工藝閥門是石油化工裝置及管道系統中廣泛使用的重要組成部件之一，是保證設備和管道安全運行的一種承壓元件，其結構復雜，技術含量較高。對石油化工裝置而言，閥門投資約占裝置投資的5%～8%，占管道投資的50%。因閥門質量問題而造成整個裝置停產甚至造成重大安全事故的例子，國內外都曾發生。

    石油化工項目經常采用EPC總承包模式，使設計、采購、建設深度交叉，有效協調，大大縮短建設工期。而對于閥門，由于類型、規格、材質多樣，數量龐大，結構復雜，因此必須加強設計選型、采購管理以及施工過程的質量控制。

    1 常用閥門結構特點及主要技術參數

    1.1 常用閥門結構及特點

    在石油化工裝置中，常用的閥門類型有閘閥、截止閥、止回閥、球閥、蝶閥、疏水閥等。下面分別介紹其結構和特點。

    （1）閘閥

    閘閥采用閘板作為啟閉件（閥瓣），閘板由閥桿帶動，沿閥座密封面作升降運動，可接通或截斷流體的通路，閘閥在管路中主要作切斷用。當閘閥部分開啟時，介質會在閘板背面產生渦流，易引起閘板的沖蝕和振動，閥座的密封面也易損壞，故一般不作節流用。閘閥通常用于閥門全開或全閉的工況。閘閥具有流體阻力小、密封可靠及價格相對便宜等優點。但其重量大、安裝所需空間較大。

    （2）截止閥

    截止閥采用圓柱形或圓錐形體作為閥瓣，是向下閉合式閥門，閥瓣由閥桿帶動，沿閥座中心線做升降運動。截止閥可以用于介質的切斷、調節及節流，故常用于調節閥組的旁路。截止閥在關閉時需要克服介質的阻力，開閉力矩較大，因此，截止閥的口徑不宜太大。

    （3）止回閥

    止回閥又稱單向閥或逆流閥，它只允許介質向一個方向流動。當介質順流時閥瓣會自動開啟，當介質反向流動時能自動關閉，是用來防止介質倒流的閥門。

    （4）球閥

    球閥是指關閉件（球體）繞閥體中心線旋轉來達到開啟和關閉的一種閥門。具有90°旋轉而快速啟閉的特點，球閥在管路中主要用來做切斷、分配和改變介質的流動方向。其具有流體阻力小、操作方便，開閉迅速等優點。

    （5）蝶閥

    蝶板在閥體內繞固定軸旋轉的閥門，叫蝶閥。它具有90°旋轉快速開啟關閉的特點。蝶閥在管路中可以用來做切斷或調節介質流量。蝶閥具有結構簡單，外形尺寸小、重量輕等優點，但其密封可靠性差。

    1.2 主要技術參數

    設計和采購閥門都需要提供閥門的主要技術參數和指標，通常定義一臺閥門需要以下參數。

    （1）閥門類別。根據具體工況，在滿足工藝要求的前提下，盡可能選用工作可靠，維護方便、性價比高的閥門類型。

    （2）公稱壓力、公稱直徑。公稱壓力常用PN或CL來表示，公稱直徑常用DN來表示。

    （3）結構形式。同一類別的閥門，也經常會有多種結構形式，要根據工藝需要選用。

    （4）端部連接方式。常用的連接方式包括法蘭連接、焊接連接（包括對焊、承插焊）、螺紋連接等，還需要明確連接方式的具體端面標準和類別。另外，有些閥門，兩端會要求不同的連接方式。比如一端要求法蘭連接，而另一端要求螺紋連接。

    （5）制造標準。

    （6）材料。閥門的材料應至少包括閥體、閥蓋材料、閥芯材料、密封面材料、填料、墊片、螺栓、螺母等受壓元件的材料和執行標準。

    （7）驅動方式。常用的有手動、電動、氣動等驅動方式。

    （8）驗收標準。常用標準包括美標（API）、國標，國際標準（ISO）、英國標準（BS）等。

    2 閥門常見質量問題及對策

    根據近幾年項目現場的反饋，工藝閥門出現的主要質量問題見表1。

表1 閥門質量問題匯總

    （1）材質不符合要求

    到貨閥門的材質不符合設計文件的要求，是現場閥門檢驗中出現最多的問題之一。通常為閥門密封面堆焊材料、填料、墊片、螺栓等元件的材質不符合要求，這些材料作為承壓元件，直接影響閥門的使用壽命，甚至會造成安全事故。如某石化企業，曾發生低溫閥由于閥蓋螺栓材質不符合要求，而發生介質泄漏，引起火災。

