管网阀门选型介绍

(武汉自来水公司 阮文军)

一、阀门使用现状

　　管网是给水系统中的“动脉”，而管网阀门在管网中，对于管网内诸管段的流量、流向、局部管网水压的调节起控制作用，是确保管网正常运行的关键设施。管网中的阀门要求启闭灵、关得严、开启足，无内泄、外漏，据发达国家有关文献介绍，供水管理部门要求阀门期望使用寿命对于截止阀、闸阀目标值是50年，对于蝶阀是20年。
　　我公司多年在管网阀门中无论是小口径的截止阀，还是大口径的蝶阀，存在的问题较多，如泄漏、关不严、启闭失灵等，直接影响到管网的正常运行。
　　为解决阀门存在的问题，我公司近几年来多次组织有关人员到国内主要的阀门厂家进行考察调研，也积极地与国内先进水司进行交流、参观学习，公司内部也多次组织了阀门专题研讨会，对于阀门的使用采取了许多的管理与技术措施。如1997年进行了蝶阀招标；1999年制订了“暗杆闸阀技术条件”，并对闸阀进行了招标，通过系列招标，闸阀的使用取得明显的成效，但蝶阀招标后的效果并不理想，主要原因是我们对闸阀的认识比较深，国内的制造技术也比较成熟，但蝶阀更需我们引起重视，蝶阀国内的生产制造技术并不成熟，质量不稳定，需要本公司制订较完善的技术要求，同时强化蝶阀安装、使用、进货管理。
　　因此在管网阀门选型上，我们的原则是：选择优质、可靠、适用性强的阀门，对于长期以来不能满足要求的类型，应考虑采用新型的，更为先进的阀门。
　　目前国内尚未颁布用于供水管网的阀门标准。长期以来，我公司采用的是按普通工业用阀门标准制造的通用阀门，在供水管网中采用这类阀门，实际上存在许多不足和缺点，主要是供水管网中的阀门开关频率较低，而又处于地下及水淹环境中，其零部件易腐蚀、生锈，特别是传动件、结合件之间易粘着卡死，阀门一旦动作，对密封面的要求也较特殊，通用阀门是难以适应供水管网运行工况要求的。因此，根据我公司多年来的使用实际，亟需制订本企业的管网阀门技术要求。从阀门的关键结构、材质（如密封面）上对厂家提出科学、合理、具体的规定，我公司在阀门选型、采购、施工、管理上按本企业的标准和技术要求进行操作。这样才能使阀门适应我们的需要，以保证管网正常运行。
　　1、截止阀选型说明
　　截止阀是管网中用量最大的一种阀门，用于DN≤50mm供水管网中，长期以来，我公司使用截止阀存在的问题较严重，外漏、关不严、强度不足、寿命不长的现象较普遍。供水部在去年（1999年）一年内的维修量就达8000多只，针对这种情况，特制定了本公司的企业标准“管网截止阀、铜闸阀技术要求”，
　　该技术要求主要提出以下几点：
　　（1）上密封予以改进。一是取消盘根，采用“O”型密封圈；二是采用优质填料。
　　（2）材料要求：严格规定各部分材质。
　　（3）尺寸要求；规定阀杆、阀体壁厚、过水断面的最小尺寸。
　　（4）防腐性能：阀门内外保证不生锈、腐蚀，特别是接触水的部位必须清洁、卫生。
　　（5）带锁防盗，对于单元门口，室内立管上的截止阀需具有防盗、控制功能。根据以上要求选定产品、控制小口径阀门质量与性能。
　　2、闸阀的选型说明
　　软密封闸阀（亦称“弹性座封闸阀”）将是我公司在100mm≤DN≤600mm管网中主要使用阀门类型，特别是在100mm≤DN≤300mm供水管网中使用具有明显的优势。
　　以前，我公司在100mm≤DN≤600mm供水管网中使用传统硬密封闸阀（SZ45T-1.0），存在关不严、外漏、启闭不灵等缺陷，而软密封闸阀基本上能避免这些问题，这是由于软密封闸阀在结构设计上、关键零部件及加工技术上比传统闸阀先进、合理。软密封闸阀有如下特点：底部无槽，不积杂物，不会引起关不严的故障，其阀板整体包覆橡胶，利用橡胶弹性大大提高了阀门密封性能，可保证零泄漏；上密封结构更合理，制造精度高，采用多道“O”型橡胶圈密封，从根本上解决了传统闸阀上压盖易外泄现象，对水质也有根本的保证。
从1996年开始，我公司在万松园、梅苑、台北路等小区的加压站开始使用软密封闸阀，至今运行良好；1999年在东湖路、中山大道改造工程等处批量采用，实际运行效果良好。目前，我公司在管网上已决定推广使用软密封闸阀而逐步淘汰传统硬密封杆闸阀，虽然优质软密封闸阀价格偏高，是传统闸阀的2~3倍，但若从阀门的运行维护费用，配套井室，使用可靠性等方面综合考虑，使用软密封闸阀还是合理的。表1是1999年针对东湖路管道工程阀门选型对两种闸阀造价进行的对比分析（仅比较两项，阀门井室造价、阀门价格组合）。

