1. 前言
閥用於管路系統中，處理流體之控制裝置，選擇閥的第一步驟是必須瞭解各類閥之功能及我們所希冀的閥，在裝妥之後能完成們所託付的任務與功效。 2. 閥之分類
(1) 閥依其功能，分類如下：
A. 開關閥類----閘閥、塞閥、球閥。
B. 節流閥類----球型閥、針閥、角閥、蝶型閥、隔膜閥。 C. 擺動、升降及雙片式逆門閥、底閥。
D. 壓力控制閥類----減壓閥、釋壓閥、安全閥。 E. 特殊閥類
a. 取樣閥 b. 流量控制閥 c. 排放閥
d. 其它各式各樣閥
(2) 依材質分類
A. 非金屬閥類----PVC、塑膠（鋼）、特氟龍.. B. 金屬閥類
a. 鐵金屬----鐵、鋼、不銹鋼、合金鋼.. b. 鋁、銅..
(3) 依製程方式分類
A. 鑄造閥類----砂模、殼模、脫臘模、壓鑄..等造模法，生產之閥類件。 B. 鍛造閥類----由模鍛或自由鍛或丸（方）材直接加工，生產之閥類件。 C. 焊接製造閥類----體、蓋分別由若干部份組合焊接製造而成，此類閥必須注意焊接程序規範及其鑑定（WPS與PQR）。
D. 射出成型閥類----一般用之於PVC、塑膠等非金屬閥類之製造。
3. 各類閥之特性
(1) 閘閥（GATE VALVES）
閘閥是為了於一管線上某一部位系統需要“全開、全關”控制且流體流過僅能以微少之壓力降產生時而設計使用的。當一系統中某一部份
需予隔離，不須考慮流體節流（THROTTING）的控制時閘閥是非常理想而適合的。因當節流使用時，則流體會產生高速流經門座，而造成流體之沖蝕門、座及殼體（產生拉絲現象），或引起震動而損傷。 (2) 球型閥（GLOBE VALVES）、角閥（VNGLE VALVES）、針閥（NEEDLE
VALVE）
球型閥因球體有球柱狀的外形而稱之，主要是為緊閉，經常開關及當流體須控制流量之節流作用而設計，最主要特點是有效的節流，使拉絲現象減至最少因而減少閥門及閥座之浸（沖）蝕，但因閥座是平行於
流線，流體流經該類閥座時流向之改變，將在閥中產生擾流，以及降力的下降，僅適合不苛求因壓力降所造成揚程損失時，方可使用。
角閥亦是由塞式球型閥修而來，僅是出口與進口成90°直角之區別。 針閥亦是由塞式球型閥修正而來閥塞為細長型有錐度的針狀，特別適用於低流量範圍的流量控制。
(3) 逆止閥（CHECK VALVES）----擺動式（SWING TYPE）、升降式（LIFT
TYPE）、斜盤（門）式（TILTING DISC）、雙片式（DUAL PLATE）、底閥（FOOT VALVES）
此類閥其作用為容許流體朝一方向自由流動，而限制其反向流動，當流體通過系統時的壓力，把閥門開硌，任何流體的反向，會把閥門關閉，關閉的完成，是賴止回機構的重量或賴反壓，或賴彈簧或賴以上幾種的組合。
(4) 球型停止逆止閥（CLOBE STOP-CHECK VALVES）
止閥類似3.3之升降式逆止閥，但加裝閥桿及手輪（或別的輔助操作裝置）做為流體之關斷及止回用，此閥不能以任何機械傳動方式打開，只靠上游流體壓力將閥門升舉，離開閥座面。 (5) 塞閥（PLUG VALVES）
此閥由插入閥體中之閥塞（門），為一具有錐度中間開槽的塞件而名、結構簡單屬古老型式之閥，由全開至金關只須轉90°即可、閥塞（門）之流口可為任何尺寸與形狀，也可作成多孔型式來配合三或四條管線連接，而能有多種不同的流向組合。一般用於全開式全關，不作節流使用（除非開口特殊鑽石形狀並經處理過）。 (6) 球閥（BALL VALEVS）
球閥是由塞閥修改而來，以球塞代替柱塞，來控制流體、閥塞（門）內通道截面積，則與配合管線的管徑相同，流體作直線通過閥體，且只有微小之壓力降。現一般均使用PTFE、EPDM…等材料，為閥座，因此，氣泡密封性佳，且改良為防火及防靜電之安全設計，被廣泛使用，但因閥座為PTFE材質，其使用溫度一般受限於250℃以下。 (7) 蝶形閥（BUTTERFLY VALVES）
