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本文图片来源：ValveMan
由于阀门类型众多，因此其选型是一项艰巨的任务。本文介绍了在选择阀门时，应优先考虑的四个因素。
制造和加工设施通常与在其运营中管理流体的系统一起工作。这些设施必须控制不同流体的供应和流动CONTROL ENGINEERING China版权所有，这对常规工艺至关重要的。工作流体可以是气态、液态或半固态（浆液）的，具有独特的物理和化学特性。
01 影响阀门选型的重要因素
由于阀门类型众多，甚至可以定制，因此阀门选型似乎是一项艰巨的任务。无论应用具有何种特性，对安全性和有效性的影响始终是重中之重。在选择合适的阀门时，以下是需要考虑的一些重要因素。
01 管线压力
并非所有流体系统都被加压到同样水平。服务的类型不同，需要的压力也各不相同。然而，整个系统应该能在合理的安全系数内处理所需的工况。管线压力特指对阀体整个区域施加的力。它指的是流体进入阀门时的全部上游压力。
超过设计压力限值意味着阀门操作失效。液体泄漏是超过压力极限的常见后果，会导致管线损失和安全问题。超过阀门设计参数的任何附加应力，也会损害密封部件控制工程网版权所有，并可能导致阀门退化。
当根据管道系统的管线压力选择阀门时，工艺工程师应评估阀门和整个管道系统所需的压降。阀门内件和规格应提供最小的摩擦阻力，以保持阀门的压降较低，并减少管线压力损失，这可能会影响后续的制造过程。这就解释了为什么在管线压力应保持恒定的工业管道系统中，闸阀（在全开位置具有低压降）比截止阀更适合。
某些阀门需要额外考虑某些因素，例如安全泄压阀（SRV）的设定压力。除了评估管线预期的最大压力外，设计还需要考虑阀门打开以释放系统压力时的压力水平。类似的概念适用于止回阀，其中开启压力是允许单向流动的最小压力。
02 流速
不同类型的阀及其不同的运行机制，需要以不同的方式管理流体流动。例如，球阀为关断应用提供了极好的密封。然而，针阀可以提供更好的精度来控制特定的流量。根据阀门的内部工作原理，可以了解到如何控制工作流体以及如何执行所需的功能。
阀门的选择需要了解流量需求。阀门功能分类广泛，包括阀门是否需要打开或关断流量、调节流量或改变流量方向。
开关应用要求阀门允许或限制流量。球阀的工作方式是快速响应，这是一个极好的例子，在这种情况下，中空的球形球体要么打开，要么阻挡流体流动。闸阀提供了相同的功能—关断流量—使用板或当作闸门的阻塞工具。蝶阀还可以使用金属盘（蝶形）提供开、断流体服务，该金属盘围绕固定轴完成四分之一圈的旋转CONTROL ENGINEERING China版权所有，以开启或关断流体。
在调节流量时，流量控制功能需要更精确的增量控制。除了关断和打开流道，阀门还应能进行更精细的控制。只有当打开阀门的动作与允许通过阀门的流量变化具有可预测的关系时，才能控制流量。针阀使用一个针形柱塞，通常与一个螺旋式控制器相结合来限制流量，从而实现所需的控制精度。可以使用V形球阀实现线性流量控制，其流量随轴旋转而增加。V型球阀压降低，提供气密关闭，旨在用于高压和流量应用。
工艺工程师可以使用设计紧凑且只需低驱动力的滑动闸阀来实现精确的流量控制。滑动闸阀重量轻，结构紧凑，对管线压力变化的响应更灵敏。在工业管道系统中，考虑不同精确流量控制时，旋塞阀也是合适的选择。
将控制定向流视为开/关应用概念的扩展。它可以是限制流动方向，或管理多个入口和出口。止回阀是限制单向流体流动的一个例子。最小设定压力允许流体沿一个方向而不是另一个方向流动。
方向控制的另一个例子是：流体不是在一条路径中关断，而是重新定向到另一条路径上。具有开关功能的多端口阀（如三通球阀），可用于允许多个出口或入口的配置。
03 温度
与压力一样，温度也会影响流经管道的介质和阀门本身的特性。温度不一样，工作流体具有的能量也不一样。极端温度条件也会加剧流体对某些材料的腐蚀作用。单个阀门部件也可能由几种材料构成，这些材料的高温和低温耐受能力也各不相同。
随着温度的升高，流体尤其是气体通常会占据更多的空间。气体随着温度的变化而膨胀和收缩。高温空气和其它气体往往密度较低，如果流体是封闭的，则压力额定值会增加；如果流体只是经过，则流量会增加。这种情况下，阀门需要考虑更高的压力额定值或更精确的流量增量控制。
除了影响流经系统的流体外，温度额定值还影响阀门及其部件。材料通常在低温下收缩，在高温下膨胀。由于阀门由许多不同材料组成，温度差异会导致阀门部件变化不均匀。