　　注：①软密封闸阀以冠龙阀门供应价计算。
　　②暗杆闸阀按公司招标价计；闸罐与武水标准井均是直接造价计。

　　对比分析说明，使用软密封闸阀造价并没有大幅提高。若考虑大批量使用价格下浮以及国内制造水平的提高，成本必然降低的情况，以及先进国家已普遍使用软密封闸阀，其代替传统硬密封闸阀是一种趋势。综上所述，闸阀应优选软密封闸阀。本公司的企业标准名称为“软密封闸阀技术要求”，以此来控制软密封闸阀质量及使用性能。

　　3、蝶阀的选型说明
　　蝶阀是我公司在大口径管道中采用的阀门类，我公司针对蝶阀的使用情况，也制定过相关的验收标准，但一直未能象闸阀一样制订完备的技术要求，原因是蝶阀的设计及制造技术在国内还不够成熟，仍处于发展过程中，因此蝶阀在管网中的使用一直不太理想，存在的问题较多，如关闭不严、工作不可靠、维修频繁，有的使用3~5年就需整体更换，使用寿命短。具体分析原因如下：
　　（1）橡胶密封不可靠。橡胶材质不佳，易老化、变形、开裂；橡胶采用固定方式在水流冲击下易松动；密封结构设计不科学，整个密封面（橡胶）受力不平衡，有的位置压得太紧，有的地方又太松。
　　（2）使用中易启闭过度而卡死。
　　（3）阀板下坠，关闭时上端面出现渗漏。
　　（4）过流断面减少，流阻较大。
　　（5）变速装置易锈死，操作困难。
　　针对这些问题，自来水行业应与制造厂商紧密合作，逐步从技术上进行改进。应达到如下技术要求：
　　（1）密封橡胶圈材质及密封结构应作合理的改进，采用强度适宜、寿命较长的优质橡胶；压板固定改为整体嵌入式固定，并使橡胶圈有一定的自由度，能自身调节，增强密封效果。如上海冠龙公司引进美国专利制造的FBHX-系列蝶阀密封面即采用这种结构的橡胶密封形式，橡胶材质为丁腈橡胶，寿命可保证10年，比我公司现阶段常用的其他蝶阀寿命要提高一倍以上。
　　（2）结构设计上（特别是密封结构），使挤压密封向接触式密封转化，接触式密封优点在于：密封性能好；受力状态得到改善，使受力均匀平衡，延长蝶阀使用寿命。
　　（3）过流截面应能达到公称直径面积的80%以上。
　　（4）注意防腐层的涂装效果，对水质有良好的保护。
　　（5）保证传动部位的强度、防蚀以及工作可靠性。
　　因此，我公司针对蝶阀存在的问题以及实际使用情况，制订了适用于本公司的蝶阀技术要求，本公司的企业标准名称为“管网蝶阀技术要求”，该技术要求，主要是对蝶阀密封面橡胶圈固定方式、材质；重要零部件的尺寸、精度、材质；内外涂覆防护；解体试验；操作要求等作出了较详细、科学合理的要求。特别是密封面橡胶材质、固定方式应予以重视,以此选择蝶阀产品，希望能改善蝶阀在我公司的应用与运行状况。

二、阀门选型规定

　　我公司主要针对阀门选型等问题成立了专题组，经过反复调研、设计、试点、对比分析，并结合公司多年来的实际使用情况，又经多次多方面征求意见编制完成“供水管网阀门选型方案”，并经公司技术委员会审订得通过。
我公司阀门（不包括排气阀、水力控制阀等其他阀门）选型主要是按口径、用途确定。小口径（DN15～50mm）管道、“抄收到户”水表表后选用短系列截止阀，型号为J11W-1.6；“抄收到户”工程进户管、表前DN15～50mm 管道选用铜专用闸阀，型号为Z15W-1.6TC；DN100～600mm管道首选优质软密封闸阀，型号为SZ45X-1.0，次选优质暗杆楔式闸阀，型号为SZ45T-1.0，特别是在DN100～DN300管道应选用软密封闸阀，以软密封闸阀逐步取代暗杆楔式闸阀；DN600～2000mm管道选用短系列卧式蝶阀，型号为D341X-1.0。对于DN600mm管道覆土深度大于1650mm情况下，选用闸阀。详见表2

2000/9/22