高壓加氫裝置是石油工業深加工的一種重要手段，通過加氫工藝，不但可以提高輕油回收率，而且能夠提高燃料油的質量，從而提高煉油廠的整體效益。
根據原料油的不同，加氫工藝分為汽油加氫、柴油加氫、煤油加氫、渣油加氫等。由于介質的特殊性，加氫工藝一般具有高壓和臨氫狀態，并且伴隨有硫氫氣體的產生，不僅操作壓力很高（一般在15～20MPa），而且介質為氫氣，易燃易爆。高壓氫氣具有很大的能量，一旦閥門出現問題，將產生不可挽回的損失，甚至導致重大事故的發生。
1 高壓加氫閘閥使用工況分析
加氫裝置中使用的高壓加氫閘閥，主要功能為緊急切斷和緊急放空。緊急切斷的介質為原料油、高低分液、高低分氣；緊急放空的介質為高分氣。原料油或高低分液都含有大量的氫氣和硫氫氣體，壓力為6.2～17.2MPa左右，有時會伴隨著高溫。因為需要緊急處理，所以要求閘閥動作速度非常快，在10s以內，而且要求實現零泄漏。
目前這類閥門主要依賴進口，一方面是由于位置重要，一般不敢嘗試使用國內產品；另一方面是國內很少有廠家能夠提供與國外產品性能相當的產品，包括材料選擇，加工制造，結構設計等。上海耐派閥門生產高壓加氫閘閥達到了進口產品質量及水平，完全可以替國外進口產品。
2 閥門結構選擇原則
該公司參照國外的做法，采用氣動閘閥的結構。國內閘閥大體有兩種結構：楔形和平行閘閥，表1針對每種結構的具體特點進行分析，以選擇最理想的閘閥結構。
表1 楔形和平行閘閥的比較
根據這四種閘閥的結構特點和加氫裝置的實際工況，該公司采用雙平行閘閥結構，閥體閥蓋采用自密封結構，可以滿足零泄漏、動作速度快、耐高溫高壓等要求。下面針對以上四種結構特點具體分析選擇平行閘閥的原因。
3 各種閘閥具體結構特點
3.1 常壓楔形閘閥（墊圈密封型閥蓋）
常壓楔形閘閥（墊圈密封型閥蓋）的結構如圖1所示。
圖1 楔形閘閥（墊圈密封型閥蓋）
執行機構的力作用在閥板上與閥座產生密封比壓，從而達到密封效果。閥蓋與閥體靠墊圈密封，密封壓力不大于4.1MPa，可設計上密封結構。當溫度高于400℃時，由于閥板的膨脹導致閥桿的向上膨脹，此時需要選擇氣動執行機構；如果選擇電動執行機構，則閥桿很容易出現彎曲或動作不良現象。
在高溫、長期關閉狀態下，閥打開時容易出現死現象，這是由于內外膨脹的不均勻性所致。該閥不可應用于危險性介質，如氫氣等，當快速關閉時閥板對閥座會產生極大的沖擊力，容易產生火花而出現危險狀況。
3.2 楔形閘閥（自密封型閥蓋）
楔形閘閥（自密封型閥蓋）的結構如圖2所示。
圖2 楔形閘閥（自密封型閥蓋）
自密封結構可承受6.2MPa以上的壓力，采用上密封結構，其他特點和楔形閘閥（墊圈密封型閥蓋）相同。
3.3 平行閘閥（楔形轉平行）
平行閘閥（楔形轉平行）的結構如圖3所示。
