閥門是管道系統(tǒng)中的重要部件，在化工裝置中應(yīng)用最廣泛的是金屬閥門。閥門的作用主要是用于啟閉、節(jié)流和保障管道及設(shè)備的安全運(yùn)行。所以正確合理地選用金屬閥門對(duì)工廠安全及流體控制系統(tǒng)具有重要的作用。隨著越來(lái)越多的引進(jìn)裝置進(jìn)入國(guó)內(nèi)，API閥門已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，本文僅以API黑色金屬閥門為分析對(duì)象。
一、閥門的類型及用途
工程上閥門種類很多，由于流體的壓力、溫度和物理化學(xué)性能的不同，所以對(duì)流體系統(tǒng)的控制要求也不相同，其中閘閥、截止閥(節(jié)流閥，針型閥)、止回閥、旋塞閥、球閥、蝶閥和隔膜閥在化工裝置中應(yīng)用最廣泛。
閘閥一般用于控制流體的啟閉，流體阻力小，密封性能好，介質(zhì)的流向不受限制，開閉所需外力較小，結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度較短。
閥桿有明桿和暗桿之分，明桿式閘閥適用于腐蝕介質(zhì)，在化工工程上基本使用明桿式閘閥。暗桿閘閥主要用于水道上，多用于低壓、無(wú)腐蝕性介質(zhì)的場(chǎng)合，如一些鑄鐵和銅閥門。閘板的結(jié)構(gòu)形式包括楔式閘板、平行式閘板。 楔式閘板有單閘板，雙閘板之分。平行式閘板多用于油氣輸送系統(tǒng)，在化工裝置中不常用。
截止閥主要作切斷用。截止閥流體阻力大，啟閉力矩大，而且有流向要求。截止閥與閘閥相比主要有如下優(yōu)點(diǎn)： 

(1)在開閉過(guò)程中密封面的摩擦力比閘閥小，耐磨。 

(2)開啟高度比閘閥小。 

(3)截止閥通常只有一個(gè)密封面，制造工藝好，便于維修。 截止閥和閘閥一樣也有明桿和暗桿之分，在此不再贅述。根據(jù)閥體結(jié)構(gòu)不同截止閥有直通式、角式和Y型。直通式應(yīng)用最廣泛，角式用于流體流向90°變化的場(chǎng)合。另外節(jié)流閥和針形閥也屬截止閥一類，比普通截止閥調(diào)節(jié)功能強(qiáng)。
止回閥止回閥又稱單向閥，用于防止流體逆向流動(dòng)，所以安裝止回閥時(shí)，應(yīng)注意介質(zhì)的流動(dòng)方向應(yīng)與止回閥上的箭頭方向一致。止回閥的類型非常多，且各個(gè)制造商有不同的產(chǎn)品，但是從結(jié)構(gòu)上主要分為旋啟式和升降式。旋啟式止回閥主要包括單瓣型和雙瓣型。
蝶閥蝶閥可用于帶有懸浮固體的液體介質(zhì)的啟閉和節(jié)流，流體阻力較小、重量輕，結(jié)構(gòu)尺寸小，啟閉迅速，適用于大口徑管道上。

