如何正确选择闸阀

闸阀简介

闸阀广泛用于各种工况条件，可满足地上或地下安装要求。尤其是对于地下安装需求来说，选择正确的阀门产品是至关重要的，可以避免高昂的更换成本。
闸阀为全开或全关设计，常作为隔离阀安装在管道上，不应作为控制或调节阀使用。闸阀可通过操作阀杆进行顺时针方向关闭(CTC)或顺时针方向打开(CTO)。当操作阀杆时，阀瓣在阀杆的螺纹部分向上或向下移动。

• 闸阀的应用场景
闸阀常用于需要最小压力损失和全通径的场合。当闸阀全开时，其阀体内部介质通道是直通的，因此压力损失非常低，这种设计也便于使用管路清洗器。闸阀是一种多回转阀门，螺纹阀杆操作阀门的启闭。由于阀门必须多次转动才能从开启到关闭，这样的缓慢过程可有效防止水锤效应。

闸阀可以用于各种介质，AVK闸阀适用于以下的工况
饮用水、污水和中性液体：工作温度在-20°C至+70°C，最大流速5m /s，最高16 bar压差。
气体：温度在-20°C和+60°C之间，最大20m /s流速，最高16 bar压差。
更多内容，请参阅AVK安装和维护说明书。

• 闸阀配置旁通阀
旁通阀的选用通常基于三个原因：
□ 平衡管道压差，从而降低阀门的扭矩，可满足单人操作
□ 通过关闭主阀，开启旁通阀，可以保持介质持续流动，避免设备停运
□ 延迟管路中介质的充满时间

•  平行式闸阀与楔式闸阀
闸阀主要分为两种类型:平行式闸阀和楔式闸阀。平行式闸阀，其密封面与管道轴线相垂直，即两个密封面相互平行的闸阀，诸如闸板底部设计有锋利边缘的刀闸阀。楔式闸阀，其密封面与垂直中心线成某种角度，即两个密封面成楔形。
大多数AVK闸阀是楔式设计，同时我们也提供用于污水处理的刀闸阀和燃气应用的平板闸阀。

•  硬密封闸阀和软密封闸阀
在软密封闸阀引入市场之前，硬密封闸阀得到了广泛的应用。硬密封闸阀在阀门底部有一个沟槽，使得金属楔型阀板与阀座形成完好密封，确保紧密关闭。软密封闸阀有一个全通径无沟槽的底部，允许阀门中的沙砾和石子通过。如果阀门关闭时底部有杂质通过，阀瓣橡胶表面能将杂质包裹住，从而使阀门保持优秀的密封性能，实现零泄漏。根据用户不同的项目需求，AVK可以提供各种类型的软密封或硬密封闸阀。

•  明杆闸阀和暗杆闸阀
明杆闸阀的阀杆固定在阀瓣上，通过旋转阀杆螺母来实现阀杆的升降，在阀门启闭过程中，阀杆与阀瓣一同上升和下降，可提供阀门位置的可视化指示，并对阀杆的润滑有利。这种类型的闸阀适用于地面安装。
暗杆闸阀的阀杆通过螺纹与阀瓣连接，并随着阀瓣在阀门内部的上升和下降而旋转。由于阀杆保持在阀体内，它们占用更少的垂直空间。AVK提供的闸阀在阀杆的上端有一个指示器，用于指示阀门的位置。这种类型闸阀既适用于地上也适用于地下安装。
AVK的大部分产品都采用暗杆设计，但我们也提供用于供水、污水和消防应用的明杆闸阀。

选择安全且耐用的闸阀，可避免昂贵的更换成本。这五项选择标准可以帮助用户做出正确的决定。

标准1：最佳阀瓣设计
阀瓣是闸阀的密封部件，因此至关重要。需考虑以下几点因素：

•  不同类型的阀瓣螺母设计
阀瓣螺母的作用是将阀瓣连接到阀杆。阀瓣螺母通常有两种设计，活动式阀瓣螺母设计是将活动的阀瓣螺母安置于已包胶好的阀瓣卡槽内；固定式阀瓣螺母是将螺母先固定到阀瓣上然后整体硫化包胶。固定式阀瓣螺母设计，减少了活动零件的数量，从而消除了由于移动部件损坏阀芯的橡胶表面而导致的腐蚀风险。因此建议采用固定阀瓣螺母设计。

•  瓣导轨和导向楔
当阀门在管道运行期间打开和关闭时，阀瓣会受到摩擦力和应力。阀瓣导轨和导向楔确保阀门启闭流畅，阀杆在高流速下不会弯曲。导向楔使阀体和阀瓣之间始终保持着最小的摩擦，阀瓣表面的橡胶密封，有效地防止阀芯的腐蚀。

•  橡胶
阀门的密封至关重要，完全硫化的阀瓣设计，使阀瓣铸件的内外被橡胶完全包覆，厚实的阀瓣橡胶密封区域足以吸收阀座中的杂质。橡胶和阀瓣铸件之间的粘合质量也非常重要，它确保了橡胶被压缩时也能正常密封，即使当阀门处于关闭位置时，有尖锐物体穿透橡胶，两者之间的粘合仍然牢固，有效防止了细菌滋生、腐蚀。