此閥的構造，是根據管子擋板的原理，其流動控制元件是一有傾角的盤（門）（其材質可為金屬或金屬外緣包上塑膠、特氟隆等），圓盤固定在心軸上，並以能匣來控制開閉（開、閉只須90°之旋轉），閥座可為金屬、橡膠、特拂隆…等材料，而固定於閥體璧上，此閥構造簡單，其閥體為薄餅（WAFERD）型、重量輕，不佔空間，適合於節流及開閉之用，尤其用於大流量之控制（不適用於小流量）。 (8) 隔膜閥（DIAPGRAGM VALVES）
此閥實際上不過是“鉗夾”的閥，一個彈性的，可撓的膜片，用螺樁連接在壓[縮件上，壓縮件是由閥桿所操作而上下移動，當壓縮件上升，膜
片就高舉，而造成通路，當壓縮件下降，膜片就壓在閥體堰上（假使為堰式閥）或壓在輪廓的底部（假使為直通式），此閥適用於開關及節流之用。
隔膜閥是特別適用於運送有腐蝕性，有粘性的流體，例如泥漿、食品、藥品、纖維性粘合液…等，因管線中，此閥的操作機構，是不暴露在送流體中，故不具污染性，也不需要填料，閥桿填料部也不可能會洩漏。
(9) 安全閥（SAFETY VALVES）、洩壓閥（RELIEF VALVES）、安全洩壓閥
工廠中，使用高溫、高壓氣體的機會相當大，尤其在電廠、化學工廠，由於壓力異常而造成塔槽、鍋爐、管線等壓力容器、設備被破壞而生洩漏，火災或爆炸的機率相當高，為了防止此類意外事故之發生，使
製程穩定操作，依美國機械工程師協會（ASME）之規定，必須在所有高壓設備均裝設此等安全排放裝置之閥類。
此類閥之構造類似角類，依其作動方式之不同可分彈箕負載式（SPRING LOADED TYPE）及輔助閥作動式（PILOT OPERATED TYPE）。基本上是依力平衡方式作動裝置。一旦閥盤（門）所受之壓力大於彈箕或輔助閥之設定壓力時，閥盤就會被此壓力推開，其壓力容器內之氣（液）體就會被排出，以降低該壓力容器內之壓力。
安全閥須設計成有全開急洩的作用，其容量超壓以及沖放必須受ASME法規的規定。
洩壓閥，設計成在初壓力增加時，閥慢慢開啟，且沒有法規作依據，亦不必要立刻開啟到全開位置，但壓力增加時要繼續不斷的啟開。 (10) 冷涷閥類（CRYOGENIC VALVES）
用於在冷凍場所之運送液化氣體（氧、氮、氫、氦…）通常是用青銅或300系列不銹鋼材質製成，閥的型式，可以是閘閥、球型閥、球閥、針閥、蝶形閥…等，該閥類異於上述各普通閥類之處，其一是有一延伸式閥蓋，如此設計，是要有一足夠之氣室，防止閥桿填料凍結，而影響操作與密封性又減少了通通閥桿的熱洩漏，也在管線與手輪之間，提供了絕熱的空間，其二是在雙閥座之密閉式空穴內在關閉時，必須考慮排洩掉輸入之液化氣體，避免汽化時產生過高之壓力。 (11) 其它特殊閥類，列舉如下，不作一一介紹。
A. 取樣閥 B. 底槽沖洗閥 C. 減壓閥 D. 反壓調整閥 E. 電磁閥 F. 控制閥
4. 閥之選用要點
選用適宜閥類需依下列程序，逐一檢核，如此被選用之閥才能符合其功能，執行所交付之任務。閥之特產與主要執行功能 (1) 閥之特性與主要執行功能
瞭解各類閥之特性及其執行功能，為選用合適性閥類之第一步驟，其各類閥之特性，分類及主要執行功能前面第2、第3節已述及，現歸納整理為表一、表二供其選用參考。
(2) 口徑或流（容）量 “表三所示”
A. 閥之公稱直徑，與流道之直徑不一定一致，其選擇之大小，由輸送流體之條件算出需求Cv值，然後由Cv值（參考製造廠商目錄）選定適合閥之口徑。
B. Cv值之定義為在華氏60度下之水流經閥後，其壓力降在1PSIG時，
其每分鐘測得之美國加侖，即為該閥之Cv值。 C. Cv值可以計算出流經閥之流量（Q）。
ρ=液體的密度，LB/FT3
△P=通過閥之後的壓力降，PSI (3) 溫度 VS 壓力
閥的“溫度 VS 壓力”是指閥一定的溫度下所規定的允許且安全的壓力（但此壓力為在沒有衝擊下的最大允許壓力）。“如表四所示” (4) ..
