阀之种类特性及其选用简介

1．前言

阀用于管路系统中，处理液体之控制装置，选择 阀的第一步骤是必须了解各种阀之功能及我们所 希冀的阀，在装妥之后能完成我们所托付的任务与 功效。 2．阀之分类

（1）阀依其功能，分类如下： A．开关阀类：闸阀、塞阀、球阀。

B．节流阀类：球型阀、针阀、角阀、碟型阀、隔 膜阀。

C．止回阀类：摆动、升降及双片式逆止阀，底阀。 D．压力控制阀类：减压阀、释压阀、安全阀。 E．特殊阀类： a.取样阀

b.流量控制阀 c.排放阀

d.其它各式样阀

（2）依材质分类

A．非金属阀类：PVC、塑胶（钢）、特氟龙等。 B．金属阀类

a. 铁金属：铁、钢、不锈钢、合金钢等。 b. 非金属：铝、铜等。 （3）程方式分类

A．铸造阀类：砂模、壳模、脱腊模、压铸等造模 法，生产之阀类件。

B．锻造阀类：由模锻或自由锻或丸（方）材值接 加工，生产之阀类件。

C．焊接制造阀类：体、盖分别由若干部分组合焊 接制造而成，此类阀必须注意焊接程序规范及其鉴 定（WPS与

PQR）。

D．射出成型阀类：一般用之于 PVC、塑胶待非金 属阀类之制造。 3．各类阀之特性 （1）闸阀（ GATE VALVES）

闸阀是为了于一管线上某一部位系统需要“全开、 全关”控制且流体流过仅能以微少之压力降产生时 而设计使用的。当一系统中某一部份需予隔离，而

不须考虑流体节流（

THROTTING）的控制时闸阀

是非常理想而适合的。因当节流使用时，则流体会 产生高速流经门座，而造成流体之冲蚀门、座及壳 体（产生拉丝现象），或引起震动而损伤。

（2）球型阀（

GLOBE VALVES）、角阀（ ANGLE

VALVES）、针阀（NEEDLE VALVE）

球型阀因球体有球柱状的外形而称之，主要是为须 紧闭，经常开关及当流体须控制流量之节流作用而 设计，其最主要特点是有效的节流，使拉丝现象减 到最少因而减少阀门及阀座之浸（冲）蚀，但因阀 座是平行于流线，流体流经该类阀座时流向之改 变，将在阀中产生扰流，以及降力的下降，仅适合 不荷求因压力降所造成扬程失时，方可使用。

角阀的结构，特性是由球型阀修正而来，仅是出口 与进中成

90度直角之区别。

针阀亦是由塞式球型阀修正而来，阀塞为细长型有 锥度的针状，特别适用于低流量范围的流量控制。 （

3）逆止阀（ CHECK VALVES）

-----摆动式 （SWING TYPE）、升降式（LIFT TYPE）、斜盘（门） 式（TILTING DISC）、双片式（ DUALPLATE）、底 阀（FOOT VALVES）。

此类阀其作用为容许流体朝一方向自由流动，而限 制其反流动，当流体通过系统时的压力，把阀门开 启，任何流体的反向，会把阀门关闭，关闭的完成， 是赖止回机构的重量或赖反压，或赖弹簧或赖以上 几种的组合。

