- 石油化工通用設備管理與檢修
- 陳慶 高路 胡憶溈等編著
- 5323字
- 2020-04-30 17:28:02
第七節 閥 門
閥門在機械工程圖中是以符號的形式標注其所在位置,《綜合材料表》給出各種閥門的類型、公稱通徑、公稱壓力、材料、總的數量和閥門標準號等,《管段表》則給出閥門所在某一具體管段的管段編號、起止點、管道等級、設計溫度、設計壓力、閥門類型、公稱通徑、公稱壓力、材料、數量和標準號。
一、閥門概述
閥門是通過改變其流道面積大小來控制流體流量壓力和流向的機械產品。閥門規格品種繁多,為統一制造標準及正確選用和識別閥門,我國閥門行業規定了“三化”標準,即系列化、通用化、標準化的標準。
(一)閥門的種類
閥門的種類繁多,稱謂也不統一,有按使用功能分類的,有按公稱壓力分類的,有按閥體材料分類的等等。
1.按使用功能分類
(1)截斷(或閉路)閥類 接通或截斷管路中介質,包括閘閥、截止閥、旋塞閥、隔膜閥、球閥和蝶閥等。
(2)止回(或單向、逆止)閥類 防止管路中介質倒流,包括止回閥和底閥。
(3)調節閥類 調節管路中介質流量、壓力等參數,包括節流閥、減壓閥及各種調節閥。
(4)分流閥類 分配、分離或混合管路中的介質,包括旋塞閥、球閥和疏水閥等。
(5)安全閥類 防止介質壓力超過規定數值,對管路或設備進行超載保護,包括各種形式的安全閥、保險閥。
2.按公稱壓力分類
(1)真空閥 工作壓力用真空度表示。
(2)低壓閥 公稱壓力PN≤1.6MPa。
(3)中壓閥 1.6MPa<PN<10MPa。
(4)高壓閥 10MPa≤PN<100MPa。
(5)超高壓閥 PN>100MPa。
3.按驅動方式分類
(1)手動閥 用人力操縱手輪、手柄或鏈輪驅動閥門。
(2)動力驅動閥 利用動力源驅動閥門,包括電磁閥、氣動閥、液動閥、電動閥及各種聯動閥。
(3)自動閥 憑借管路中介質本身能量驅動閥門,包括止回閥、安全閥、減壓閥、疏水閥及各種自力式調節閥。
4.按閥體材料分類
(1)鑄鐵閥 閥體材料采用壓鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵和高硅鑄鐵等。
(2)鑄銅閥 閥體材料包括青銅、黃銅。
(3)鑄鋼閥 閥體材料包括碳素鋼、合金鋼和不銹鋼等。
(4)鍛鋼閥 閥體材料包括碳素鋼、合金鋼和不銹鋼等。
(5)鈦閥 閥體材料采用鈦及鈦合金。
5.按使用部門分類
(1)通用閥 廣泛用于各種工業部門。
(2)電站閥 應用于火力、水力、核電廠(站)。
(3)船用閥 應用于船舶、艦艇。
(4)冶金用閥 應用于煉鐵、煉鋼等冶金部門。
(5)管線閥 應用于輸油、輸氣管線。
(6)水暖用閥 應用給排水、采暖設施。
(二)閥門的壓力-溫度等級
閥門的最大允許工作壓力隨工作溫度的升高而降低。壓力-溫度等級是閥門設計和選用的基準,在選用閥門時應特別注意。
采用GB/T 9112~GB/T 9122標準法蘭的鋼制閥門在不同工作溫度下的最大允許工作壓力按式(2-6)計算:
p=?·PN (2-6)
式中 ?——系數(請查有關閥門手冊);
PN——閥門的公稱壓力,MPa。
二、閥門檢驗與管理
(一)閥門檢驗
1.一般規定
(1)閥門必須具有質量證明文件。閥體上應有制造廠銘牌,銘牌和閥體上應有制造廠名稱、閥門型號、公稱壓力、公稱通徑等標識,且應符合《通用閥門標志》(GB/T 12220)的規定。
(2)閥門的產品質量證明文件應有如下內容:
①制造廠名稱及出廠日期;
