被误解的止回阀

止回阀可能是有史以来最容易被误解的阀门。如果你向大多数工厂人员提及止回阀，典型的反应是“它们不起作用”。事实上，这些人员很可能已经取出内部构件或对系统进行了翻新，以避免使用止回阀。换句话说，这些阀门可能是目前使用的最不流行的阀门。本文将探讨止回阀的基础知识，它们是如何工作的，有哪些类型，如何选择和安装它们，如何解决它们的问题，以及为什么它们不总是问题的原因。简单地说，止回阀允许单向流动，并在管路中的流体反向时自动防止回流（逆流）。它们是为数不多的无需辅助开启和关闭的自动阀门之一。虽然一些阀门可以在特殊情况下安装外部配重和阻尼装置，但大多数阀门没有开/关控制或其他阀门的外部辅助。与其他阀门不同，即使工厂设施失去空气、电力或液压，或可能手动循环阀门的人类，阀门仍能继续工作。与其他类型的阀门一样，止回阀有各种尺寸、材料和端部连接。管线尺寸从1/8英寸或更小到50英寸或更大。它们由青铜、铸铁、塑料、碳钢、各种等级的不锈钢和合金制成，如哈氏合金、铬镍铁合金、蒙乃尔合金和钛。端部连接包括螺纹连接、承插焊接、对焊、法兰连接、沟槽连接、对夹连接和插入式连接。止回阀随处可见，包括在家里。如果你在地下室有一个污水泵，那么在泵的排放管线上可能有一个止回阀。在家庭以外的行业中，它们被发现，如脱盐、水和废物、化工、食品和饮料、地热、采矿、石油和天然气、电力、纸浆和造纸、炼油等。被误解的止回阀与其他阀门一样，止回阀用于各种介质：液体、空气、其他气体、蒸汽、冷凝液，在某些情况下，还可用于含有颗粒或浆液的液体。应用包括泵和压缩机排放管、集管管线、真空断路器、非规范泄压管、蒸汽管线、冷凝管线、化学供料泵、冷却塔、装载架、氮气吹扫管线、锅炉、HVAC系统、公用设施、压力泵、集水坑泵、冲洗站和注入管线。他们是如何运作的止回阀对流量敏感，依赖管路压力和流量来开启和关闭。内部阀瓣允许流体向前流动，从而打开阀门。随着正向流量减少或反向，阀瓣开始关闭阀门，具体取决于设计。止回阀的功能或目的是防止逆流。结构通常很简单，只有几个部件，如阀体、阀座、阀瓣和阀盖。根据设计，可能还有其他项目，如阀杆、铰链销、阀瓣臂、弹簧、阀球、弹性体和轴承。止回阀阀瓣和阀座的内部密封依赖于“反向”管路压力，而不是用于开/关控制阀的机械力。因此，止回阀的允许阀座泄漏率大于开/关控制阀。制造商标准化协会出版的MSS SP-61“钢制阀门压力试验”是制造商用于对止回阀（以及其他阀门）进行阀座和外壳关闭试验的标准之一。影响止回阀阀座泄漏的因素包括反向压力、介质和阀座材料（例如金属或弹性体）。金属和PTFE阀座表面通常允许一些泄漏，而丁腈橡胶（Buna-N）和氟橡胶（Viton）等弹性体可提供气泡密封关闭（零泄漏）。因此，空气/气体介质和低压密封应考虑使用弹性体。为此类阀门使用弹性体时，重要的考虑因素是工作温度和弹性体与介质的兼容性。理想的止回阀是什么？无论阀门的类型或类型如何，最长的无故障运行时间将来自于适合应用的阀门，而不一定是与管道尺寸相同。理想情况下，当阀瓣流动或完全关闭时，阀瓣在打开位置相对于内部止动块保持稳定。当满足这些条件时，阀瓣不会发生颤动，从而防止阀门过早失效。不幸的是，大多数止回阀的选择方式与开/关控制阀的选择相同，都是根据管线尺寸和对可用最大Cv的要求来选择的。这忽略了一个事实，即与具有驱动（手动、气动、液压或电子）的开/关控制阀不同，只有流量条件决定单向阀的内部性能。止回阀内部对流量敏感，与开/关控制阀不同。如果没有足够的流量和压力来完全打开止回阀，阀内会出现阀芯颤振。这将导致过早磨损、潜在故障和比计算值更高的压降。每当金属部件与另一个金属部件摩擦时，就会产生磨损。这将导致组件本身的最终故障。部件故障可能导致阀门无法执行其功能，对于单向阀，这是为了防止逆流。在极端情况下，故障可能导致部件泄漏到管线中，导致管线中的其他阀门或设备发生故障或无法运行。通常，压降是根据止回阀与开/关控制阀一样100%打开来计算的。