閥的種類特性及其選用步驟簡介理

      1．前言

   閥用于管路系統(tǒng)中，處理液體之控制裝置，選擇閥的第一步驟是必須了解各種閥之功能及我們所希冀的閥，在裝妥之后能完成我們所托付的任務(wù)與功效。 

2．閥之分類

（1）閥依其功能，分類如下：

A．開關(guān)閥類：閘閥、塞閥、球閥。

B．節(jié)流閥類：球型閥、針閥、角閥、碟型閥、隔膜閥。

C．止回閥類：擺動、升降及雙片式逆止閥，底閥。

D．壓力控制閥類：減壓閥、釋壓閥、安全閥。

E．特殊閥類：

a.取樣閥

b.流量控制閥

c.排放閥

d.其它各式樣閥

（2）依材質(zhì)分類

A．非金屬閥類：PVC、塑膠（鋼）、特氟龍等。

B．金屬閥類

a.鐵金屬：鐵、鋼、不銹鋼、合金鋼等。

b.非金屬：鋁、銅等。

（3）程方式分類

A．鑄造閥類：砂模、殼模、脫臘模、壓鑄等造模法，生產(chǎn)之閥類件。

B．鍛造閥類：由模鍛或自由鍛或丸（方）材值接加工，生產(chǎn)之閥類件。

C．焊接制造閥類：體、蓋分別由若干部分組合焊接制造而成，此類閥必須注意焊接程序規(guī)范及其鑒定（WPS與PQR）。

D．射出成型閥類：一般用之于PVC、塑膠待非金屬閥類之制造。

3．各類閥之特性

（1）閘閥（GATE VALVES）

閘閥是為了于一管線上某一部位系統(tǒng)需要“全開、全關(guān)”控制且流體流過僅能以微少之壓力降產(chǎn)生時而設(shè)計(jì)使用的。當(dāng)一系統(tǒng)中某一部份需予隔離，而不須考慮流體節(jié)流（THROTTING）的控制時閘閥是非常理想而適合的。因當(dāng)節(jié)流使用時，則流體會產(chǎn)生高速流經(jīng)門座，而造成流體之沖蝕門、座及殼體（產(chǎn)生拉絲現(xiàn)象），或引起震動而損傷。

（2）球型閥（GLOBE VALVES）、角閥（ANGLE VALVES）、針閥（NEEDLE VALVE）

球型閥因球體有球柱狀的外形而稱之，主要是為須緊閉，經(jīng)常開關(guān)及當(dāng)流體須控制流量之節(jié)流作用而設(shè)計(jì)，其最主要特點(diǎn)是有效的節(jié)流，使拉絲現(xiàn)象減到最少因而減少閥門及閥座之浸（沖）蝕，但因閥座是平行于流線，流體流經(jīng)該類閥座時流向之改變，將在閥中產(chǎn)生擾流，以及降力的下降，僅適合不荷求因壓力降所造成揚(yáng)程失時，方可使用。

角閥的結(jié)構(gòu)，特性是由球型閥修正而來，僅是出口與進(jìn)中成90度直角之區(qū)別。

針閥亦是由塞式球型閥修正而來，閥塞為細(xì)長型有錐度的針狀，特別適用于低流量范圍的流量控制。

（3）逆止閥（CHECK VALVES）-----擺動式（SWING TYPE）、升降式（LIFT TYPE）、斜盤（門）式（TILTING DISC）、雙片式（DUALPLATE）、底閥（FOOT VALVES）。

此類閥其作用為容許流體朝一方向自由流動，而限制其反流動，當(dāng)流體通過系統(tǒng)時的壓力，把閥門開啟，任何流體的反向，會把閥門關(guān)閉，關(guān)閉的完成，是賴止回機(jī)構(gòu)的重量或賴反壓，或賴彈簧或賴以上幾種的組合。

（4）球型停止逆止閥（GLOBE STOP-CHECK VALVES）止閥類似3.3項(xiàng)之升降式逆止閥，但加裝閥桿及手輸（或別的輔助操作裝置）做為流體之關(guān)斷及止回用，止閥不能以任何機(jī)械傳動方式打開，只靠上游流體壓力將閥門升舉，離開閥座面。

（5）塞閥（PLUG VALVES）

此閥由插入閥體中之閥塞（門），為一具有錐度中間開槽的塞件而得名、結(jié)構(gòu)簡單屬古老型式之閥，由全開至關(guān)只須轉(zhuǎn)90度即可、閥塞（門）之流口可為任何尺寸與形狀，也可作成多孔型式來配合三或四條管線連接，而能有不同的流向組合。一般用于全開或全關(guān)，不作節(jié)流使用（除非開口特殊鉆石形狀并經(jīng)處理過）。