②產品名稱、型號及規格;
③公稱壓力、公稱通徑、適用介質及適用溫度;
④依據的標準、檢驗結論及檢驗日期;
⑤出廠編號;
⑥檢驗人員及負責檢驗人員簽章。
(3)設計要求做低溫密封試驗的閥門,應有制造廠的低溫密封試驗合格證明書。
(4)鑄鋼閥門的磁粉檢驗和射線檢驗由供需雙方協定,如需檢驗,供方應按合同要求的檢驗標準進行檢驗,并出具檢驗報告。
(5)設計文件要求進行晶間腐蝕試驗的不銹鋼閥門,制造廠應提供晶間腐蝕試驗合格證明書。
(6)閥門安裝前必須進行外觀檢查。
2.外觀檢查
(1)閥門運輸時的開閉位置應符合下列要求:
①閘閥、截止閥、節流閥、調節閥、蝶閥、底閥等閥門應處于全關閉位置;
②旋塞閥、球閥的關閉件均應處于全開啟位置;
③隔膜閥應處于關閉位置,且不可關得過緊,以防止損壞隔膜;
④止回閥的閥瓣應關閉并予以固定。
(2)閥門不得有損傷、缺件、腐蝕、銘牌脫落等現象,且閥體內不得有臟污。
(3)閥門兩端應有防護蓋保護。手柄或手輪操作應靈活輕便,不得有卡澀現象。
(4)閥體為鑄件時,其表面應平整光滑,無裂紋、縮孔、砂眼、氣孔、毛刺等缺陷;閥體為鍛件時,其表面應無裂紋、夾層、重皮、斑疤、缺肩等缺陷。
(5)止回閥的閥瓣或閥芯動作應靈活準確,無偏心、移位或歪斜現象。
(6)彈簧式安全閥應具有鉛封,杠桿式安全閥應有重錘的定位裝置。
(7)襯膠、襯搪瓷及襯塑料的閥體內表面應平整光滑,襯層與基體結合牢固,無裂紋、鼓泡等缺陷,用高頻電火花發生器逐個檢查襯層表面,以未發現襯層被擊穿(產生白色閃光現象)為合格。
(8)閥門法蘭密封面應符合要求,且不得有徑向劃痕。
3.閥門傳動裝置的檢查與試驗
(1)采用齒輪、蝸輪傳動的閥門,其傳動機構應按下列要求進行檢查與清洗:
①蝸桿和蝸輪應嚙合良好、工作輕便,無卡澀或過度磨損現象。
②開式機構的齒輪嚙合面、軸承等應清洗干凈,并加注新潤滑油脂。
③有閉式機構的閥門應抽查10%且不少于一個,其機構零件應齊全、內部清潔無污物、傳動件無毛刺、各部間隙及嚙合面符合要求。如有問題,應對該批閥門的傳動機構逐個檢查。
④開蓋檢查如發現潤滑油脂變質,將該批閥門的潤滑油脂予以更換。
(2)帶鏈輪機構的閥門,鏈架與鏈輪的中心面應一致。按工作位置檢查鏈條的工作情況,鏈條運動應順暢不脫槽,鏈條不得有開環、脫焊、銹蝕或鏈輪與鏈條節距不符等缺陷。
(3)氣壓、液壓傳動的閥門,應以空氣或水為介質,按活塞的工作壓力進行開閉檢驗。必要時,應對閥門進行密封試驗。
(4)電動閥門的變速箱除按上述(1)中的規定進行清洗和檢查外,尚應復查聯軸器的同軸度,然后接通臨時電源,在全開或全閉的狀態下,檢查、調整閥門的限位裝置,反復試驗不少于三次,電動系統應動作可靠、指示準確。
(5)電磁閥門應接通臨時電源,進行開閉試驗,且不得少于三次。必要時應在閥門關閉狀態下,對其進行密封試驗。
(6)具有機械聯鎖裝置的閥門,應在安裝位置的模擬架上進行試驗和調整。兩閥門應啟閉動作協調、工作輕便、限位準確。
4.其他檢查和檢驗
(1)對焊接連接閥門的焊接接頭坡口,應按下列規定進行磁粉或滲透檢測:
①標準抗拉強度下限值σb=1540MPa的鋼材及Cr-Mo低合金鋼材的坡口應進行100%檢測;
②設計溫度低于或等于-29℃的非奧氏體不銹鋼坡口應抽檢5%。
(2)合金鋼閥門應采用光譜分析或其他方法,逐個對閥體材質進行復查,并做標記。不符合要求的閥門不得使用。
