我国流体设备阀门的现状、应用与发展概况

　1 阀门目前状况 

　　改革开放后，随着我国经济建设的蓬勃发展，流体设备阀门行业也展现了欣欣向荣的生机。现在有几千家的大小阀门厂，尽管良莠不齐，但产品品种已达3000多个型号，近30000个规格。在密封性能、强度要求、调节功能、动作性能和流通性能，特别是密封性能，都有了长足的进步，倒退十年，城镇供水协会的权威人士有句行业名言说十阀九漏，虽然有些夸张，确实不尽人意。例：1989年9月—12月成都自来水公司进厂检测阀门145个，合格率72.5%，1996年检验917个合格率88.66%，由于检验手段限制，不能按国家标准验收，如严格按国家标准合格率就更低了，流体设备闸阀主要是密封性能差，蝶阀还有操作机构可靠性差等等，这种情况确有明显改进，现在球墨铸铢、树脂砂铸造工艺、奥氏体不锈钢阀轴、硬密封阀座、专用特殊阀门品种、防腐喷涂涂料的应用，以及密封结构设计等技术、材质问题不少厂家已经掌握，有些(少数)厂家的一些产品已接近和达到国际先进水平，取代了进口产品，或出口国外，整体水平也在不断提高，和国外先进水平距离进一步缩小。但由于我国机械制造业整体水平不高，因此阀门质量还需进一步提高。 

　　2 常用的阀门 

　　在城市、建筑、企业给排水工程中，中低压阀门广泛应用，特别低压大口径阀门(低压阀门是指公称压力PN≤1.6MPa的阀门)，而中压阀门(PN2.5-6.4MPa)较少，按原理和结构分类时(国际常用的方法)常用的流体设备阀门是蝶阀和闸阀，其他还是球阀、止回阀、排气阀、旋塞阀、隔膜阀、减压阀、调流阀、排泥阀等等。 

　　2.1 流体设备闸阀的现状和发展 

　　闸阀使用历史最久，至今世界各国仍在应用，特别是DN300mm以下，在各类阀门中仍占主导地位。按阀板形状又分平行闸阀和楔形闸阀，楔形闸阀在国际上使用比较普遍，其特征是阀板前后压差使流体设备阀板强制压在出口侧的阀座上，密封性较好，且全开时，由于阀板不留在流路上，压力损失小。用于要切断管道中介质。 

　　其缺点是操作力矩大，操作时易使阀体、阀杆损坏，特别是大口闸阀。外形尺寸和重量也大，DN1000口径闸阀约3200mm高，需要四个人操作，所以闸阀一般适于小口径，即DN500以下使用。 

　　闸阀从全开到中间开度，流体设备阀门的流阻较小，接近全闭时，流阻急剧增加。较大的范围内，流阻变化较小，在接近全闭时，流量变化较大，一定不要在阀门接近关闭时使用，这时很难进行流量的微调。阀门若开度极小，开口处的流速极快，会使闸板下侧产生气蚀，并伴有激烈的振动的噪声，长时间节流运转，往往会使阀体和闸板的金属发生气蚀。闸阀工况若处在中间开度，阀板因为是靠两侧的导轨支撑，全闭时配合紧密，而中间位置时，阀板与导轨间隙大而产生振动。因此，即使在气 

　　蚀发生率较低的区域，长时间使阀门节流运转，导轨也会发生畸形、摩耗或损坏，且由于流体设备阀座不是全面接触，而接触部位表面压力很高，往往会产生咬蚀或粘连，因此，不宜用于流量控制。还要注意，闸阀在小开度时，流量变化大，如果对阀门紧急启闭，是造成压力急剧上升或产生负压，特别是关阀门时水锤时产生。 

　　在金属密封闸阀基础上，近些年来开发了橡胶软密封闸阀，其特点是： 

　　(1)阀体底部无凹处，流体通过截面呈直线状，不易堆积和夹杂异物。 

　　(2)流体设备闸板密封面是压在阀体上进行止水的，关阀力矩小。 

　　(3)不因配管的弯曲和拉伸而影响密封性能。 

　　(4)整个阀板衬橡胶，耐腐蚀，不出锈水。 

　　(5)流体设备阀门可在全开通水的同时更换密封材料和O型圈。 

　　由于功能优越，国际上(特别在欧洲)需求量速增，软密封闸阀是30年前奥地利人发明，在欧洲每年生产50余万台，几乎100%使用，是硬密封闸阀的替代产品，其制造口径在欧日为DN500，美国一般用到DN400，而意大利可生产到DN1200。 

　　2.2流体设备 蝶阀的现状和发展 

　　30年代，美国发明了蝶阀，50年代传入日本，到60年代才在日本普遍采用，而在我国推广则是70年代后的事了。目前世界上一般在DN300毫米以上蝶阀已逐渐代替了闸阀。蝶阀与闸阀相比有开闭时间短，操作为矩小，安装空间小和重量轻。以DN1000为例，蝶阀约2T，而闸阀约3.5T，且蝶阀易与各种驱动装置组合，有良好的耐久性和可靠性。 

　　橡胶密封流体设备蝶阀缺点是作节流使用时，由于使用不当会产生气蚀，使橡胶座剥落、损伤等情况发生。为此，现在国际上又开发金属密封蝶阀，气蚀区减小，近几年我国也开发了金属密封蝶阀，在日本近年来还开发耐气蚀、低振动、低噪声的梳齿形蝶阀。 

　　一般密封座的寿命在正常情况下，橡胶15年-20年，金属的80年-90年。但如何正确选用则要根据工况要求。 

　　蝶阀的开度与流量之间的关系，基本上呈线性比例变化。如果用于控制流量，其流量特性与配管的流阻也有密切关系，如两条管道安装阀门口径、形式等全相同，而管道损失系数不同，流体设备阀门的流量差别也会很大。 

　　如果阀门处于节流幅度较大状态，阀板的背面容易发生气蚀，有损坏阀门的可能，一般均在15°外使用。 

　　蝶阀处于中开度时，阀体与蝶板前端形成的开口形状以阀轴为中心，两侧形成完成不同的状态，一侧的蝶板前端顺流水方向而动，另一侧逆流水方向而动，因此，一侧流体设备阀体与阀板形成似喷嘴形开口，另一侧类似节流孔形开口，喷嘴侧比节流侧流速快的多，而节流侧阀门下面会产生负压，往往会出现橡胶密封件脱落。 

　　蝶阀操作力矩，因开度及阀门启闭方向不同其值各异，卧式蝶阀，特别是大口径阀，由于水深，阀轴上、下水头差所产生的力矩也不容忽视。另外，阀门进口侧装置弯头时，形成偏流，力矩会有增加。 

　　流体设备阀门处于中间开度时，由于水流动力矩起作用，操作机构需要自锁。