| 閥門用于石油和天然氣工業(yè)管道
了解石油和天然氣行業(yè)中使用的不同類型的閥門及其差異：API和ASME閘門，球形，檢查，球形和蝶形設(shè)計(jì)（手動(dòng)或驅(qū)動(dòng)，帶鍛造和鑄造車身）。簡(jiǎn)而言之，v avves是用于管道應(yīng)用的機(jī)械裝置，用于控制，調(diào)節(jié)和打開/關(guān)閉流體的流量和壓力。鍛造閥門用于小口徑或高壓管道應(yīng)用，鑄造閥門用于2英寸以上的管道。
什么是閥門？
石化行業(yè)使用的不同類型的閥門適用于以下任何應(yīng)用：
石化閥門
通過管道啟動(dòng)/停止流體（碳?xì)浠衔铮秃吞烊粴猓羝幔┑牧鲃?dòng)（例如：閘閥，球閥，蝶閥，刀閘閥或旋塞閥）
調(diào)節(jié)通過管道的流體流量（例如：截止閥）
控制 流體流量（控制閥）
改變 流動(dòng)方向（例如三通球閥）
調(diào)節(jié) 過程的壓力（減壓閥）
保護(hù) 管道系統(tǒng)或設(shè)備（泵，電機(jī)，油箱）免受過壓（安全或壓力釋放）或背壓（止回閥）
過濾流經(jīng)管道的碎屑，以保護(hù)可能被固體部件（y和籃式過濾器）損壞的設(shè)備
用于石油和天然氣行業(yè)的閥門
通過組裝多個(gè)機(jī)械部件來制造閥門，關(guān)鍵部件是車身（外殼），裝飾件（可更換的接液部件的組合），閥桿，發(fā)動(dòng)機(jī)罩和動(dòng)作機(jī)構(gòu)（手動(dòng)桿，齒輪或致動(dòng)器）。
小孔徑（通常為2英寸）或需要高耐壓和耐溫的閥門采用鍛造鋼體制造; 直徑2英寸以上的商用閥門采用鑄造材料制成。
該閥門的市場(chǎng)價(jià)值每年約40十億美元在2018年，和各大廠商都設(shè)在美國(guó)，歐洲（意大利，德國(guó)，法國(guó)和西班牙），日本和中國(guó)。
閥門類型
石油和天然氣工業(yè)中使用的閥門以及管道應(yīng)用可以通過多種方式進(jìn)行分類：
閥門類型的閥門
直線運(yùn)動(dòng)：閘門，球形，隔膜，夾緊和止回閥
旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)：蝶閥，球閥，塞子，偏心和旋啟式止回閥
QUARTER TURN：需要大約四分之一圈運(yùn)動(dòng)的裝置，桿的0到90°從完全靠近移動(dòng)到完全打開位置，反之亦然。
油氣閥類型 直線運(yùn)動(dòng)閥 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)閥 四分之一轉(zhuǎn)閥
閘閥 X
截止閥 X
止回閥 X
提升止回閥 X
傾斜盤止回閥 X
停止止回閥 X X
球閥 X X
夾管閥 X
蝶閥 X X
旋塞閥 X X
隔膜閥 X
安全閥/泄壓閥 X
由身體材料制成的閥門
CAST（主體通過鑄鋼獲得）。本文列出了閥門的主要鑄造材料。
FORGED（車身由鍛鋼制造）
本文介紹了鑄鋼與鍛造之間的區(qū)別。
按行動(dòng)類型劃分的閥門
手動(dòng)：閥門通過杠桿，車輪和/或齒輪手動(dòng)操作;
ACTUATED：閥門通過稱為執(zhí)行器的機(jī)電設(shè)備進(jìn)行操作，可以是電動(dòng)，氣動(dòng)，液壓和油氣
閥門設(shè)計(jì)
GATE VALVE：此類型在管道和管道應(yīng)用中使用最多。閘閥是用于打開和關(guān)閉流體流動(dòng)的截止閥（截止閥）。閘閥不能用于節(jié)流應(yīng)用，即調(diào)節(jié)流體的流量（在這種情況下應(yīng)使用球閥或球閥）。因此，閘閥可以完全打開或關(guān)閉（通過手動(dòng)輪，齒輪或電動(dòng)，氣動(dòng)和液壓執(zhí)行器）
GLOBE VALVE：這種類型的閥用于節(jié)流（調(diào)節(jié)）流體流量。截止閥也可以關(guān)閉流量，但對(duì)于此功能，閘閥是首選。截止閥在管道中產(chǎn)生壓降，因?yàn)榱黧w必須通過非線性通道。
檢查閥：這種類型的閥門用于避免管道系統(tǒng)或管道中的回流，這可能會(huì)損壞下游設(shè)備，如泵，壓縮機(jī)等。當(dāng)流體有足夠的壓力時(shí)，它會(huì)打開閥門; 當(dāng)它在設(shè)計(jì)壓力下返回（反向流動(dòng)）時(shí)，它關(guān)閉閥門 - 防止不需要的流動(dòng)。