(3)合金鋼閥門和劇毒、可燃介質管道閥門安裝前,應按設計文件中的“閥門規格書”對閥門的閥體、密封面以及有特殊要求的墊片和填料的材質進行抽查,每批至少抽查一件。若有不合格,該批閥門不得使用。
(二)閥門試驗(SH 3518—2013)
1.一般規定
(1)閥門試驗包括殼體壓力試驗、密封試驗和安全閥、減壓閥、疏水閥的調整試驗。
(2)閥門應按相應規范確定的檢查數量進行殼體壓力試驗和密封試驗,具有上密封結構的閥門,還應進行上密封試驗。
(3)對于殼體壓力試驗、上密封試驗和高壓密封試驗,試驗介質可選擇空氣、惰性氣體、煤油、水或黏度不高于水的非腐蝕性液體。低壓密封試驗介質可選擇空氣或惰性氣體。
(4)用水作試驗介質時,允許添加防銹劑,奧氏體不銹鋼閥門試驗時,水中氯化物含量不得超過100mg/L。
(5)無特殊規定時,試驗介質的溫度宜為5~50℃。
(6)閥門試驗前,應除去密封面上的油漬和污物,嚴禁在密封面上涂抹防滲漏的油脂。
(7)試驗用的壓力表,應鑒定合格并在周檢期內使用,精度不應低于1.5級,表的滿刻度值宜為最大被測壓力的1.5~2倍。試驗系統的壓力表不應少于兩塊,并分別安裝在儲罐、設備及被試驗的閥門進口處。
(8)裝有旁通閥的閥門,旁通閥也應進行殼體壓力試驗和密封試驗。
(9)試驗介質為液體時,應排凈閥門內的空氣,閥門試壓完畢,應及時排除閥門內的積液。
(10)經過試驗合格的閥門,應在閥體明顯部位做好試驗標識,并填寫試驗記錄。沒有試驗標識的閥門不得安裝和使用。
2.閥門殼體壓力試驗
(1)閥門殼體壓力試驗的試驗壓力應為閥門公稱壓力的1.5倍。
(2)閥門殼體壓力試驗最短保壓時間應為5min。如果試驗介質為液體,殼體外表面不得有滴漏或潮濕現象,閥體與閥體襯里、閥體與閥蓋接合處不得有泄漏;如果試驗介質為氣體,則應按規定的檢漏方法檢驗,不得有泄漏現象。
(3)夾套閥門的夾套部分應以1.5倍的工作壓力進行壓力試驗。
(4)公稱壓力小于1MPa且公稱通徑大于或等于600mm的閘閥,殼體壓力試驗可不單獨進行,可在管道系統試驗中進行。
3.閥門密封試驗
(1)閥門密封試驗包括上密封試驗、高壓密封試驗和低壓密封試驗,密封試驗必須在殼體壓力試驗合格后進行。
(2)閥門密封試驗項目應根據直徑和壓力按規定進行選取。當公稱直徑小于或等于100mm、公稱壓力小于或等于25MPa和公稱直徑大于100mm、公稱壓力小于或等于10MPa時,應按表2-21選取;當公稱直徑小于或等于100mm、公稱壓力大于25MPa和公稱直徑大于100mm、公稱壓力大于10MPa時,應按表2-22選取。
(3)閥門高壓密封試驗和上密封試驗的試驗壓力為閥門公稱壓力的1.1倍,低壓密封試驗壓力為0.6MPa,保壓時間見表2-23,以密封面不漏為合格。
(4)公稱壓力小于1MPa且公稱通徑大于或等于600mm的閘閥可不單獨進行密封試驗,宜用色印方法對閘板密封副進行檢查,接合面連續為合格。
表2-21 閥門密封試驗(一)

①要求對所有閥門進行上密封試驗,但具備上密封特征的波紋管密封閥除外。
②對潤滑旋塞閥來講,進行高壓密封試驗是強制性的,而低壓密封試驗是可選擇的。
③如果購買商同意,閥門制造廠可用低壓密封試驗代替高壓密封試驗。
④彈性座閥門進行高壓密封試驗后在低壓情況下使用可能會降低其密封性。
⑤對于動力操作截止閥,高壓密封試驗應按確定動力閥動器規格時設計壓差的1.1倍來進行。
表2-22 閥門密封試驗(二)

①這些閥門均必須進行上密封試驗,但具備上密封特征的波紋管密封閥除外。
②經買方同意后,閥門制造廠家可以使用低壓密封試驗代替高壓密封試驗。
