管道辅助服务提供

旋转运动阀，通常称为直角回转阀，包括球阀和蝶阀。无论哪种类型的旋转运动阀，闭孔器都是围绕垂直于流动方向的轴旋转。流体可以像球阀那样流过闭孔，也可以像蝶阀那样在闭孔周围流动。旋转运动阀往往有一个简单的操作机构，因此易于自动化和维护。

球阀

球阀是在第二次世界大战期间开发的，最初是为了在重量和空间都很昂贵的飞机燃油系统中使用。它们由一个装有旋转球的物体组成，旋转球有一个孔或孔直接通过它。球体通过两个密封环位于阀体内。

球通过90°的旋转打开并关闭阀门并允许流体直接通过孔口流动。在关闭位置，球的坯料块阻挡入口和出口防止任何流动。球阀有两种基本设计 - 浮球设计，它依靠阀座支撑球，以及耳轴安装的球，其使用耳轴来支撑球。耳轴安装在较大的阀门上使用，因为它可以将操作扭矩减小到由浮动球提供的大约三分之二。

通常，当阀门打开时，附接到球的手柄与管道的轴线在线;相反，如果它与管道轴线成直角，则表示阀门关闭。

球阀有缩小通径或全通径两种。全通径阀门有一个与管道直径相同大小的孔板，而缩径阀门的孔板直径小于管道的直径。全通径阀门的成本高于缩小通径阀门，它们应该使用在阀门的压降非常关键的地方，或者在流量计的上游使用球阀的地方。全通径阀可用于流量计应用，最大限度地减少测量设备上游的流体湍流。

为了将球插入机体，存在三种不同类型的组件。阀门的类型不仅影响装配的容易程度，而且还影响阀门的可维护性。

• 两个和三个件阀 - 阀体的主体在与阀法兰相同的平面中的一个或两个位置中分开，并且这些件被螺栓固定在一起。这具有简化，在线维护的优点。
• 顶部进入阀-球体通过阀门顶部的阀帽插入。这有利于在线维护。
• 单件阀 - 球通过沿阀轴装配的插入物封闭在主体中。这消除了身体关节泄漏的可能性以及在服务中进行的任何机会，但需要维护时，必须从管道中取出整个阀门。

阀座材料的选择决定了特定球阀最适合的条件。尽管新的阀座材料不断被开发，表12.2.1列出了一些今天使用的更常见的材料。

球阀的选项

球阀可以生产多种选择，以满足各种应用的要求:

• 执行机构——球阀，实际上所有旋转阀都适用于自动化。这通常是通过使用电动或气动执行机构来实现的。执行机构通过联动组件连接到阀门上。虽然不是必需的，但ISO标准安装垫可以在不拆卸阀门的情况下安装联动套件，从而保持阀门的完整性。有关执行机构的更多信息，请参阅模块6.6。

• 防火-由于球阀通常用于天然气和石油管道，因此在这些应用中使用的阀门必须是防火的。如果阀门暴露在火灾条件下，它将继续通过阀座和阀杆提供最小的泄漏，并在火灾或暴露在过高的温度期间或之后提供有效的关闭，则认为是防火安全的。bs6755和API RP 6FA规定了有关防火安全的标准。

主要关注的是，燃烧温度会破坏软座椅和密封;已经开发了许多方法来克服这一点。一种方法是将聚合物座椅后面的二级金属密封表面包括在体内的整体部分。当暴露在燃烧温度时，座椅开始变形，并且工艺介质的压力取代球，使其挤出聚合物座椅（图12.2.3（b））。当座椅完全被破坏时，球将靠在身体金属密封面上，提供紧密的关闭（图12.2.3（c））。

除了座椅机构的固有安全性之外，阀杆密封还必须能够在“火”条件下防止对大气泄漏。这可以通过使用柔性石墨或Grafoil®制成的高温密封来实现;或者，可以使用波纹管密封装置（参见图12.2.4）。