球閥： 球閥是用于關(guān)閉應(yīng)用程序四分之一圈閥門。閥門通過內(nèi)置球打開和關(guān)閉流體流動(dòng)，球體在閥體內(nèi)部旋轉(zhuǎn)。球閥是開關(guān)應(yīng)用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并且比用于類似目的的閘閥更輕且更緊湊。兩個(gè)主要設(shè)計(jì)是浮動(dòng)和耳軸（側(cè)面或頂部入口）
蝶閥：這是一種多功能，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的閥門，用于調(diào)節(jié)或打開/關(guān)閉流體流量。蝶閥可采用同心或偏心設(shè)計(jì)（雙/三），結(jié)構(gòu)緊湊，與球閥相比，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本更低，因此越來越具有競(jìng)爭(zhēng)力。
夾緊閥：這是一種直線運(yùn)動(dòng)閥，可用于處理固體材料，漿液和稠密流體的管道應(yīng)用中的節(jié)流和關(guān)閉應(yīng)用。夾管閥具有夾管以調(diào)節(jié)流量。
插頭閥：旋塞閥被歸類為用于關(guān)閉應(yīng)用的四分之一轉(zhuǎn)閥。羅馬人引進(jìn)了第一個(gè)旋塞閥來控制輸水管道。
安全閥：安全閥用于保護(hù)管道裝置免受可能威脅人類生命或其他資產(chǎn)的危險(xiǎn)超壓。基本上，安全閥在超過設(shè)定值時(shí)釋放壓力。
控制閥：這些是自動(dòng)化復(fù)雜石化過程的閥門。
Y型過濾器：雖然閥門不合適，Y型過濾器具有過濾碎屑和保護(hù)下游設(shè)備的重要功能，否則可能會(huì)損壞
閥門尺寸
為了確保不同制造商的閥門可以互換，關(guān)鍵類型閥門的面對(duì)面尺寸（即閥門入口和出口之間的毫米或英寸距離）已通過ASME B16.10規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化。
指導(dǎo)-ON-閥門類型選擇
ASME B16.34：閥門合規(guī)性
ASME閥門標(biāo)準(zhǔn)B16.34是全球公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)，用于設(shè)計(jì)，制造和測(cè)試石油和天然氣行業(yè)中使用的閥門。ASME B16.34也在更一般的ASME規(guī)范ASME B31.1 “Power Piping Design”中提到。
早在1988年，該標(biāo)準(zhǔn)的范圍被修改為包括螺紋端閥和焊接端閥以及法蘭端閥。
滿足以下條件時(shí)，閥門符合ASME B16.34：
閥體和殼體材料符合ASME和ASTM材料化學(xué)和強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)
對(duì)殼體和殼體材料進(jìn)行熱處理，以確保適當(dāng)?shù)木Я＝Y(jié)構(gòu)，耐腐蝕性和硬度。
閥體和其他含壓部件的壁厚符合ASME B16.34規(guī)定的每種壓力等級(jí)的最小值。
NPT和SW端連接符合ASME B1.20.1或ASME B16.11。
莖是內(nèi)部裝載和防爆的。
所有螺栓均為ASTM等級(jí)，最大應(yīng)力由B16.34控制。
每個(gè)閥門在1.5倍額定壓力下進(jìn)行殼體測(cè)試，持續(xù)時(shí)間為特定測(cè)試時(shí)間。
在特定的測(cè)試持續(xù)時(shí)間內(nèi)，對(duì)每個(gè)閥門進(jìn)行兩個(gè)方向的閥座泄漏測(cè)試。
每個(gè)閥門都使用結(jié)構(gòu)材料，操作限制和制造商名稱永久標(biāo)記。
控制閥
控制閥用于石油和天然氣工業(yè)中，以根據(jù)由控制器管理的信號(hào)調(diào)節(jié)管道或過程中的流體的流速（以及相關(guān)的過程參數(shù)，如壓力，溫度和水平）。流量控制閥在復(fù)雜石化過程中的作用是關(guān)鍵，因?yàn)檫^程中涉及的多個(gè)回路應(yīng)保持嚴(yán)格和動(dòng)態(tài)控制，以確保整個(gè)過程按預(yù)期工作并產(chǎn)生所需的輸出在數(shù)量，質(zhì)量和時(shí)間方面。
由于大多數(shù)行業(yè)的過程自動(dòng)化日益增長(zhǎng)，流量控制閥的應(yīng)用在過去幾年中不斷增加。
這些類型的閥門通過簡(jiǎn)化對(duì)過程變化的響應(yīng)并為人員和設(shè)備提供更高的安全性，用于灌溉系統(tǒng)，水處理廠，石油和天然氣廠，發(fā)電，防火系統(tǒng)，食品加工行業(yè)。
用于石油和天然氣工業(yè)的流量控制閥可以具有球形，蝶形或球形，并且可以具有多種材料等級(jí)和尺寸。最常用的執(zhí)行器類型是氣動(dòng)執(zhí)行器，因?yàn)榕c其他類型的執(zhí)行器相比，它涉及較少的輔助設(shè)備（如電纜，開關(guān)設(shè)備）。
閥門的打開和關(guān)閉及其調(diào)節(jié)是通過電子控制器，定位器和閥門的執(zhí)行器（可以是電動(dòng)，氣動(dòng)或液壓）的組合效果來完成的。
執(zhí)行器響應(yīng)關(guān)鍵過程參數(shù)的變化（例如壓力，液位，溫度和流量的變化）打開和關(guān)閉控制閥。
通過這樣的動(dòng)作，工藝參數(shù)保持在所需的目標(biāo)范圍內(nèi)，以確保整個(gè)過程按預(yù)期工作并產(chǎn)生所需數(shù)量和質(zhì)量的最終產(chǎn)品。
流量控制閥組件
控制閥的主要組成部分是：
所述閥 主體：其中調(diào)制元件被包含并操作
所述定位器：這是元件來控制閥的開度，并安裝在閥的主體
所述致動(dòng)器：是用于移動(dòng)所述閥的調(diào)制元件，該裝置例如，球（球閥），該盤（蝶形）或干（截止閥）
該控制器
流量控制閥
流量控制閥執(zhí)行器
執(zhí)行器的選擇基于桿的所需推力和閥的運(yùn)動(dòng)。
工程師必須確定圖表或活塞執(zhí)行器是否是最合適的類型。致動(dòng)器是用于將流量控制元件移動(dòng)和定位在閥體內(nèi)的主要能量源。
有多種類型可供選擇，包括氣動(dòng)，電動(dòng)，液壓，電動(dòng)液壓和手動(dòng)。氣動(dòng)執(zhí)行器是最廣泛用于節(jié)流應(yīng)用的。
一個(gè)多世紀(jì)以來，它被認(rèn)為是自動(dòng)控制的標(biāo)準(zhǔn)，有三種類型的氣動(dòng)執(zhí)行器可供選擇：活塞，彈簧和隔膜，以及旋轉(zhuǎn)葉片。前兩個(gè)可適用于旋轉(zhuǎn)閥或滑閥桿; 后者僅用于旋轉(zhuǎn)閥。
流量控制閥配件
通常情況下，定位器傳感器，增壓器，電磁閥，限位開關(guān)，手輪和行程限位器，緩沖器，調(diào)節(jié)器，傳輸線等附件的選擇基于工程規(guī)范。
成本是材料選擇的主要因素。
不僅是每磅美元的材料成本，而且制造和檢查的成本也導(dǎo)致了閥門的未安裝成本。安裝成本不僅包括安裝成本，還包括因安裝不當(dāng)造成的任何損壞的成本以及檢查成本。
后者包括諸如材料化學(xué)分析，射線照相和鑄件和焊縫的表面檢查，以及檢查所安裝的閥門是否正確以及它是否正確定向。
選擇合適的或最佳的控制閥類型取決于管道系統(tǒng)的特定研究及其流體的狀況，但控制閥的尺寸應(yīng)使壓力通過它而不是管道的壓力下降是控制流量的那個(gè)。
所有閥門，包括蒸汽控制閥，均設(shè)計(jì)為滿足允許的內(nèi)部泄漏標(biāo)準(zhǔn)（FCI / ANSI）。泄漏次數(shù)越多，允許的內(nèi)部泄漏率越低。
I級(jí)閥門具有最高的內(nèi)部泄漏率，通常成本最低; 而VI級(jí)閥門將具有最低的允許內(nèi)部泄漏率。必須規(guī)定蒸汽閥的泄漏率不低于IV級(jí)。IV級(jí)蒸汽控制閥將保持較長(zhǎng)的使用壽命。
流量控制閥類型
根據(jù)閥桿運(yùn)動(dòng)，控制閥可分為兩種主要類型：
直線運(yùn)動(dòng)/往復(fù)運(yùn)動(dòng)：球形（直線，角度，3向），隔膜和夾緊控制閥
旋轉(zhuǎn)閥桿：球閥，蝶閥和插頭控制閥類型
截止閥可以是單座或雙座。
往復(fù)式和旋轉(zhuǎn)式控制閥
控制閥選擇
工藝工程師必須考慮許多因素來選擇正確的控制閥。考慮選擇的一般標(biāo)準(zhǔn)總結(jié)如下：