執行機構推動右側閥板通過楔形面，從而使平行閥板與閥座產生密封比壓，達到密封效果。可做成上密封結構和自密封閥蓋結構，以承受更高壓力。但是閘閥在關閉時不能承受高溫，也不能長期在高溫下關閉，這一點與楔形閘閥相同。
圖3 平行閘閥（楔形轉平行）
3.4 平行閘閥（絕對平行閘閥）
平行閘閥（絕對平行閘閥）的結構如圖4所示。
依靠介質壓力推動前閥板，壓縮后閥板，后閥板與閥座產生密封比壓，達到嚴密關斷效果。閥前壓力越大，密封效果越好，特別適用于高溫高壓場合。因為該閥關閉時閥前與型腔貫通，所以可長期高溫關閉。此外，該閥沒有沖擊密封力，可用于危險介質開關，動作平穩。因為閥板可上下自由膨脹，所以可配置電動執行機構，不會出現死現象；該結構已經獲得發明專利。
圖4 絕對平行閘閥
4 閥體及閥內件材料的選擇及制造
因為介質基本上為氫氣或含氫介質，同時也伴隨硫氫氣體，所以所有材料的選擇應特別慎重，必須符合NACE MR0175抗硫物腐蝕材料標準中的規定，特別是與介質接觸的零部件。
對于加氫裝置中介質的特點，公司認為采用鍛造的閥體結構最合理。鑄造結構的閥體，一方面其鑄造壁厚余量不大，另一方面容易出現鑄造缺陷，如金屬夾雜、氣孔、裂紋等缺陷，導致氫氣的積聚，誘發裂紋，同時也容易出現氫脆現象；在高溫情況下還容易出現脫碳現象，從而加速氫腐蝕的進程。另外，大壁厚的鑄造在國內還不成熟，很難避免出現以上問題。因此，公司采用鍛造方式。
除了采用鍛造結構外，應該對有害的金屬元素S，P進行控制，將其質量分數控制在0.02%以內，最大質量分數只能放寬到0.03%；非金屬夾雜物要求不高于2.5級；晶粒度：碳鋼與合金鋼不低于5級，不銹鋼不低于8級，厚度大于100mm時不低于6級。
除了對承壓件的材料控制外，對生產過程中的離子也應該嚴格控制，尤其是填料和產品試壓時，離子質量分數應小于5×10-5，應采用氮氫混合氣進行試壓。即使采用水壓進行試驗，也一定要控制水中的離子，使其質量分數合格后方可進行。
所有的材料及焊接部位，都要嚴格進行UT探傷，探傷合格級別為I級。
閥門選擇的主要材料有A105碳鋼，304，316，321，347不銹鋼等。其中閥板、閥座、自密封部分選用硬質司太立合金材料，堆焊材料牌號分別為STL12，STL6，STL21，從而確保了不同零件的硬度使用要求，而且所有的堆焊層厚度不得小于2mm。經過以上的材料控制和生產控制，完全能夠滿足加氫裝置的要求。
5 高壓加氫閘閥作用
加氫裝置使用的緊急切斷和緊急放空閘閥，應根據不同的工況進行選擇，不可盲目地選擇閘閥結構。如在高溫高壓的情況下，不可選擇楔形閘閥，只能選擇平行閘閥結構。同時，在高溫高壓下選擇執行機構時，也需要注意高溫膨脹性，最好選擇氣動執行機構來進行高溫膨脹補償。若一定要選擇電動執行機構，則必須選擇平行閘閥結構.