• 清洁蒸汽阀 - 存在许多申请，要求阀门成为“清洁”设计;这些包括蒸汽应用，在生物技术，食品和电子工业中，将蒸汽直接注入产品和工艺流体管线。这些应用中关注的主要领域是身体和球之间的空间;工艺流体可以在这些空间中积聚，导致污染和腐蚀。通过在这些空间中插入腔填充物可以克服这一点。腔填料可以是阀座的组成部分或阀组件中的单独部件。此外，清洁蒸汽应用中使用的滚珠阀应由不锈钢制成，表面饰面良好（推荐小于81微米）。
• 节流应用 - 当球阀用于节流应用时，高速流动可以撞击球和密封的局部区域，导致座椅材料过早劣化。用于节流的球阀需要对标准设计的修改;这些包括使用金属座椅，硬涂层，有时，对球进行修改，以提供特征的流动模式。

蝴蝶阀门

虽然蝶阀有许多不同的设计，但它们都是由一个圆盘组成，圆盘在轴上以与流体成直角的角度旋转。当开启时，阀瓣与流体面朝上，流体绕过阀瓣，提供有限的阻力。在关闭状态下，阀瓣围绕阀门阀体内的阀座旋转。

蝶阀通常只比一对管道法兰占用一点空间，因此是空间有限的球阀的一个有吸引力的替代方案。事实上，有些蝶阀是专门设计用于插入管道法兰之间的，这些阀门被称为对夹式蝶阀。

蝶阀的主要缺点是关闭不像其他类型的阀门那样紧密。通过使用压力辅助阀座来抵消阀瓣的旋转轴，可以在一定程度上缓解这一问题。通过使用偏置旋转轴，会产生“凸轮”动作，这意味着阀瓣在关闭的最后几度期间与阀座形成紧密密封。这些高性能或偏心型蝶阀具有更好的关闭能力，其设计使其能够用于节流。

对于蒸汽应用，蝶阀在很大程度上已被球阀所取代。蝶阀通常用于液体系统或空间有限的地方。蝶阀的紧凑性意味着所需材料更少，因此在要求使用昂贵材料的应用场合，蝶阀是理想的选择，例如，在要求使用镍的海水应用场合。

隔离阀的选型和通径

工艺流体必须完全包含在适当设计的管道系统中，以避免危及人员和环境，以及流体本身的污染。管道系统可能有许多潜在的泄漏路径，如管道接头、接缝、设备连接，以及最重要的阀门。如果阀门选择错误或设计或制造不当，则可能是工厂问题的最大贡献者之一。此外，如果维护得当，为应用选择正确的阀门至少可以维持工厂的寿命。

在为特定应用选择隔离阀时，需要考虑一些因素;表12.2.2列出了这些参数，以及受影响的阀门选择参数。

表12.2.3总结了不同类型隔离阀的主要特性。

1注意：DN150孔阀的典型值在24巴时通过饱和蒸汽，以40米/秒流动。

表12.2.4总结了今天使用中最常见的隔离阀类型的应用。

表12.2.5是针对特定蒸汽和凝结水应用场合选择隔离阀的通用指南。需要注意的是，隔离阀的选择是主观的，不同行业和不同地理区域的人都有自己独特的偏好。

一旦选择了最合适的阀门类型，就必须选择正确的通径。阀门的通径通常根据管道的通径来确定。但是，建议检查通过阀门的压降(当阀门全开时)是否在可接受的范围内。压力降是阀门流量系数(或Kvs值)、流量和进口压力的函数。规格表通常包含阀门全开时的Kvs值的数据。

通过了解典型的工作压力和质量流量，可以确定通过所选阀门的压降。另外，如果已知最大可接受压降，则可以选择合适的阀门通径。虽然有很多公式和图表可以预测流量和压降之间的关系，下面的简化经验公式(式3.21.1)给出了蒸汽的可靠结果，因此常用:

该公式构成了图12.2.7所示图表的基础，该图表在模块21的第3块中首次引入。

如果隔离阀用于液体系统，则通过隔离阀的压降由下列方程确定: