专业阀门选择注意事项

大多数在流程工业中使用的流体介质都涉及不同腐蚀程度的油气流。这些流动条件（包括介质流）被认为是清洁的、污垢的或磨蚀性的（在浆料条件下），其主要区别在于导致阀门堵塞或腐蚀损坏的悬浮固体颗粒的数量和类型。此外，含有硫和其他混合物的介质流与高温结合会形成腐蚀性环境。此类介质流需要仔细选择材料以保持足够的阀门寿命。腐蚀工程师仍在不断研究和开发材料以解决这些问题。
　　首先，炼油加氢裂化、焦化装置专用阀
　　延迟焦化装置是将减压渣油通过深层热裂化生成气体、轻馏分油和焦炭的工艺，是炼厂提高轻油收率和生产石油焦炭的重要手段。该工艺分为焦化和脱焦两个部分，焦化是连续生产，脱焦是间歇生产。加热炉和焦炭塔的进出口通过四通阀连接，四通阀是切换加热炉进入焦炭塔的重要通道，属于高温场合使用的专用阀门，其质量直接影响装置的生产能力，无论是国产新设计还是老装置大多采用进口四通球阀，但价格昂贵。而国产四通阀普遍存在结构不合理、质量不稳定、易发生故障等问题。
　　炼油加氢裂化是主要的原油炼制工艺之一。由于加氢裂化装置工作在高温高压条件下，介质为易燃易爆的氢气和烃类，工况特殊，因此密封性必须可靠，对阀门的结构设计提出了很高的要求。目前国内大多采用不锈钢楔式闸阀和直通截止阀。
　　其次，油气阀门
　　为实现油气流量的控制，油气阀门应具备以下基本性能：密封性、耐压强度、安全性、调节性、流体流通性和切换灵活性。对于高压、易燃易爆的油气介质，首先要解决密封问题，要考虑油气阀门特殊工况的要求。
　　① 在含有硫化氢和二氧化碳的湿天然气中，对阀体材料提出了特殊要求；
　　② 在井口装置及集输系统中存在卤水、残酸等腐蚀性介质时，对阀体材料的选择和防腐蚀要求；
　　③ 粉尘和固体颗粒加速阀门关闭件的冲刷和磨损，使密封副迅速失效；
　　④ 户外高原、沙漠、高寒地区，阀门材料的低温脆化、弯曲变形等；
　　⑤ 用于长输管线的油气专用阀门，要求寿命与管线相同，几十年无需更换。
　　所有这些都表明，油气专用阀门不同于普通阀门，在恶劣工况下必须具有高可靠性，满足高强度、不泄漏的要求。
　　第三，含氯工况
　　含氯工况应参考美国氯协会制定的《干氯管道系统》中关于阀门选择的规定。
　　含氯气或液氯的工况是高度腐蚀性的工况，尤其是在这种情况下含有水。氯与水混合形成HCl（盐酸）会腐蚀阀体和内部零件。由于氯具有很高的热膨胀系数，如果液氯封闭在阀腔内，会导致阀腔内压力急剧升高。在这种工况下使用的阀门应具有可靠的腔内泄压功能。
　　第四，冻结（低温）工况
　　虽然低温工况下的阀门基于ASME B16.34标准和API标准，但这些阀门还具有其他设计特点，以确保其在低温工况下具有一定的可靠运行性。此类阀门还可能包括阀盖延伸件，该延伸件将填料和操作机构从低温流体中延伸出来，以便在较高温度下操作阀杆填料，并确保阀门操作机构在使用过程中不会冻结。MSS SP-134提供了所包含的阀盖延伸件的详细信息。
　　五、氢氟酸工况
　　用于氢氟酸工况的阀门应仅限于那些在使用中已被证明或经测试能够成功处理此类工况的阀门类型。通常不提供固体积聚机会的阀门是首选的阀门类型。氢氟酸处理操作应由经过认证的技术人员执行，他们对列出的阀门进行严格控制。这些阀门的设计和材料要求以及内部几何细节非常详细（通常是带有特殊蒙乃尔内件或实心蒙乃尔内件的碳钢阀门），并且此类阀门的设计应具有特殊的结构以抵抗氢氟酸腐蚀。在含有氢氟酸的工况下，阀门的检查和测试应高于用于典型工艺阀门的标准。
　　六、含氢工况
　　这种工况下使用的阀门与传统的铸造供应相比，通常对其高铸造质量有要求。由于氢气是一种非常渗透的流体，因此使用压力等级大于或等于600磅级的焊接接头阀门以减少潜在的泄漏源。
　　API 941包含一系列含氢工况下材料的选择和使用。
　　七、含氧工况
　　含氧工况下使用阀门时，应遵循美国压缩气体协会标准CGA G4.4-2003《氧气管道系统》。在此类工况下使用的阀门应完全脱脂、清洁并在清洁条件下安装，并妥善包装和密封，因为油脂在氧气存在下极易燃烧。CGA G4.1《用于氧气服务的清洁设备》中对此进行了指导。安装前必须进行正确的处理和储存。
　　青铜或蒙乃尔阀体和内部材料适用于含氧服务，通常用于防止由于剧烈的机械碰撞而导致火花和点燃。可以使用特制的硅基润滑脂用于含氧服务，因为不应在氧气存在下使用标准烃类润滑剂。
　　八、脉动或不稳定流动
　　对于止回阀中的脉动或不稳定流动，其选择需要特别考虑，例如，在往复式压缩机中使用的止回阀，可能会随着流量的变化而快速开启和关闭，这可能会导致冲击和阀门损坏。对于脉动和不稳定流动中使用的阀门类型，可能存在不同的意见，但通常建议使用蝶式止回阀、斜盘式止回阀和轴流式止回阀用于脉动或不稳定流动。
　　九、含酸工况（湿H2S工况）
　　含酸工况下使用的阀门材料应符合NACE MR0103标准。该标准针对下游烃类加工行业，限制所有钢材的硬度；要求对奥氏体钢进行固溶退火；禁止将某些材料用于承压部件（包括阀杆）；并对螺栓连接和焊接阀门提出特殊要求。
　　应注意NACE MR0103中关于用户责任的规定，该规定指出用户应详细说明螺栓是否会暴露在含H2S的环境中。除非用户另有说明，否则阀体外的螺栓（例如阀盖连接螺栓）往往受产品标准约束，而含硫服务条件不包括在此标准中。如果螺栓材料不直接暴露于工艺流体，则阀体-阀盖螺栓连接无需满足NACE要求。如果无法消除或蒸发含硫油的任何硫泄漏（例如，通过隔离阀门），则螺栓连接应符合NACE标准。
　　如果不需要考虑NACE许可的材料，则应特别注意螺栓连接材料。这种强制的硬度要求会导致强度降低。阀盖连接螺栓的强度将降低，可能不适用于与标准螺栓材料相同的設計條件。
　　X. 粘性或固化条件
　　对于阀门中的粘性或固化流体条件，例如液态硫或重油，为了使阀门可操作，通常需要蒸汽伴热或蒸汽套来维持足够的运行温度。由于滞后响应引起的运行问题，应特别注意止回阀。