（4）球型停止逆止阀（ GLOBE STOP-CHECK VALVES） 止阀类似

3.3项之升降式逆止阀，但加装阀杆及手

输（或别的辅助操作装置）做为流体之关断及止回 用，止阀不能以任何机械传动方式打开，只靠上游 流体压力将阀门升举，离开阀座面。 （5）塞阀（

PLUG VALVES）

此阀由插入阀体中之阀塞（门），为一具有锥度中 间开槽的塞件而得名、结构简单属古老型式之阀， 由全开至关只须转

90度即可、阀塞（门）之流口

可为任何尺寸与形状，也可作成多孔型式来配合三 或四条管线连接，而能有不同的流向组合。一般用 于全开或全关，不作节流使用（除非开口特殊钻石 形状并经处理过）。

（6）球阀（ BALL VALVE）

球阀是由塞阀修改而来，以球塞代替柱塞，来控制 液体、阀塞（门）内通道截面积，则与配合管线的 管径相同，流体作直线通过阀体，且吸有微小之压 力降。现一般均使用

PTEE、EPDM等材料，为阀

座，因此，气泡密封性佳。且改良为防火及防静电 之安全设计，被广泛使用，但因阀座为 PTFE材质，

其使用温度一般受限于 250度以下。 （7）蝶形阀（

BUTTERFLY VALVES）

此阀的构造，是根据管子挡扳的原理，其流动控制 元件是一有倾角的盘（门）（其材质可为金属或金 属外缘包上塑胶、特氟隆等），圆盘固定在心轴上， 并以能旋转的心轴来控制开闭（开、闭只须 90度 之旋转），阀座可为金属、橡胶、特氟隆等材料， 而固定于阀体壁上，此阀构造简单，其阀体为薄饼 （WAFER）型、重量轻，不占空间适合于节流及开 闭之用。尤其用于大流量之控制（不适用于小流 量）。 （8）隔膜阀（

DIAPHRAGM VALVES）

此阀实际上不过是“钳夹”的阀，一个弹性的，可 扰的膜片，用螺椿连接在压缩件上，压缩件是由阀 杆所操作而上下移动，当压缩件上升，膜片就高举， 而造成通路，当压缩件下降，膜片就压在阀体堰上 （假使为堰式阀）或压在轮廓的底部（假使为直通 式），此阀适用于开关及节流之用。

隔膜阀是特别适用于运送有腐蚀性，有粘性的流 体，例如泥浆、食品、药品、织维性粘合液等，因 管线中，此阀的操作机构，是不暴露在运送流体中， 故不具污染性，也不需要填料，阀杆填料部也不可 能会泄漏。

（9）安全阀（SAFETY BALVES）、泄压阀（RELIDF VALVES）、安全、泄压阀 工厂中，使用高温、高压气体的机会相当大，尤其 在电厂、化学工厂，由于压力异常而造成塔槽、锅 炉、管线等压力容器、设备被破坏而生泄漏，火灾

或爆炸的机率相当高，为了防止此类意外事故之发 生，使制程稳定操作，依美国机械工程师协会 （ASME）之规定，必须在所有高压设备均装设此 等安全排放装置之阀类。

此类阀之构造类似角阀，依其作动方式之不同可分 为弹箕负载式（SPRING LOADED TYPE）及辅助

阀作动式（

PILOT OPERATED TYPE）。基本上是依

力平衡方式作动装置。一旦阀盘（门）所受之压力 大于弹箕或辅助阀之设定压力时，阀盘就会被此压 力推开，其压力容器内之气（液）体会被排出，以 降低该压力容器内之压力。

安全阀须设计成有全开急泄的作用，其容量超压以 及冲放必须受

ASME法规的规定。

泄压阀，设计成在初压力增加时，阀慢慢开启，且 没有法规作依据，亦不必需立刻开启到全开位置， 但压力增加时，它要继续不断的开启。

（10）冷冻阀类（ CRYOGENIC VALVES）

用于在冷冻场所之运送液化气体（氧、氮、氢、氦） 通常是用青铜或

300系列不锈钢材质制成，阀的形

式，可以是闸阀、球型阀、球阀、针阀、碟形阀等， 该阀类异于上述各普通阀类之处理，其一是有延伸 式阀盖，如此设计，是要有一足够之气室，防止阀 杆填料冻结，而影响操作与密封性，及减少了通通 阀杆的热泄漏，也在管线与手输之间，提供了绝热 的空间，其二是在双阀座之密闭式空穴内在关闭 时，必须考虑排泄掉入之液化气体，避免汽化时产 生过高之压力。