金属和金属合金是阀体最常用的材料。对于高达约400℉的非腐蚀性气体，选择各种不锈钢是明智的。一般情况下，奥氏体钢和镍合金适合于高温场景，也适用于腐蚀性环境。另一方面，特氟隆被认为是一种适用于整个温度范围的通用阀座材料，而EPDM橡胶则提供了较窄的温度容差范围。在为关键流体服务设计或选择阀门规格时，请务必咨询阀门专家，以避免在使用过程中阀门出现问题或故障。
阀门具有典型的适用温度范围。根据制造材料和测试标准，所有工业阀门都有指定的温度等级。根据允许的温度范围对阀门进行分类，可以更容易地选择合适的工艺阀门，并确保耐用。高温工艺阀门使用坚固的制造材料（包括合金），以防止在较高的工艺温度下控制流体流动时，与不同的工作流体发生化学反应或变形。在为低温应用选择阀门时，也应谨慎。
04 预算
选择阀门时需要考虑预算限制。不同类型的阀门其相关制造成本也不同。阀门材料类型和预期控制介质，会影响阀门结构材料满足任何特殊要求及预算。阀门操作和自动化定制也会产生额外成本。使用执行器需要更多的专用部件，这也意味着费用的增加。
具体情况也跟阀门结构有关，即使额定值相同，具有较少运动部件的简单阀门通常成本较低。例如，由于设计原因，如果规格类似，闸阀的成本通常低于球阀。然而，使闸阀在结构上更便宜的设计，也使其在密封方面的效率降低。
选择手动或自动操作阀门，是影响总成本的另一个考虑因素。选择允许远程和自动控制的执行器，需要承受额外的费用。执行器通常采用液压、气动或电气方式。在公司预算范围内选择一种阀门，可以提供可靠和持久的流体控制。不管阀门的周期和规格，目标是最大限度地降低阀门总的拥有成本，即在阀门的整个生命周期内购买和维护阀门的费用。
液压执行机构使用的是高压油，具有较高的受力能力，因此可对大型阀门进行快速响应。处理液压油时还应采取额外的安全预防措施，因为实际的维护可能很复杂。
气动执行机构使用压缩空气来代替油，使其更适合危险应用。然而，由于空气具有压缩性，在精度方面存在缺陷。保持仪表空气质量至关重要。压缩空气中的杂质会加速执行器和相邻阀门部件的磨损。
对于规模较小的运营，电动执行器相对便宜。如果可以接受较慢的驱动速度的话，电动执行器通常也更紧
凑和更轻。
应根据应用需求，在预算和效率之间进行平衡。虽然有机会选择更便宜的型号，但对实现业务目标和工作场所安全的影响，仍然是优先事项。
02 考虑阀门的类型
阀门选型不是由偏好主导的选择。相反，大多数考虑因素来自对实用性和运行条件规范的满足。
球阀设计旨在满足工业流体应用，是选择阀门的良好起点。它们提供可靠的密封CONTROL ENGINEERING China版权所有，适用于开关应用。因为在打开时，球的中空部分允许流体无阻碍的流动，所以穿过阀门的压降最小。虽然大多数球阀适用于中、高压，但大型球阀应用可使用耳轴安装球阀，为稳定性提供额外的机械支撑。
如果用户希望更缓慢的流量释放，在所有阀门中，闸阀是合适的选择。这种偏好更适用于需要额外考虑水锤效应的水系统。对于任何其它应用，闸阀也具有成本比其它阀低的优点。
对于流量控制功能，针阀可提供高精度。典型应用包括气体校准和输送清洁流体（如丙烷）的管线。对工业高流量功能，球阀是一种更经济的选择。
截止阀用一个线性调节其位置的阀瓣元件来阻碍或允许流动。该元件通常与允许逐渐增加流量的螺杆式控制装置相结合。增加或减少开口量，成比例地影响流量，从而实现控制。不同配置的截止阀还能够实现不同的流动模式，如横流和Y流布置。
蝶阀是工业管道系统的另一种选择。它们具有紧凑和轻量化的设计，使其更能响应管道中的压力变化，同时具有优异的密封特性。多种蝶阀设计可满足工业流体系统压力和温度的要求。
在各种应用中，无论阀门类型如何，设计考虑因素都应包括评估合适的阀门材料。流体的毒性和任何腐蚀性特性都需要能够应对化学损耗的材料。高温或低温工况也需要适当的材料类型。
无论最终采用何种类型的阀门设计，保持运营安全有效始终是首要任务。在为不同的流体应用选择阀门时，建议保持与阀门专家的沟通和合作，以确保选择合适的规格，并最大限度地提高工业过程的生产效率。（作者 | Gilbert Welsford Jr.）
关键概念：
■ 阀门选型不是由偏好主导的选择。相反，大多数考虑因素来自对实用性和运行条件规范的满足。
■ 无论应用具有何种特性，对安全性和有效性的影响始终是重中之重。
思考一下：
如何选择适合的阀门以确保设施安全？
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