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闸阀全能型选手的双面性
2025-07-30

一、结构原理

闸阀用于通过将矩形闸板或楔形件插入流动流体的路径中来切断流体的流动。闸阀沿着管道轴线需要的空间很小,并且当闸板完全打开时几乎不限制流体的流动,使得闸阀能够以非常小的压降提供直通流动。

优点

流通阻力小:全开时介质通道为直通式(与管道内径一致),无局部缩径,流动阻力仅为截止阀的 1/3~1/5,能耗更低。

适用范围广:可用于高温(≤600℃)、高压(≤100MPa)及低温(≥-196℃)场景,介质涵盖水、蒸汽、油品、气体、腐蚀性流体等(需匹配对应材质)。

密封性能可靠:全关时闸板与阀座密封面紧密贴合(尤其是软密封或双闸板结构),泄漏量小(硬密封可达到 A 级泄漏,软密封可达到零泄漏)。

双向密封:大部分闸阀(除少数特殊结构)可双向承受介质压力,安装时无需区分进出口方向。

三、缺点

启闭时间长:闸板升降需通过阀杆多圈旋转实现(如 DN200 闸阀可能需旋转 20~30 圈),不适用于需要快速启闭的场景(如紧急切断)。

结构复杂:零件数量多(如闸板、阀杆、填料、驱动装置等),制造和维修成本高于截止阀、球阀。

不适用于含颗粒介质:半开时介质冲刷易导致密封面磨损;若介质含固体颗粒,可能卡在闸板与阀座之间,破坏密封或导致启闭卡涩。

安装空间要求高:阀杆升降需预留轴向空间(尤其是大口径或电动闸阀),狭窄空间可能受限。

 

二、优缺点:

优点

低阻高效:直通式流道几乎无拐弯,介质流动阻力仅为截止阀的 1/3,长期运行能降低泵类设备能耗(尤其适用于大口径输水、输气管道)。

启闭轻盈:闸板运动方向与介质压力垂直,同等口径下启闭扭矩比球阀小 20%-30%,手动操作更省力,电动驱动时可配小型执行器(节省成本)。

双向通用:不分进出口方向,安装时无需考虑介质流向,特别适合管道走向复杂的化工车间、地下管廊。

全关密封稳:全关状态下闸板与阀座形成环形密封带,软密封款式(如 EPDM 包胶)可实现零泄漏,满足食品医药级洁净要求。

缺点

调节功能缺失:闸板与阀座之间存在间隙,半开时易产生振动和冲刷,可能导致密封面损坏,绝对禁止用于流量调节(如锅炉给水微调需改用截止阀)。

密封面怕 “硬碰硬”:介质含泥沙、铁锈等颗粒时,会像砂纸一样磨损密封面;频繁半开状态下,高速介质冲刷会造成 “气蚀”,缩短使用寿命(需搭配过滤器或选用耐磨陶瓷密封)。

维修门槛高:传统闸阀密封面研磨需专业工具,更换闸板时需整体拆解阀体;虽然软密封款式可更换密封圈,但大口径型号(DN300 以上)仍需吊装设备辅助。

低温易卡涩:在 - 20℃以下环境,若介质含水分,闸板与阀座可能冻结;高温工况(>400℃)则可能因热膨胀导致启闭卡阻(需选带吹扫孔的防冻设计)。

 

四、选型指南

介质特性:

温度:常温(≤120℃)可选铸铁或碳钢;中高温(120~425℃)选铸钢;高温(425~600℃)选铬钼合金钢;低温(≤-40℃)选低温钢(如 304 不锈钢)。

压力:低压(≤1.6MPa)可选铸铁闸阀;中压(1.6~10MPa)选铸钢;高压(≥10MPa)选锻钢或高压合金闸阀。

腐蚀性:弱腐蚀(如自来水)选碳钢 + 防腐涂层;中强腐蚀(如酸碱溶液)选不锈钢(304、316)或衬氟 / 衬胶闸阀;强腐蚀(如氯气)选哈氏合金等特种材料。

状态:洁净流体(如水、蒸汽)可选普通闸板;含少量杂质(如污水)选弹性闸板(避免卡涩);含颗粒(如矿浆)不建议用闸阀(优先选球阀)。

管道参数:

管径:闸阀公称直径(DN)需与管道一致(如 DN100 管道配 DN100 闸阀),大口径(DN≥300)建议选电动或气动驱动(手动操作费力)。

压力等级:阀体压力等级(如 PN16、Class150)需≥管道设计压力(如 1.6MPa 管道选 PN16 闸阀)。

操作需求:

启闭频率:低频操作(如每月 1~2 次)选手动闸阀;高频操作(如每日多次)选电动 / 气动闸阀(降低人工成本)。

启闭速度:无需快速启闭(允许 30 秒以上)可选闸阀;需快速启闭(如 10 秒内)建议换球阀或蝶阀。

控制方式:远程控制(如中控系统)选电动闸阀(带信号反馈);防爆场景选气动闸阀(配防爆气缸)。

安装环境:

空间限制:阀杆升降需轴向空间,若安装高度不足,可选 “暗杆闸阀”(阀杆不伸出阀盖,通过手轮旋转高度判断启闭状态)。

环境腐蚀性:潮湿或腐蚀性环境中,阀体选不锈钢,驱动装置需防腐处理(如电动闸阀电机带防水罩)。

 

五、避坑提示:“细节决定寿命”

密封测试:采购前要求提供泄漏测试报告(如 GB/T 13927 A 级标准)。

智能升级:2025 年趋势 —— 物联网集成(实时监测开度、磨损预警)。

 

按需求挑才对

看介质:

清水、空气这类干净的,普通铸铁或铸钢闸阀就行;

酸碱等腐蚀性的,选不锈钢或衬塑料的;

带泥沙的,选耐磨的闸板(比如镶陶瓷),再配个过滤器。

看压力温度:

低压(比如自来水,压力≤1.6MPa)用平行式软密封闸阀;

高压高温(比如蒸汽管道,压力≥10MPa)选楔式硬密封闸阀,材质选铬钼钢。

看安装环境:

空间小(比如井下)用暗杆闸阀;

要随时看开度(比如化工厂管道)用明杆闸阀。

驱动方式:

偶尔开关的小管道,手动就行;

大口径或远程控制的,选电动或气动驱动,省事又安全。