（11）其它特殊阀类，列举如下，不作一一介绍。 A．取样阀

B．底槽冲冼阀 C．减压阀

D．反压调整阀 E．电磁阀 F．控制阀

4．阀之选用要点

选用适宜阀类需依下列程序，逐一检核，如此被选 取用之阀才能符合其功能，执行所交付之任务。 （1）阀之特性与主要执行功能

了解各类阀之特性及其执行功能，为选用合适性阀 类之第一步骤，其各类阀之特性，分类及主要执行 功能前面第 2、第

3节已述及，现归纳整理为表一、 表二、供其选用参考。

（2）口径或流（容）量“表三所示”

A．阀之公称直径，与流道之直径不一定一致，其

选择之大小，由输送流体之条件算出需求 Cv值， 然后由

Cv值（参考制造厂商目录）选定适合阀之 口径。

B． Cv值之定义为在华氏 60度下之水流经阀后， 其压力降在

1时，其每分钟测得之美国仑，即为该 阀之 Cv值。

C． Cv值可以计算出流经该阀之流量（ Q）。 Q=Cv ΔP=7.9Cv

P=液体的密度，LB/FT3

ΔP=通过阀之后的压力降,PSI

（3）温度

VS压力

阀的“温度

VS压力”是指阀在某一定的温度下所

规定的允许且安全的压力（但此压力为在没有冲击 下的最大允许压力）。“如表四所示” 5．阀之结构材料

阀类结构上材料的选择，在阀之功能寿命上可说极 其重要，然一般阀之结构材料主要区分为二大类： A．压力主体材料：阀体、阀盖、底盖、螺栓等。 压力主体材料选择所考虑之主要因素：

a.流体之温度、压力：

A) 高温使用：金属材料一般在高温环境中，其抗 拉强度与寿命随温度之升高而有所降低，其潜变之 强度亦有所影响。

B) 低温使用：金属材料在低温之使用场合中，其 破坏之韧性急剧降低产生低温脆性的现象。 b.材料之腐蚀抗性：

阀结构金属发生腐蚀之原因： （A）流体之种类（ B）浓度 (C)温度 腐蚀损害之形式：

（A）均匀腐蚀（ B）孔蚀（

C）脱锌和剥离（ D）

晶粒间腐蚀（ E）破裂

c.材料之冲蚀抗性：

通常耐冲蚀材料必须具备以下之特点： A)强大的氧化被膜材料 B)降伏点、耐力之材料 C)疲劳界限高之材料 D)硬度值较高之材料

B.主要配件材料（ TRIIM）：阀门座面、阀座座面、 阀杆、导套及内部小零件等

主配件材料选择所考虑之因素：

a)流体之温度 b)材料腐蚀抗性 c)材料冲蚀抗性

d)材料之抗磨损与抗黏滞性 （6）阀盖形式

一般阀盖与阀体结合方式，有下列数种，依阀之尺 寸，使用状况，温度压力及泄漏造成的危险性等条 件，供其评估选择。

A．锁牙结合式（SCREWED BONNET） B．螺栓结合式（BOLTED BONNET）

C．围焊结合式（SEAL WELDED BONNET） D．压力密封式（PRESSURE SEAL BONNET） E．由令结合式（UNION TYPE） （7）阀结构特殊需求

依使用温度，场所不同，而有所特殊的要求列举如 下：

A. 防火与防静电设计——在球阀设计时与使用须 特别注意。

B. 延伸式阀盖设计——应用于冷冻阀、输送液化气 体。

C. 噪音与空蚀之限制——尤其应用于控制阀设计 与使用之特别考虑。

D. 防填料泄漏之伸缩囊之引用设计——须绝对封 闭不外场所考虑。 4．8操作方式

一般限于安装环境、操作、运转条件或次数，而有

电动、气动驱动装置之考虑，且因电脑之应用普及， 现及发展至整个系统制程之连线与监控，无须人为 驱动。但因于轮或加装齿轮减速装置之经济性与耐 用性，仍大部份被人所乐意采用。