（6）球閥（BALL VALVE）

球閥是由塞閥修改而來，以球塞代替柱塞，來控制液體、閥塞（門）內(nèi)通道截面積，則與配合管線的管徑相同，流體作直線通過閥體，且吸有微小之壓力降�，F(xiàn)一般均使用PTEE、EPDM等材料，為閥座，因此，氣泡密封性佳。且改良為防火及防靜電之安全設(shè)計(jì)，被廣泛使用，但因閥座為PTFE材質(zhì)，其使用溫度一般受限于250度以下。

（7）蝶形閥（BUTTERFLY VALVES）

此閥的構(gòu)造，是根據(jù)管子擋扳的原理，其流動控制元件是一有傾角的盤（門）（其材質(zhì)可為金屬或金屬外緣包上塑膠、特氟隆等），圓盤固定在心軸上，并以能旋轉(zhuǎn)的心軸來控制開閉（開、閉只須90度之旋轉(zhuǎn)），閥座可為金屬、橡膠、特氟隆等材料，而固定于閥體壁上，此閥構(gòu)造簡單，其閥體為薄餅（WAFER）型、重量輕，不占空間適合于節(jié)流及開閉之用。尤其用于大流量之控制（不適用于小流量）。 

（8）隔膜閥（DIAPHRAGM VALVES）

此閥實(shí)際上不過是“鉗夾”的閥，一個彈性的，可擾的膜片，用螺椿連接在壓縮件上，壓縮件是由閥桿所操作而上下移動，當(dāng)壓縮件上升，膜片就高舉，而造成通路，當(dāng)壓縮件下降，膜片就壓在閥體堰上（假使為堰式閥）或壓在輪廓的底部（假使為直通式），此閥適用于開關(guān)及節(jié)流之用。

隔膜閥是特別適用于運(yùn)送有腐蝕性，有粘性的流體，例如泥漿、食品、藥品、織維性粘合液等，因管線中，此閥的操作機(jī)構(gòu)，是不暴露在運(yùn)送流體中，故不具污染性，也不需要填料，閥桿填料部也不可能會泄漏。

（9）安全閥（SAFETY BALVES）、泄壓閥（RELIDF VALVES）、安全、泄壓閥工廠中，使用高溫、高壓氣體的機(jī)會相當(dāng)大，尤其在電廠、化學(xué)工廠，由于壓力異常而造成塔槽、鍋爐、管線等壓力容器、設(shè)備被破壞而生泄漏，火災(zāi)或爆炸的機(jī)率相當(dāng)高，為了防止此類意外事故之發(fā)生，使制程穩(wěn)定操作，依美國機(jī)械工程師協(xié)會（ASME）之規(guī)定，必須在所有高壓設(shè)備均裝設(shè)此等安全排放裝置之閥類。

此類閥之構(gòu)造類似角閥，依其作動方式之不同可分為彈箕負(fù)載式（SPRING LOADED TYPE）及輔助閥作動式（PILOT OPERATED TYPE）。基本上是依力平衡方式作動裝置。一旦閥盤（門）所受之壓力大于彈箕或輔助閥之設(shè)定壓力時，閥盤就會被此壓力推開，其壓力容器內(nèi)之氣（液）體會被排出，以降低該壓力容器內(nèi)之壓力。

安全閥須設(shè)計(jì)成有全開急泄的作用，其容量超壓以及沖放必須受ASME法規(guī)的規(guī)定。

泄壓閥，設(shè)計(jì)成在初壓力增加時，閥慢慢開啟，且沒有法規(guī)作依據(jù)，亦不必需立刻開啟到全開位置，但壓力增加時，它要繼續(xù)不斷的開啟。

（10）冷凍閥類（CRYOGENIC VALVES）

用于在冷凍場所之運(yùn)送液化氣體（氧、氮、氫、氦）通常是用青銅或300系列不銹鋼材質(zhì)制成，閥的形式，可以是閘閥、球型閥、球閥、針閥、碟形閥等，該閥類異于上述各普通閥類之處理，其一是有延伸式閥蓋，如此設(shè)計(jì)，是要有一足夠之氣室，防止閥桿填料凍結(jié)，而影響操作與密封性，及減少了通通閥桿的熱泄漏，也在管線與手輸之間，提供了絕熱的空間，其二是在雙閥座之密閉式空穴內(nèi)在關(guān)閉時，必須考慮排泄掉入之液化氣體，避免汽化時產(chǎn)生過高之壓力。

（11）其它特殊閥類，列舉如下，不作一一介紹。

A．取樣閥

B．底槽沖冼閥

C．減壓閥

D．反壓調(diào)整閥

E．電磁閥

F．控制閥

4．閥之選用要點(diǎn)