    對于這類問題，除要求供應商加強質量管理外，還要加強現場對到貨閥門的材料復檢，特別是對密封面、螺栓等輔助材料材質的復檢。

    （2）端面形式或尺寸

    端面形式或尺寸不符合要求，也是現場常見的閥門質量問題。比如，對于大口徑（DN600以上）法蘭閥，由于美標ASMEB16.47中將法蘭分為A，B兩個系列，而石化行業標準法蘭的端面形式或尺寸僅與ASMEB16.47標準的B系列可以匹配，與A系列不匹配。這種不匹配只是兩種標準在端面形式或管徑尺寸上的細微差別，卻造成現場無法安裝的問題，不但給項目造成經濟損失，而且影響工期。而對于對焊閥門，美標中又分為長系列和短系列兩種，現場也發生過長短系列供錯的問題。

    對于該類問題，首先設計技術要求或規格書要明確規定選用的標準系列；其次供應商要認真領會設計要求并嚴格執行；另外，現場到貨后要及時檢驗，避免后期安裝時才暴露問題，從而造成工期的延續。

    （3）閥門安裝前試壓泄漏

    石油化工裝置用閥門，一般情況均要求在出廠前進行100%水壓試驗和密封試驗，合格后方可出廠。根據石油化工管道施工規范SH3501—2011的要求，閥門在安裝前要逐個進行水壓試驗和密封面密封試驗。但現場仍經常發生出廠前檢驗合格的閥門在安裝前試驗時泄漏。

    造成該問題可能有三種情況，一是閥門出廠前確實存在質量問題；二是運輸、裝卸保護措施不到位；三是現場存放或試壓操作不規范。因此要加強出廠前水壓試驗和封試驗的監督，除了對重要閥門駐廠監造外，對一般閥門應采用隨機檢查、出廠前聯檢的方法。其次，要注重包裝保護措施，避免裝卸、運輸、存放過程中發生損壞，同時還要加強現場試壓的文明、規范施工，避免造成人為損壞。

    （4）閥門安裝方向

    有些質量問題不是閥門本身的質量問題，而是由于安裝不當而造成閥門無法正常使用，或造成閥門損壞。比較常見的是，閥門安裝方向錯誤的問題。需要特別說明的是，閥體上的指示方向未必就是介質的正常流向，很多閥門是需要考慮閥門關閉情況下的閥瓣主要受壓方向。比如軌道球閥、截止閥和蝶閥。現場經常發生安裝方向和介質流向一致而導致返工的情況。

    對于該類問題，一是設計文件和施工前技術交底要特別強調，特別是對于焊接閥門，返工相當麻煩；二是閥門供貨資料或閥體標識要清晰、準確，比如采用壓力優先端來代替箭頭；三是施工單位安裝前一定要謹慎，必要時可向設計、供應商進行澄清。

    （5）施工

    施工不當也會造成閥門質量問題，比如焊接或熱處理工藝不當會造成閥門密封面泄漏，特別是軟密封閥門和長度較短的小口徑焊接閥門。另外由于管道內固體顆粒（如焊渣）進入閥門，造成閥門密封面的損傷也很常見。

    對于該類問題，首先要加強施工管理，其次閥門制造商需要強調閥門資料中關于安裝、使用、維護等方面注意事項的內容和工藝指導，指導施工單位安裝。

    （6）其他

    另外，閥門外觀質量問題、延期交貨、交貨資料不全等問題也經常發生。

    對于這些問題，應合理選擇供應商、約定整套交貨資料的內容、預留充足的運輸工期以及合理定價就顯得非常重要。

    3 結論

    閥門的質量控制對于工程項目的整體質量、生產聯動試車以及裝置能否安全平穩運行都會產生重要的影響，因此采取切實有效的措施，加強閥門設計、采購、施工全過程的質量控制，可以有效預防和減少壓力管道事故的發生，保證生產裝置平穩安全運行。