〖Z41Y鍛鋼法蘭閘閥〗
【Z41Y鍛鋼法蘭閘閥-產品說明】
設計與制造：API 600
結構長度：ANSI B 16.10
壓力溫度等級：ANSI B 16.34
試驗與檢驗：API 598
【Z41Y鍛鋼法蘭閘閥-產品用途】
鍛鋼法蘭閘閥適用于ANSI Class 150～2500，工作溫度＜600℃的石油、工、火力電站等各種工況的管路上，切斷或接通管路介質。適用介質為：水、油品、蒸汽等。操作方式有：手動、齒輪傳動、電動、氣動等。
【Z41Y鍛鋼法蘭閘閥-結構特點】
1.產品設計制造按API標準，密封可靠，性能優良、能與進口設備配套使用。
2.600Lb以上閘板與閥座密封采用司太立（stellite）鈷基硬質合金堆焊而成，耐磨、耐高溫，耐腐蝕，抗擦傷性能好、使用壽命長
3.閥桿經調質和表面氮處理，有良好的抗腐蝕性和抗擦傷性。
4.采用楔式彈性閘板結構，中大口徑設置滾動軸承，啟閉輕松。
5.閥體材料品種齊全，填料、墊片根據實際工況或用戶要求合理選配，能適用于各種壓力、溫度及介質工況。
6.1500LB、2500LB中腔采用壓力自緊式密封結構。密封性能隨內壓升高而升高，可靠性高。
7.倒密封采用不銹鋼螺紋連接密封座或本體堆焊奧氏體不銹鋼而成，倒密封可靠，填料更換和可在不停機情況下進行，方便快捷不影響系統運行。
【Z41Y鍛鋼法蘭閘閥-主要零件材料】
閥體
WCB
WC1
WC6
WC9
ZGCr5Mo
CF8
CF8M ZGCr18Ni9Ti
CF3
CF3M
閥蓋
WCB
12Cr1MoV WC1
12Cr1MoV WC6
12Cr1MoV WC9
12Cr1MoV ZGCr5Mo
304 CF8
316 CF8M
CF3
CF3M
支架
WCB
WCB
WCB
WCB
WCB
CF8
CF8M
CF3
CF3M
閘板
WCB
WC1
WC6
WC9
ZGCr5Mo
CF8
CF8M
CF3
CF3M
閥桿
2Cr13
25Cr2MoV
閥座
25
304
304
304
304
304
304
304
304
密封環
包覆墊、增強柔性石墨
填料
增強柔性石墨
閥桿螺母
ZCuA110Fe3
生產Z941Y-100I鉻鉬鋼電動高溫閘閥，為電動執行器驅動，彈性楔式單閘板。該型號閥門廣泛適用于石油工，火力發電廠等油品、水蒸汽管路上作接通或截斷管路中介質的啟閉裝置。
一、產品規格：
Z941Y高溫高中壓法蘭鉻鉬鋼電動閘閥
型號：Z941Y-16I/25I/40I/64I/100I口徑：DN15-DN600
壓力：1.6MPA-10MPA材質：鉻鉬鋼
產品型號：Z941Y
適用范圍：電站、高溫、常壓或高壓
產品別名：高溫閘閥
連接形式：法蘭
主體材料：鉻鉬鋼
公稱通徑 DN15-600（mm）
適用介質：蒸汽
壓力范圍 1.6-32（Mpa）
適用溫度：是高耐溫570（℃）
二、Z941Y高溫電動閘閥生產執行標準：
Z941Y鉻鉬鋼電動閘閥產品引用標準
Z941Y電動高溫鉻鉬鋼閘閥設計與制造：GB12234
高溫電動鉻鉬鋼閘閥結構長度：GB12221
高溫鉻鉬鋼電動閘閥壓力溫度等級：GB9131 GB/T74 HG20604
高溫鉻鉬鋼Z941Y電動閘閥連接法蘭：JG/T79 GB9113 HG20593-20635
Z941Y高溫電動鉻鉬鋼閘閥試驗與檢驗：GB13927 JB/T9092
三、Z941Y高溫鉻鉬鋼電動閘閥產品用途：
Z941Y電動高溫鉻鉬鋼閘閥適用于公稱壓力PN10.0～25.0Mpa，工作溫度—29～600℃的石油、工、火力電站等各種工況的管路上，切斷或接通介質。適用介質為：水、油品、蒸汽等。操作方式有：手動、齒輪傳動、電動等。
四、Z941Y電動閘閥產品結構特點：
1、符合國內外先進標準的要求，密封可靠，性能優良，造型美觀。
2、閘板與閥座密封面用鐵基合金堆焊或司太立（stellite）鈷基硬質合金堆焊而成，耐磨、耐高溫，耐腐蝕，抗擦傷性能好、使用壽命長。