然而，如果流量不足以实现全开，且止回阀仅部分打开，则压降将高于计算值。这是因为当单向阀部分打开时，阀门的有效Cv小于最大值。在这种情况下，大的额定Cv实际上对止回阀有害（与开/关控制阀不同）。这会导致阀瓣颤动，最终导致故障。其他一些阀门并非如此。例如，在闸阀完全打开的情况下，楔子会脱离流道。因此，无论流量是低、中还是高，流经阀门的流量都不会影响楔块的性能。有各种类型的止回阀。下面包括一些更流行的类型。所有这些都可以用于清洁介质。与其他类型的阀门一样，特殊止回阀也可用于特殊应用。虽然没有一种阀门适合所有应用，但每种阀门都有其优点。花时间联系制造商以帮助选择，可以帮助您找到最合适的产品。如果您当前安装的任何类型的止回阀出现问题，这一点尤其正确。旋启式止回阀

典型的旋启式止回阀示意图

旋启式止回阀是一种简单的设计，它使用一个连接在阀门顶部铰接的臂上的阀瓣（位于12点钟位置）。逆流和重力有助于阀门关闭。旋启式止回阀可用于大多数介质，通常具有良好的流量。它们只能安装在水平流动位置。这是因为它们在垂直流动位置无法正常工作。在低背压应用中，它们也不能很好地密封。这些止回阀的尺寸范围从½英寸及以下到50英寸及以上，可用于螺纹、承插焊、法兰或对焊端连接。旋启式止回阀通常易于检查和维护。在大多数情况下，可以使用管路中的阀门进行维修。由于旋启式止回阀的设计，由于从全开到关闭的行程距离，它不是快速关闭的阀门。这意味着它们极易受到水锤问题的影响。大多数旋启式止回阀符合ANSI B16.10面对面尺寸，允许对管线进行清管。旋启式止回阀有一种变体，称为倾斜圆盘止回阀。然而，该版本不允许管线清管。活塞/提升阀检查活塞式或提升式止回阀有直列式、倾斜式（Y型）或传统式（90度T型）阀体设计。所有类型的止回阀都被视为静音型止回阀，可防止水锤和逆流。这是通过使用弹簧辅助阀瓣来实现的，阀瓣与短行程的水流保持一致，从而实现阀门的快速关闭。随着前进速度开始变慢，弹簧辅助装置开始关闭阀瓣。当前进速度达到零时，阀瓣在发生逆流之前紧靠阀座关闭，防止管路中的压力波动，从而防止水锤。大多数设计都可以安装在任何位置，如果安装了合适的弹簧，包括向下流动。活塞/提升阀止回阀的尺寸从1/4英寸到24英寸或更大。所选阀体设计将决定压降；内联设计将提供最佳的流量性能。活塞/提升阀止回阀有多种不同的端部连接，包括螺纹、法兰、可焊接等。有特殊的端部接头，但您需要咨询止回阀制造商。其中一些止回阀可以在线检查和维修。理想情况下，这种止回阀应仅用于无颗粒的清洁介质。倾斜y型提升阀式止回阀的图示。法兰夹持式止回阀法兰夹持式止回阀是一种用于法兰管道的非常紧凑的对夹式止回阀门。它们通常采用内嵌式，尺寸从½英寸到20英寸不等。这种风格也被认为是一种无声检查，有助于防止水锤。因此，它们将有一个内部弹簧，以帮助关闭阀门。法兰夹持止回阀及其紧凑的设计允许将其添加到现有系统中，所需的管道改动最小。法兰夹持式止回阀采用紧凑对夹设计。中心导向止回阀中心导向止回阀是另一种静音止回阀。它们还设计用于防止水锤和逆流。这种类型类似于活塞/提升阀。其规格也属于MSS SP125和126。它们有法兰式，尺寸从2到24英寸，有时更大。同样，这种类型最适合无颗粒的清洁介质。球形止回阀球形止回阀使用阀体内的球体来控制流量的移动。这种类型也被认为是一种无声止回阀。阀球可以自由旋转，从而实现均匀磨损，并在阀球和阀座之间进行擦拭。球形止回阀或静音止回阀适用于粘性介质应用。此功能使球形止回阀适用于粘性介质。球形止回阀的尺寸通常小于等于2英寸。一些设计包括一个弹簧，以帮助关闭，并用于安装在垂直线上的90度样式。根据阀体设计，球形止回阀的压降可能高于其他类型的止回阀。球形止回阀可用于各种端部连接，包括螺纹和承插焊接。一些阀体设计允许进行在线维修/检查选择在选择止回阀时要考虑的诸多因素包括与介质的材料兼容性、阀门额定压力（ANSI）、管线尺寸、应用数据（流量、设计/操作条件）、安装（水平、向上流动或向下流动）、端部连接、，外壳尺寸（尤其是更换现有阀门以避免管道修改时）、泄漏要求和特殊要求，如氧气清洗、NACE、CE标志等。