③彈性座閥門進行高壓密封試驗后在低壓情況下使用可能會降低其密封性。
④在動力操作的球閥中,高壓密封試驗應按確定動力閥動器規格時設計壓差的1.1倍來進行。
表2-23 密封試驗保壓時間

(5)上密封試驗的基本步驟:封閉閥門進、出口,松開填料壓蓋,將閥門打開并使上密封關閉,向腔內充滿試驗介質,逐漸加壓到試驗壓力,達到保壓規定時間后,無滲漏為合格。
(6)做密封試驗時,應向處于關閉狀態的被檢測密封副的一側腔體充滿試驗介質,并逐漸加壓到試驗壓力,達到規定保壓時間后,在該密封副的另一側,目測滲漏情況。引入介質和施加壓力的方向應符合下列規定:
①規定了介質流向的閥門,如截止閥等應按規定介質流通方向引入介質和施加壓力;
②沒有規定介質流向的閥門,如閘閥、球閥、旋塞閥和蝶閥,應分別沿每一端引入介質和施加壓力;
③有兩個密封副的閥門也可以向兩個密封副之間的體腔內引入介質和施加壓力;
④止回閥應沿使閥瓣關閉的方向引入介質和施加壓力。
(三)安全閥調整試驗
(1)安全閥的調整試驗應包括如下項目:
①開啟壓力;
②回座壓力;
③閥門動作的重復性;
④用目測或聽覺檢查閥門回座情況,有無頻跳、顫振、卡阻或其他有害的振動。
(2)安全閥應按設計要求進行調試,當設計無要求時,其開啟壓力應為工作壓力與背壓之差的1.05~1.15倍,回座壓力應不小于工作壓力的90%。
(3)安全閥開啟、回座試驗的介質可按表2-24中的規定選用。
表2-24 試驗介質

①如無適合的飽和蒸汽,允許使用空氣,但安全閥投入運行時,應重新調試。
(4)安全閥開啟和回座試驗次數應不少于三次,試驗過程中,使用單位及有關部門應在現場監督確認。試驗合格后應做鉛封,并填寫“安全閥調整試驗記錄”。
(四)其他閥門調整試驗
(1)減壓閥調壓試驗及疏水閥的動作試驗應在安裝后的系統中進行。
(2)減壓閥在試驗過程中,不應做任何調整,當試驗條件變化或試驗結果偏離時,方可重新進行調整,且不得更換零件。
(3)疏水閥試驗應符合下列要求:
①動作靈敏、工作正常;
②閥座無漏氣現象;
③疏水完畢后,閥門應處于完全關閉狀態;
④雙金屬片式疏水閥,應在額定的工作溫度范圍內動作。
(五)閥門管理
1.閥門存放
(1)閥門出入庫房,應按照銘牌上的主要內容進行登記、建賬。試驗合格的閥門應做試驗記錄和標記。
(2)閥門宜放置在室內庫房,并按閥門的規格、型號、材質分別存放。對不允許鐵污染的鈦材等有色金屬閥門和超低碳不銹鋼閥門,放置、保管時,應采取防護措施。
(3)返庫的閥門,應重新登記。殼體壓力試驗和密封試驗后的閥門,閑置時間超過半年,使用前應重新進行檢驗。
(4)閥門在保管運輸過程中,不得將索具直接拴綁在手輪上或將閥門倒置。
2.閥門防護
(1)外露閥桿的部位,應涂潤滑脂進行保護。
(2)除塑料和橡膠密封面不允許涂防銹劑外,閥門的其他關閉件和閥座密封面應涂工業用防銹油脂。
(3)閥門的內腔、法蘭密封面和螺栓螺紋應涂防銹劑進行保護。
(4)閥門試驗合格后,內部應清理干凈,閥門兩端應加防護蓋。
3.閥門資料管理
(1)制造廠提供的質量證明文件,應與實物相對應,建賬管理。
(2)檢試驗合格的閥門,檢試驗部門出具材質復驗報告、閥門試驗記錄和安全閥調整試驗記錄等文件,并應由有關人員簽字,專人保管。
(3)閥門出庫時,應根據現行《石油化工工程建設交工技術文件規定》(SH 3503—2017)中的要求,將制造廠提供的質量證明文件和有關檢試驗記錄交有關部門,作為交工資料。