(5) 閥之結構材料
閥類結構上材料的選擇，在閥之功能壽命上可說極其重要，然一般閥類之結柟材料主要區分為二大類：
A. 壓力主體材料：閥體、閥蓋、底蓋、螺栓…等。 壓力主體材料選擇所考慮之主要因素： a. 流體之溫度、壓力：
(A) 高溫使用：金屬材料一般在高溫環境中，其抗拉強度與壽命隨溫度之升高而有所降低，其潛變之強度亦有所影響。
(B) 低溫使用：金屬材料在低溫之使用場合中，其破壞之
韌性急劇降低而產生低溫脆性的現象。
b. 材料之腐蝕抗性：
閥結構金屬發生腐蝕之原因： (A)均勻腐蝕 (B)濃度 (C)溫度 腐蝕損害之形式：
(A) 均勻腐蝕 (B)孔蝕 (C)脫鋅和剝離 (D)晶粒間腐蝕 (E)破裂
c. 材料之沖蝕抗性：
通常耐沖蝕材料必須具備以下之特點：
(A) 強大的氧化被膜材料 (B) 降伏點、耐力高之材料 (C) 疲勞界限高之材料 (D) 硬度值較高之材料
B. 主要配件材料（TRIM）：閥門座面、閥座座面、閥桿、導套及內部小零件…等
主配件材料選擇所考慮之因素： a. 流體之溫度 b. 材料腐蝕抗性 c. 材料沖蝕抗性 d. 材料之抗磨損與抗黏滯性
(6) 閥蓋型式
一般閥蓋與閥體結合方式，有下列數種；依閥之尺寸，使用狀況，溫度壓力及洩漏造成的危險性…等條件，供其評估選擇。 A. 鎖牙結合式（SCREWED BONNET） B. 螺栓給合式（BOLTED BONNET）
C. 圍焊結合式（SEAL WELED BONNET） D. 壓力密封式（PRESSURE SEAL BONNET） E. 由壬結合式（UNION TYPE） (7) 閥結構特殊需求
依使用溫度，場所不同，而有所特殊的要求列舉如下：
A. 防火與防靜電設計—在球閥設計時與使用須特別注意。 B. 延伸式閥蓋設計—應用於冷凍閥、輸送液化氣體。
C. 噪音與空蝕之限制—尤其應用於控制閥設計與使用之特別考慮。 D. 防填料洩漏之伸縮囊之費用設計—須絕對封閉不外洩場所考慮。
4.8 操作方式
一般限於安裝環境、操作、運轉條件或次數，而有電動、氣動驅動裝置之
考慮，且因電腦之應用普及，現已發展至整個系統製程之連線與監控，無 須人為驅動。但因手輪或加裝齒輸減速裝置之經濟性與耐用性，仍大部份
被人所樂意採用。
表一 一般閥類之特性
閥類 閘閥 優點 缺點 操作時間較費時 不適合壓力調整 操作時所須空間較大 不適用於泥漿類等固體粒粒體 1. 流體方向不變，壓力落1. 差小、擾流少 2. 2. 面間距離短 3. 3. 大口徑、質量小、經濟4. 性 4. 內部工作面，無需潤滑 球型閥 角閥 針閥 1. 關斷能力良好 1. 壓力落差大 2. 可調整流量 2. 閥座較易受損傷 3. 適合於時常操作（閥桿3. 大口徑操作較困難 行程較短節省操作時間） 4. 不適大口徑使用（關斷力矩大） 1. 避免使用在急速逆流場合 2. 壓力差過關斷能力較差 3. 不適用於髒或黏性流體 座之材質而改變） 2. 大口徑、高壓製造困難 3. 安裝空間較大 不適於控制小流量 若使用金屬閥座，則密封性較差 使用溫度受限制（隨閥座材質而改變） 逆止閥 1. 防止流體逆向流動 2. 構造簡單易於保養 球閥 1. 壓力落差小、流體直線1. 使用溫度受限制（隨閥通過 2. 快速開關（90∘） 3. 保養費用低 4. 密封性佳 蝶形閥 1. 壓力落差小 1. 2. 快速開關（90∘） 2. 3. 面間距短，安裝所需空間小，構造簡單，重量3. 輕 4. 特別適用於大口徑，運送大流液之液，氣體或泥漿 隔膜閥 1. 不需任何填料即可防漏，適合運送有腐蝕性，有黏性的流體 2. 可用於開關及節流之用 1. 不適於高壓使用 2. 使用溫度亦受膜片材質所限制 3. 壓力落差較大
5. 結語
閥是如此的平凡，並被廣泛的使用在各種不同的需要上，因技術的進步，使製造所用的材料有新的發展以及新的產品不斷的設計出來符合需求，而其功能也日趨增多，俾能使工程師在設計時能有多重的選擇與考慮，幫助閥的使用者，去作合理的、正確的選擇。使用，是本章的目的；選擇閥的經濟性，不僅是現時、購買初期的成本而已，並需考慮到裝置的成本以及往後的維修成本，同時在製程時，因閥失去功能所造成的損失，或人員損傷或環境之污染，及換裝時停車之損失絕對會超過品質佳與品質差的初期購買價格差異。 附記