标准2：橡胶质量——压缩永久变形、耐久性和认证
橡胶的质量对阀门的耐久性和功能至关重要。橡胶必须要能够承受长期的杂质和化学产品的持续冲刷而不被磨损，密封面需要完全包裹阀座中的小杂质，确保紧密闭合。需考虑以下因素：

•  压缩永久变形–回弹记忆力 
压缩永久变形是指橡胶在压缩后恢复其原始形状的能力。EN 681-1标准规定了压缩永久变形值的最低要求，压缩永久变形性能与橡胶的弹性与恢复相关，优质橡胶即使在使用多年并经过无数次的压缩，橡胶仍具备出色的恢复原形性能，并能确保其100%紧密性。

•  如何避免形成生物膜
有机物会逐渐从胶料中析出，这些物质为微生物提供养分，逐渐形成生物膜，污染饮用水。选择楔形橡胶阀瓣的阀门，可确保生物膜形成最小化。

•  抗水处理中的化学物质
氯和其他化学物质通常用于清洁新管道或消毒旧管道，低浓度的臭氧和氯也可能被添加至水中使其可以直接饮用。橡胶需要完全抵抗水中的此类化学物质，防止橡胶表面发生降解或开裂，避免阀瓣铸件被腐蚀。

•  饮用水认证
所有与饮用水接触的橡胶件都应获得饮用水认证。如果不需要当地批准，与饮用水直接接触的橡胶也应至少通过一种主流的标准认证，如 WRAS、DVGW/KTW、KIWA 或 NF。

标准3：外部防腐蚀保护的重要性
外部防腐蚀保护对阀门的使用寿命至关重要。建议阀门外部涂层应符合 DIN 3476 第 1 部分、EN 14901 和 GSK* 要求，包括以下内容：

•  抛丸工艺
根据ISO 12944-4。

•  涂层厚度
涂层膜厚不低于250 μm。

•  甲基异丁酮测试 (MIBK测试)
在室温环境下将几滴甲基异丁酮液滴到测试样品水平环氧树脂涂层表面。30秒后，用干净的白布擦拭测试区域。测试结果表明，测试表面不得出现哑光或污迹，且白布仍是干净的。

•  耐冲击性
测试方法为将不锈钢冲头通过1米长的滑筒，以5Nm的冲击力自由落体到涂层表面。每次组件冲击性测试后，不会出现电火花击穿的情况。

•  漏涂点测试
将带有电刷电极的3kV探测器用于检查和定位涂层上的任何漏涂点，确保铸件被涂层完全覆盖避免腐蚀。

标准4：密封设计

•  阀杆密封
阀杆周围阀盖中的密封件可保持阀门/管道内的压力。阀杆密封件应始终设计为免维护，并应维持阀门的使用寿命或至少满足 EN 1074-2 的使用寿命要求。保持内部压力的主密封件最好设计为液压密封件，在增加内部压力的情况下提供更紧密的密封。应在阀杆周围放置备用密封件。为了保护密封件免受外部污染，应在顶部的阀杆周围放置一个密封件。出于安全和健康原因，在与饮用水直接接触的地方必须使用经饮用水认证的优质 EPDM 橡胶。

•  阀盖/阀体密封
将垫圈嵌入阀门和阀盖之间的凹槽，可确保阀门和阀盖的良好密封。这种设计可确保垫圈处于正确位置，不会因为压力激增而被吹出。为了保护阀盖螺栓不被腐蚀，阀盖垫圈应环绕螺栓，并且螺栓应嵌入阀门中，使螺纹不暴露在周围环境中。

标准5：一般性能
当用手轮或电动执行机构操作闸阀时，一定要注意操作和关闭扭矩。

•  操作扭矩
根据阀门通径的不同，操作阀门从开启位置到关闭位置所需的扭矩应该在5 Nm到30 Nm之间。重要的是要考虑到，工作扭矩小于5 Nm的阀门会促使阀门操作员快速关闭阀门，从而有可能在管道中产生水锤和压力波动。

•  闭合力矩
将阀门关闭至完全密封位置所需的扭矩。手轮操作阀门的扭矩应与手轮直径平衡，使操作员操作手轮的力不超过30-40kg。当使用电动执行机构或手动变速箱操作阀门时，扭矩应在标准范围执行执行机构的限制范围内。需要注意的是，执行机构的扭矩范围比较大，通常是阀门和执行机构之间的ISO法兰连接决定了执行机构的选择。常规使用ISO法兰连接的阀门应具有如下所述的最大关闭扭矩：
ISO法兰F-10，最大120 Nm
ISO法兰F-14，最大500 Nm
ISO法兰F-16，最大1000 Nm

*GSK代表Gütegemeinshaft Schwerer Korrosionsschutz，是一个独立的质量协会，拥有约30名成员，均为欧洲领先的阀门和配件制造商。GSK 概述了对涂层本身和成品涂层控制程序的要求。