3、閥桿經調質和表面氮處理，有良好的搞腐蝕性和抗擦傷性。
4、采用楔式彈性閘板結構，中大口徑設置滾動軸承，摩擦力小、啟閉輕松。
5、可采用各種配管法蘭標準及法蘭密封面型式，滿足各種工程需要及用戶要求。
五、Z941Y型高溫電動閘閥與其他材質電動閘閥主要零件的材料說明：
殼體材料
適用介質
適用溫度（℃）
碳素鋼(C型)
水、蒸汽、油品
≤425
鉻鎳鈦鋼(P型)304
硝類
≤200
鉻鎳鉬鈦鋼(R型)316
醋類
≤200
鉻鉬鋼(I型)
水、蒸汽、油品
≤550
電動法蘭閘閥主要連接及外形尺寸(這里只有PN16壓力的，其他壓力尺寸請聯系我廠。)
公稱通徑DN(in)
主要外形尺寸及連接尺寸(mm)
電動裝置型號
L
D
D1
D2
b
f
z-Φd
H
Z940、Z941、Z942
40
200
145
110
85
16
3
4-Φ18
595
ZB15
50
250
160
115
100
16
3
4-Φ18
653
ZB15
65
265
180
145
120
18
3
4-Φ18
665
ZB15
80
280
195
160
135
20
3
8-Φ18
725
ZB15
100
300
215
180
155
20
3
8-Φ18
787
ZB15
125
325
245
210
185
22
3
8-Φ18
806
ZB20
150
350
280
240
210
24
3
8-Φ23
955
ZB20
200
400
335
295
265
26
3
12-Φ23
1105
ZB40
250
450
405
355
320
30
3
12-Φ25
1343
ZB40
300
500
460
410
375
30
3
12-Φ25
1516
ZC45
350
550
520
470
435
34
4
16-Φ25
1678
ZC45
400
600
580
525
485
36
4
16-Φ30
1849
ZC90
450
650
640
585
545
38
4
20-Φ30
1937
ZC90
500
700
705
650
608
42
4
20-Φ34
2234
ZC120
600
800
840
770
718
46
5
20-Φ41
2432
ZC180
700
900
910
840
788
48
5
24-Φ41
2489
ZC250
800
1000
1020
950
898
50
5
24-Φ41
2643
ZC350
900
1100
1125
1050
998
52
5
28-Φ41
2945
ZC500
1000
1200
1255
1170
1110
54
5
28-Φ42
3083
ZC500
1200
1350
1485
1390
1325
56
5
32-Φ48
3382
ZC800
1400
1500
1685
1590
1525
58
5
36-Φ48
3718
ZC1000
注：電動裝置可由買方指定品牌。我廠負責裝配和調試。
閘閥（gate valve）的啟閉件是閘板，閘板的運動方向與流體方向相垂直，閘閥只能作全開和全關，不能作調節和節流。閘板有兩個密封面，最常用的模式閘板閥的兩個密封面形成楔形，楔形角隨閥門參數而異， 通常為50，介質溫度不高時為425℃。楔式閘閥的閘板可以做成一個整體，叫做剛性閘板，也可以做成能產生微量變形的閘板，以改善其工藝性，彌補密封面角度在加工過程中產生的偏差，這種閘板叫做彈性閘板。
閘閥種類：
閘閥的種類，按密封面配置可分為楔式閘板式閘閥和平行閘板式閘閥。楔式閘板式閘閥又可分為：單閘極式、雙閘板式和彈性閘板式；平行閘板式閘閥可分為單閘板式和雙閘板式。按閥桿的螺紋位置劃分，可分為明桿閘閥和暗桿閘閥兩種。