二、端部連接形式的選用
閥門端部常用的連接形式包括法蘭連接、螺紋連接、對(duì)焊連接和承插焊連接。
法蘭連接法蘭連接有利于閥門的安裝和拆卸。閥門端法蘭密封面形式主要有全平面(FF)、突面(RF)、凹面(FM)、榫槽面(TG)和環(huán)連接面(RJ)等幾種。API閥門采用的法蘭標(biāo)準(zhǔn)是ASMEB16.5等系列。有時(shí)在法蘭連接的閥門上可以見到Class 125和Class 250等級(jí)，這是鑄鐵法蘭的壓力等級(jí)，與Class 150和Class 300的連接尺寸相同，只不過(guò)前兩者的密封面是全平面(FF)。　對(duì)夾式(Wafer)和支耳式(Lug)閥門也是用法蘭連接的。
對(duì)焊連接由于對(duì)焊接頭強(qiáng)度高、密封性好，所以在化工系統(tǒng)中對(duì)焊連接的閥門大多應(yīng)用在一些高溫、高壓、有劇毒介質(zhì)、易燃易爆的場(chǎng)合。 承插焊和螺紋連接一般用于公稱尺寸不超過(guò)DN40的管道系統(tǒng)中，但不能用于有縫隙腐蝕的流體介質(zhì)。
螺紋連接不得用于劇毒、可燃介質(zhì)的管道上，同時(shí)也應(yīng)避免使用在循環(huán)載荷的工況上。目前工程中使用在壓力不高的場(chǎng)合。管道上的螺紋形式主要是錐管螺紋，錐管螺紋有兩種規(guī)格，其錐頂角分別為55°和60°，兩者無(wú)法互換通用。在可燃或高度危害介質(zhì)的管道上，如果安裝需要，必須采用螺紋連接時(shí)，此時(shí)公稱尺寸不應(yīng)超過(guò)DN20，在螺紋連接后再進(jìn)行密封焊。
三、閥門材料
閥門材料包括閥門的殼體、內(nèi)件、墊片、填料以及緊固件材料等。因?yàn)殚y門材料非常多，并且由于篇幅所限，本文僅簡(jiǎn)單介紹典型的閥門殼體材料。黑色金屬殼體材料包括鑄鐵、碳鋼、不銹鋼、合金鋼。
鑄鐵灰鑄鐵(A1262B)一般使用在低壓閥門上，不推薦在工藝管道上使用。球墨鑄鐵(A395)的性能(強(qiáng)度和韌性)要比灰鑄鐵好。
碳鋼在閥門制造中最常見的碳鋼材料有A2162WCB(鑄件)和A105(鍛件)。應(yīng)特別注意碳鋼長(zhǎng)時(shí)間在400℃以上工作，會(huì)影響到閥門的壽命。對(duì)于低溫工況的閥門，常用的有A3522LCB(鑄件)和A3502LF2(鍛件)。
奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼材料通常應(yīng)用在具有腐蝕性工況或超低溫工況。其中常用的鑄件有A351-CF8、A351-CF8M、A351-CF3和A351-CF3M;常用的鍛件有A182-F304、A182-F316、A182-F304L和A182-F316L。
合金鋼材料對(duì)于低溫工況的閥門，常用的有A352-LC3(鑄件)、A350-LF3(鍛件)。對(duì)于高溫工況的閥門，常用的有A217-WC6(鑄件)、A182-F11(鍛件)和A217-WC9(鑄件)、A182-F22(鍛件)。由于WC9、F22屬于2-1/4Cr-1Mo系列，相比屬于1-1/4Cr-1/2Mo系列的WC6、F11含有更高的Cr、Mo，所以具有更好的抗高溫蠕變性能。
四、驅(qū)動(dòng)方式
通常閥門操作都采用手動(dòng)方式。當(dāng)閥門的公稱壓力較高或公稱尺寸較大，手動(dòng)操作閥門比較困難時(shí)，可以采用齒輪傳動(dòng)等操作方式。閥門驅(qū)動(dòng)方式的選用應(yīng)根據(jù)閥門的種類、公稱壓力和公稱尺寸而確定。
五、閥門選用原則
5.1　閥門選擇要考慮的主要參數(shù)
(1)所輸送的流體性質(zhì)，這將影響閥型和閥結(jié)構(gòu)材料的選擇。
(2)功能要求(調(diào)節(jié)還是切斷)，這主要影響閥型選擇。
(3)操作條件(是否頻繁)，這將影響閥型和閥門材料選擇。
(4)流動(dòng)特性和摩擦損失。
(5)閥門公稱尺寸的大小(公稱尺寸很大的閥門只有在有限范圍的閥型中才能找到)。
(6)其他特殊要求，如自動(dòng)關(guān)閉、平衡壓力等。

5.2　材料選用　　(1)對(duì)于小口徑(DN≤40)一般選用鍛件，大口徑(DN>40)一般選用鑄件。鍛件閥體的端法蘭，應(yīng)該優(yōu)先選擇整體鍛制閥體，如果法蘭是焊接在閥體上，則對(duì)焊縫應(yīng)該進(jìn)行 100%射線檢驗(yàn)。
(2)對(duì)焊和承插焊碳鋼閥體的含碳量應(yīng)不大于0.25%，并且碳當(dāng)量應(yīng)不大于0.45%。
注：當(dāng)奧氏體不銹鋼工作溫度超過(guò)425℃時(shí)，含碳量不應(yīng)小于0.04%，熱處理狀態(tài)為大于1040℃快冷(CF8)和1100℃快冷(CF8M)。
(4)當(dāng)流體腐蝕性強(qiáng)，普通奧氏體不銹鋼不能使用時(shí)，應(yīng)考慮一些特種材料，如904L、雙相鋼(如S31803等)、蒙乃爾和哈氏合金等。