強，同時也方便了如石墨等易破碎材料密封元件的製造加工。增強材料可以是金屬薄板或絲網，金屬薄板常常採用衝刺孔的方式以提高增強效果和增加彈性，並透過粘結劑和輥壓將它們貼合在一起。

外加強環或外環材料均為實體金屬，其作用是：幫助密封元件安裝時對中；防止密封元件過份壓縮而破壞；防止墊片吹出和減少法蘭轉動等。外加強環不與密封介質接觸，因此不要求耐介質腐蝕，故常常由碳鋼材料製成。外加強環還可以與密封元件製成一體，例如金屬齒形墊片、波齒複合墊片。

內加強環或內環接觸流體，其材料應能抵禦密封介質的腐蝕。內加強環的作用是：防止密封元件與容器或管道法蘭之間的空隙，以避免此空隙干擾流體的流動以及由此引起的流體對墊片的沖蝕。

2、墊片的種類

非金屬平墊片：

1、國產石棉橡膠板使用範圍和效能

以上選自GB/T 3985-2008《石棉橡膠板》

2、聚四氟乙烯包履墊片

聚四氟乙烯包履墊片是一種非金屬複合型軟墊片，一般由包封皮及嵌入物兩部分組成。包封皮主要起抗腐蝕作用，通常由聚四氟乙烯材料製成，嵌入物（填料）為帶或不帶金屬加強筋的非金屬材料，通常由石棉橡膠板製成。

聚四氟乙烯包履墊片主要適用於全平面型及突面型鋼製管法蘭連線，適用公稱壓力PN為0。6～5。0MPa、工作溫度為0～150℃的腐蝕介質或對清潔度有較高要求的介質。

管法蘭用聚四氟乙烯包履墊片按製造方式可分為三種型式：剖切型（S型）、機加工型（M型）、折包型（F型）。剖切型是採用聚四氟乙烯筒料車削成0。8～1mm厚的環狀薄片，從外側厚度的中心切開，在切口中放入芯材。切口開至距內孔處約1。5～2mm。對於機加工型包履墊片，其包封層內徑可與法蘭內徑一致，以防止流體在法蘭處產生渦流。對於折包型包履墊片，它是由厚度為0。4～0。8mm的帶狀聚四氟乙烯薄膜，用熱密封方法將兩端熱合後包在環狀的芯材外面呈U形狀，製造簡便，適用於尺寸較大的法蘭密封。

標記示例：

公稱通徑50mm、公稱壓力1。0MPa的剖切型聚四氟乙烯墊片：S-50-1。0 GB/T1304-1992

公稱通徑50mm、公稱壓力1。0MPa的機加工型聚四氟乙烯墊片：M-50-1。0 S-50-1。0 GB/T1304-1992

公稱通徑50mm、公稱壓力1。0MPa的折包型聚四氟乙烯墊片：F-50-1。0 S-50-1。0 GB/T1304-1992

金屬複合墊片：

1、金屬纏繞式墊片

金屬纏繞式墊片是由金屬帶和非金屬帶螺旋複合繞制而成的一種半金屬平墊片。其特性是：壓縮、回彈效能好；具有多道密封和一定的自緊功能；對於法蘭壓緊面的表面缺陷不太敏感，不粘接法蘭密封面，容易對中，因而拆卸便捷；可部分消除壓力、溫度變化和機械振動的影響；能在高溫、低壓、高真空、衝擊振動等迴圈交變的各種苛刻條件下，保持其優良的密封效能。

纏繞式墊片按其結構不同可分為四種型式：基本型、帶內環型、帶定為環型、帶內環和定為環型。

纏繞墊片結構分類：

相當於一個多重的密封：

纏繞墊片密封的特點：

能夠承受較高的壓力，有自密封性；（最大能達到42MPa左右）

能夠耐較高的溫度；（最高可達一千多度，取決於非金屬帶材料）

能夠耐較強的腐蝕；（取決於所用金屬與非金屬帶材料）

極好的壓縮、回彈率；（壓縮率可達到30%，回彈可達到29%）

安裝方便。（定位環的外徑完全按法蘭標準生產）

纏繞墊片應用：

應用場合：電力、石化、化工、鋼鐵、造紙、船舶……

適用介質：水、油、蒸汽、酸鹼鹽、漿料、有機溶劑；

溫度範圍：普通的石墨纏繞墊片一般不超過450℃；

壓力範圍：一般不要超過30MPa。

纏繞墊片的選型：結構形式的選擇

注意問題：

直徑範圍：DN15 ~ DN2800；

厚度範圍：2。5mm、3。2mm、4。5mm；

特殊要求：如材料、包裝等需另外註明；

交貨週期：非標、超大、特殊材料等將延長交貨時間。

墊片型式代號（GB/T4622。1-2003）：

墊片材料代號（GB/T 4622。1-2003）

標記：

纏繞式墊片的選擇和使用方法：

a、基本型墊片適用於榫槽面法蘭

b、內環型墊片適用於凹凸面法蘭

c、定為環型墊片適用於平面和突面法蘭

d、內環和定為環型墊片適用於平面和突面法蘭

3、金屬衝齒板柔性石墨複合墊片

這種墊片又稱柔性石墨金屬增強複合墊片，它是由衝齒的金屬齒板或衝孔金屬芯板與柔性石墨粒子複合壓成的一種密封墊片，它通常由柔性石墨複合增強板裁製而成。

根據需要，柔性石墨金屬增強複合墊片可製成帶不鏽鋼或碳鋼內包邊或內外包邊。主要特點是：有良好的耐高、低溫，耐腐蝕，耐輻射等效能，強度較高，能在高壓工況下使用。所需預緊力比使用金屬墊片或金屬纏繞墊片小。由於柔性石墨具有可塑性和良好的充填性，使用這種墊片時對相配法蘭密封面不需要進行精密加工，對法蘭密封面上制有“水線”溝槽也能適應，相對來說比較經濟。

柔性石墨複合墊片型式分為RF型、MFM型和TG型，分別適用於突面、凹凸面和榫槽面法蘭。根據需要，RF型墊片可帶不鏽鋼或碳鋼內包邊，即為RF－E型。

工業管道檢修常用標準、規範：

相關法規標準：

GB20801-2008《壓力管道規範工業管道》

GB50235-2010《工業管道工程施工及驗收規範》

GB50236-2011《現場裝置工業管道焊接工程施工規範》

GB50264-2013《工業裝置及管道絕熱工程設計規範》

GB50316-2008《工業金屬管道設計規範》

GB50184-2011《工業金屬管道工程施工質量驗收規範》

GB50185-2010《工業裝置及管道絕熱工程施工質量驗收規範》

SH3501-2011《石油化工有毒、可燃介質管道工程施工及驗收規範》

SHT3524-2009 石油化工靜裝置現場組焊技術規程