本章大部分資料取材自協羽機材工業股份有限公司的多年工程上的經濟，匯集同業間的使用狀況及參考國外的各類規範，經專人匯集整理。本手冊如有不完整及錯誤之處，請各業界先進不吝賜教。
表二 閥用途的建議
閥 閘球球蝶Y針形型型閥 閥 閥 閥 閥 閥 用途 關–開 X X … X X X … … … … … X X … X … 節流 … X * … X * X X * X … … X … X * … … … X 轉向 … … … X … … … … … … … … … … … … 經常操作 低壓力降 運送泥漿 快速開啟 自由排洩 防止倒流 防門超壓 壓力控制 高溫場合 … X … X X X … … … … … … … … … … X … X X X … … … X … … … … X … … … … … … X … … … … … … X … … … … … … … X X … … … … … … X * … … … … X … … … X … … … … … … X * … … … … … … X … … … … X X X X … … … …. … … … … … … … … … … … … … X … … X … … … … … … … … … … … … … X … X X X X … … X X X … X … … X X X X 擺動逆止閥 提升逆止閥 雙片逆止閥 停止逆止閥 底隔洩減取反膜壓壓樣壓閥 閥 閥 閥 閥 閥 *只有某種型式 **所有這些閥，可能不能完全自由排洩，但是它們留存了很少數量的液流
表三 閥類的流量Cv值（Cv Value）
SIZE TYPE in 1/2” 3/4” 1” 1-1/4” 1-1/2” 2” 2-1/2” 3” 4” 5” 6” 8” 10” 12” 14” 16” 18” 20” 24” mm 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 450 200 250 300 350 400 450 500 600 Cv 8.28 11.32 17.94 30.69 77.66 123.28 167.27 287.28 418.59 714.00 1113.00 1864.30 Cv 12.26 31.50 45.86 79.20 144.20 192.40 329.60 440.32 727.20 Cv 117.21 281.19 398.22 555.66 786.28 1279.41 2227.68 3866.94 5634.72 6311.20 8757.00 11107.80 14622.40 17945.00 Cv 10.50 25.75 36.94 84.00 146.47 322.40 547.05 Cv 18.72 24.48 68.60 92.15 239.99 318.00 504.00 772.50 1078.00 1957.00 Cv 2.90 5.07 7.45 13.66 18.53 29.70 Diaghram Valve Ball Valve Butterfly Valve Ball Check Valve Sing Check Valve Y-Stainer Cv Value Cv Value(Valve Constant) is the valve capacity coefficient used in the United States, and non-dimensional value representing how many gallons(1 US gallon=3.7852 liters) of clear water of 60℉ (15.5℃) pass valve for the period of one minute, where the pressure difference at the inlet and the outlet of the valve is 1 PSI (0.0703kgf/cm2)at its full open. 1 gallon is treated as 1 Cv.