有许多不同的止回阀设计，其中最古老、最常见的是旋启式止回阀。解决问题更换止回阀时，提出以下简单问题会有所帮助：为什么我要更换这个阀门？问题是什么？有时我们过于忙碌或专注于其他事情，我们忘记了原因可以帮助解决问题。常见的止回阀问题包括噪音（水锤）、振动/颤振、逆流、卡滞、泄漏、内部缺失、部件磨损或损坏。然而，值得一提的是，通常真正的原因是止回阀应用的尺寸、弹簧和/或样式错误。在这种情况下，问题在于应用，而不是止回阀。止回阀最常见的两个问题是尺寸不正确或安装不正确。不正确的尺寸有两种形式。如果阀门Cv对于应用来说太小，您会看到非常高的压降，这可能会由于涉及的高速而导致阀门过早磨损。更常见的情况是，如果阀门Cv对于应用来说太大，那么在止回阀上不会产生足够的压降来完全打开它。任何未完全打开的止回阀都很有可能发生颤振，从而导致阀门过早失效。不正确的安装包括止回阀上游没有适当数量的直管。理想情况下，止回阀上游的直管直径至少为10倍。这是为了确保良好的层流通过止回阀。更短的距离可能导致流动湍流和旋转，从而过早磨损任何类型的止回阀。止回阀的其他一些问题包括逆流和水锤。在这两种情况下，都需要快速关闭阀门。逆流可能代价高昂，尤其是在泵排放时发生逆流且泵向后旋转时。修理或更换泵的成本加上工厂停工时间，远远超过了首先安装正确止回阀的成本。对于水锤，您需要一个快速关闭的止回阀，以防止阀瓣撞击阀座时产生压力激增和冲击波，从而发出噪音、振动和锤击声，从而导致管道破裂，损坏设备和管道支架。如果内部构件缺失或过度磨损，可能会出现两个因素。首先，如果所选止回阀没有足够的流量通过，无法阻止其停止，则需要一个具有较低Cv的阀门，以防止内部构件颤动。其次，如果止回阀用于往复式空气或气体压缩机的排放，则需要一个具有阻尼设计的专用阀或缓冲器来处理高频循环。当阀瓣和阀体孔之间夹有水垢或污垢时，可能会发生卡滞。阀座或阀瓣损坏或管路中的固体物质都可能导致泄漏。需要一个弹性体来提供零泄漏。安装安装止回阀时，将流向箭头指向流动方向，使阀门能够执行其预期功能。可以在正文或标签上找到流向箭头。确保阀门类型在安装位置工作。例如，并不是所有止回阀都能在垂直管路中向下流动，传统或90度T型活塞止回阀也不能在没有弹簧将阀瓣推回流道的垂直管路中运行。当阀门完全打开时，一些止回阀中的阀瓣延伸到管道中。这可能会影响直接栓接在止回阀上的另一个阀门的性能。如前所述，如果可能，将止回阀安装在可能导致湍流的任何管件或其他管道系统组件下游至少10倍管径的位置。注意，我说“如果可能的话”。毕竟，你看到过多少止回阀用螺栓固定在泵的排放口上？很多！制造商标准化协会出版的MSS SP-92《阀门用户指南》是安装止回阀和其他类型阀门的一个很好的参考来源。止回阀和门有什么相似之处？最后，我喜欢将止回阀与门进行比较——无论那扇门是通往办公室还是家里。通常情况下，你会在一天开始时打开办公室门，在结束时将其关闭，这与泵开关时的情况类似。然而，如果有人站在你的门口，不断地循环打开和关闭，会发生什么情况？在大多数情况下，铰链销会失效，因为它们是车门操作中的薄弱环节。止回阀也面临类似的情况。不断循环的销、杆、弹簧或其他部件可能会出现故障。这就是为什么为其特定应用正确选择止回阀非常重要的原因。管线尺寸不一定等于止回阀尺寸。在低流量应用中具有高Cv的止回阀从一开始就注定要失败。这不是止回阀的故障，而是应用选择错误的故障。所选止回阀在适当的流量条件下工作良好。不幸的是，安装的止回阀被认为是导致故障的原因，而实际上，故障的原因是应用工况。在购买止回阀之前，最好与制造商一起审查应用和使用条件，以确保选择了正确的类型和选项。
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