控制類型; 控制程度; 關(guān)閉的程度。
設(shè)計(jì)溫度; 設(shè)計(jì)壓力; 允許的壓降。
流體腐蝕性; 流體侵蝕特性; 其他特性，如結(jié)垢或焦化。
固有特性，如閥門Cv：泄漏危險(xiǎn)程度; 保溫或保冷; 成本。
由于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是已知的，過程工程師可以著手選擇正確類型的控制閥和相關(guān)設(shè)備，以及閥門本身的材料。
下一步是創(chuàng)建詳細(xì)規(guī)范（通常由專業(yè)管道工程師起草）并創(chuàng)建描述供應(yīng)商閥門的采購規(guī)范。
規(guī)范應(yīng)至少包含：控制閥類型的描述（旋轉(zhuǎn)，滑動(dòng)）; 孔徑和額定壓力; 最終連接; 身體關(guān)節(jié)類型; 車身部件，閥內(nèi)件，墊圈和螺栓連接的材料規(guī)范; 定位器和控制器要求; 閥門類型的工業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的參考。
通常，計(jì)算機(jī)化系統(tǒng)可幫助工程師根據(jù)工藝參數(shù)確定最合適的控制閥及其功能。
控制閥安裝
始終將排放蒸汽管道管道至少擴(kuò)展一個(gè)管道直徑。將排放管道擴(kuò)展至少兩個(gè)或三個(gè)管道直徑并不罕見。應(yīng)該注意的是，管道的膨脹會(huì)降低閥門的出口速度，從而延長(zhǎng)閥門的使用壽命。閥門制造商將在控制閥后提供合適的管道尺寸。使管道尺寸與傳熱入口連接相匹配。
在任何傳熱的入口連接之前，蒸汽控制閥之后的距離應(yīng)至少為10個(gè)管道直徑。在減壓應(yīng)用中，在改變流動(dòng)方向之前必須留下至少20個(gè)水平管道直徑。
控制閥必須始終安裝在水平蒸汽管路中，不得垂直安裝。
在假定的高流量操作條件下，在低流量操作條件下正確選擇閥門更為重要。
必須在控制閥安裝中使用旁通閥。如果閥門故障或維護(hù)反應(yīng)，預(yù)防和預(yù)測(cè)，旁通閥用于允許工業(yè)設(shè)施的人員在沒有控制閥的情況下操作該過程。
在蒸汽控制閥之前和之后安裝壓力表可實(shí)現(xiàn)線路診斷。正確安裝的重要性不容小覷。在許多情況下，麻煩的啟動(dòng)源可以追溯到未正確安裝的控制閥。強(qiáng)烈建議至少使用具有儀表背景的人員來監(jiān)督控制閥的安裝和設(shè)置。
如何訂購閥門
石油和天然氣行業(yè)使用的閥門制造商需要知道以下信息才能提供合適的設(shè)備：
閥門類型
NPS或DN的孔徑
閥門壓力等級(jí)（等級(jí)范圍從150＃到4500＃）
規(guī)范（示例API 6D，API 600，API 602等）
車身和裝飾材料（至少）
所需的端部連接（法蘭，螺紋，對(duì)接焊，凸耳等）
管道中的流體（>油，氣，水，蒸汽，固體）
工作溫度和壓力
數(shù)量
交貨時(shí)間
原產(chǎn)地限制（允許或不允許中國(guó)和印度的原產(chǎn)地）
示例如何訂購油和氣門，全球，檢查閥門
每個(gè)制造商都有自己的閥門訂購表，用于映射用戶必須考慮的閥門配置參數(shù)：
GS - F - 6“/ 150 - 316 - B.
1 2 3 4 5
1.閥門類型 2.結(jié)束類型 3.尺寸/等級(jí) 4.身體材料 5.選項(xiàng)
C：止回閥
CL：提升止回閥
CS：檢查壓力密封閥
CW：旋轉(zhuǎn)止回閥
G：閘閥
GG：鍛造閘閥
GL：輕型閘閥（API 603）
GS：閘閥壓力密封閥
O：截止閥
OB ：Globe Bellowed密封閥
OS：截壓閥
Y：Y型過濾器 F：法蘭端
T：螺紋端
W：對(duì)接焊端
S：套筒焊端 尺寸：NPS 1/2 - 80“
ANSI標(biāo)準(zhǔn)：
150：150 LB Class
300：300 LB Class
600：600 LB Class
1500：1500 LB Class
DIN標(biāo)準(zhǔn)：
PN16
PN25
PN40
JIS標(biāo)準(zhǔn)：
10K：JIS 10K
20K：JIS 20K
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