Kv Value is the valve capacity coeffcient used in the International Standards. It represents how many liters of clear water pass the valve for the period of one minute, where the pressure difference at the inlet and the outlet of the valve is 1 bar(1.097kgf/cm2) at its full open. Generally, the Cv Value for liquids is expressed by the following equation.
Where Cv : valve capacity coefficient Q : volmetric flow
P1 : upper stream pressure P2 : downstream pressure Y : liquid density
表四 閥類的”溫度 VS 壓力”表
溫度壓力表 溫度 壓力(PSI) 1/2”-2” PVC 尺寸 華氏(℉) 100 攝氏(℃) 38 150 150 CPVC 110 43 134 140 120 49 95 110 130 54 48 93 140 60 32 83 150 66 - 70 160 71 - 57 170 77 - 51 180 82 - 45 190 88 - 38 200 93 - 32 蝶閥（Butterfly Valve）
溫度壓力表 溫度 壓力(PSI) PP本體 PP葉片 溫度 壓力(PSI) PVDF本體 PVDF葉片 尺寸 2”-3” 4”-6” 8” 12” 14” 16” 18” 華氏(℉) 100 攝氏(℃) 38 150 150 150 150 100 100 85 70 50 110 43 140 140 140 130 - - - - - 175 79 100 100 85 85 60 40 40 40 120 49 100 100 100 100 60 60 60 30 30 210 99 85 85 70 70 40 30 30 30 130 54 93 93 93 85 - - - - - 250 121 70 70 60 60 20 15 15 15 140 60 70 45 45 30 30 30 30 20 20 160 71 70 40 35 26 - - - - - 180 82 30 30 20 15 15 7 7 7 7 合成橡膠車輪 10” 20-24” 尺寸 2”-3” 4”-6” 8” 12” 14” 16” 18” 華氏(℉) 140 攝氏(℃) 60 150 150 150 150 100 100 85 70 合成橡膠車輪 10” 20-24” 50 30 20 15 PS.VITON最高容許高熅度為121℃，合成橡膠最高容許溫度為99℃
雙由任球閥（Ball Valve）
溫度壓力表 溫度 壓力(PSI) 1/2”-4” PVC 尺寸 華氏(℉) 100 攝氏(℃) 38 150 150 CPVC 110 43 134 140 120 49 95 110 130 54 48 93 140 60 32 83 150 66 - 70 160 71 - 57 170 77 - 51 180 82 - 45 190 88 - 38 200 93 - 32 球逆止（Ball check valve）
溫度壓力表 溫度 壓力(PSI) 1/2”-4” PVC 尺寸 華氏(℉) 100 攝氏(℃) 38 150 110 43 134 120 49 95 130 54 48 140 60 32 150 66 - 160 71 - 170 77 - 180 82 - 45 190 88 - 38 200 93 - 32 CPVC 150 140 110 93 83 70 57 51 以上資料僅供參考用途（Above information for reference only）
註：以上測試是在無衝擊下的最大允許壓力 PS：Test is under no shock condition.
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