選用適宜閥類需依下列程序，逐一檢核，如此被選取用之閥才能符合其功能，執(zhí)行所交付之任務(wù)。

（1）閥之特性與主要執(zhí)行功能

了解各類閥之特性及其執(zhí)行功能，為選用合適性閥類之第一步驟，其各類閥之特性，分類及主要執(zhí)行功能前面第2、第3節(jié)已述及，現(xiàn)歸納整理為表一、表二、供其選用參考。

（2）口徑或流（容）量“表三所示”

A．閥之公稱直徑，與流道之直徑不一定一致，其選擇之大小，由輸送流體之條件算出需求Cv值，然后由Cv值（參考制造廠商目錄）選定適合閥之口徑。

B． Cv值之定義為在華氏60度下之水流經(jīng)閥后，其壓力降在1時，其每分鐘測得之美國侖，即為該閥之Cv值。

C． Cv值可以計(jì)算出流經(jīng)該閥之流量（Q）。

Q=CvΔP=7.9Cv

P=液體的密度，LB/FT3

ΔP=通過閥之后的壓力降,PSI

（3）溫度VS壓力

閥的“溫度VS壓力”是指閥在某一定的溫度下所規(guī)定的允許且安全的壓力（但此壓力為在沒有沖擊下的最大允許壓力）。

5．閥之結(jié)構(gòu)材料閥類結(jié)構(gòu)上材料的選擇，在閥之功能壽命上可說極其重要，然一般閥之結(jié)構(gòu)材料主要區(qū)分為二大類：A．壓力主體材料：閥體、閥蓋、底蓋、螺栓等。

壓力主體材料選擇所考慮之主要因素：

a.流體之溫度、壓力：

A)高溫使用：金屬材料一般在高溫環(huán)境中，其抗拉強(qiáng)度與壽命隨溫度之升高而有所降低，其潛變之強(qiáng)度亦有所影響。

B)低溫使用：金屬材料在低溫之使用場合中，其破壞之韌性急劇降低產(chǎn)生低溫脆性的現(xiàn)象。

b.材料之腐蝕抗性：

閥結(jié)構(gòu)金屬發(fā)生腐蝕之原因：

（A）流體之種類（B）濃度 (C)溫度

腐蝕損害之形式：（A）均勻腐蝕（B）孔蝕（C）脫鋅和剝離（D）晶粒間腐蝕（E）破裂c.材料之沖蝕抗性：通常耐沖蝕材料必須具備以下之特點(diǎn)：A)強(qiáng)大的氧化被膜材料B)降伏點(diǎn)、耐力之材料C)疲勞界限高之材料D)硬度值較高之材料B.主要配件材料（TRIIM）：閥門座面、閥座座面、閥桿、導(dǎo)套及內(nèi)部小零件等主配件材料選擇所考慮之因素：a)流體之溫度b)材料腐蝕抗性c)材料沖蝕抗性d)材料之抗磨損與抗黏滯性（6）閥蓋形式一般閥蓋與閥體結(jié)合方式，有下列數(shù)種，依閥之尺寸，使用狀況，溫度壓力及泄漏造成的危險(xiǎn)性等條件，供其評估選擇。

A．鎖牙結(jié)合式（SCREWED BONNET）

B．螺栓結(jié)合式（BOLTED BONNET）

C．圍焊結(jié)合式（SEAL WELDED BONNET）D．壓力密封式（PRESSURE SEAL BONNET）E．由令結(jié)合式（UNION TYPE）（7）閥結(jié)構(gòu)特殊需求依使用溫度，場所不同，而有所特殊的要求列舉如下：A.防火與防靜電設(shè)計(jì)——在球閥設(shè)計(jì)時與使用須特別注意。

B.延伸式閥蓋設(shè)計(jì)——應(yīng)用于冷凍閥、輸送液化氣體。

C.噪音與空蝕之限制——尤其應(yīng)用于控制閥設(shè)計(jì)與使用之特別考慮。

D.防填料泄漏之伸縮囊之引用設(shè)計(jì)——須絕對封閉不外場所考慮。

4．操作方式

一般限于安裝環(huán)境、操作、運(yùn)轉(zhuǎn)條件或次數(shù)，而有電動、氣動驅(qū)動裝置之考慮，且因電腦之應(yīng)用普及，現(xiàn)及發(fā)展至整個系統(tǒng)制程之連線與監(jiān)控，無須人為驅(qū)動。但因于輪或加裝齒輪減速裝置之經(jīng)濟(jì)性與耐用性，仍大部份被人所樂意采用.