閘閥關閉時，密封面可以只依靠介質壓力來密封，即只依靠介質壓力將閘板的密封面壓向另一側的閥座來密封面的密封，這就是自密封。大部分閘閥是采用強制密封的，即閥門關閉時，要依靠外力強行將閘板壓向閥座，以密封面的密封性。
閘閥的閘板隨閥桿一起作直線運動的，叫明桿閘閥。通常在升降桿上有梯形螺紋，通過閥門頂端的螺母以及閥體上的導槽，將旋轉運動變為直線運動，也就是將操作轉矩變為操作推力。
開啟閥門時，當閘板提升高度等于閥門通徑的1：1倍時，流體的通道完全暢通，但在運行時，此位置是無法監視的。實際使用時，是以閥桿的頂點作為標志，即開不動的位置，作為它的全開位置。為考慮溫度變出現鎖死現象，通常在開到頂點位置上，再倒回1/2－1圈，作為全開閥門的位置。因此，閥門的全開位置，按閘板的位置（即行程〉來確定。
有的閘閥，閥桿螺母設在閘板上，手輪轉動帶動閥桿轉動，而使閘板提升，這種閥門叫做旋轉桿閘閥或叫暗桿閘閥。
閘閥具有以下優點：
1、流動阻力小。閥體內部介質通道是直通的，介質成直線流動，流動阻力小。
2、啟閉時較省力。是與截止閥相比而言，因為無論是開或閉，閘板運動方向均與介質流動方 向相垂直。
3、高度大，啟閉時間長。閘板的啟閉行程較大，降是通過螺桿進行的。
4、水錘現象不易產生。原因是關閉時間長。
5、介質可向兩側任意方向流動，易于裝。閘閥通道兩側是對稱的。
6、結構長度(系殼體兩連接端面之間的距離)較小。
7、密封面易磨損，影響使用壽命。啟閉時，閘板與閥座兩個密封面相互摩擦滑動，要介質壓力作用下易產生擦傷磨損，影響密封性能，縮短使用壽命。
8、形體簡單 , 結構長度短，制造工藝性好，適用范圍廣。
9、結構緊湊，閥門剛性好，通道流暢，流阻數小，密封面采用不銹鋼和硬質合金，使用壽命長，采用PTFE填料．密封可靠．操作輕便靈活。
閘閥的裝與維護應注意以下事項：
1．手輪、手柄及傳動機構均不允許作起吊用，并嚴禁碰撞。
2．雙閘板閘閥應垂直裝（即閥桿處于垂直位置，手輪在頂部 )。
3．帶有旁通閥的閘閥在開啟前應先打開旁通閥（以平衡進出口的壓差及減小開啟力 )。
4．帶傳動機構的閘閥，按產品使用說明書的規定裝。
5．如果閥門經常開關使用，每月至少潤滑一次。
〖WZ11H鍛鋼波紋管閘閥〗
【WZ11H鍛鋼波紋管閘閥-產品說明】
WZ11H鍛鋼波紋管閘閥的閥桿采用波紋管及填料雙重密封結構，確保閥桿處的無泄漏密封，特別適用于易燃、易爆、有毒及貴重介質的管路。
【WZ11H鍛鋼波紋管閘閥-產品特點及用途】
【WZ11H鍛鋼波紋管閘閥】波紋管閘閥廣泛適用于公稱壓力PN1.6～16Mpa，工作溫度-29～350℃的石油、工、制藥、肥、電力行業等各種工況的管路上，切斷或接通管路介質。
產品特點
1、波紋管采用不銹鋼或 Inconel 材料制造，波紋管密封結構設計合理，耐疲勞，使用壽命長。
2、結構簡單，制造和比較方便。
3、工作行程小，啟閉時間短。
【WZ11H鍛鋼波紋管閘閥-主要零件材料】
序號
零件名稱
A105/F6a
A105/F6aHFS
A105/F6aHF
F304(L)/304(L)
F316(L)/316(L)
1
閥體
A105
A105
A105
F304
F316(L)
2
閥座
410
410HF
410HF
304(L)
316(L)
3
閥板
F6a
F6a
F6HF
F304(L)
F316(L)
4
閥桿
410
410
410
304(L)
F316(L)
5
墊片
304+柔性石墨
304+柔性石墨
304+柔性石墨
304+柔性石墨
304+柔性石墨
6
閥蓋
A105
A105
A105
F304(L)
F316(L)
7
螺栓
B7
B7
B7
B8
B8
8
銷
410
410
410
304
304
9
填料壓蓋
410
410
410
304
316
10
活節螺栓
b7
b7
b7
B8(M)
B8(M)
11
填料壓板
A105
A105
A105
F304
F304
12
六角螺母
2H
2H
2H
8(M)
8(M)
13
閥桿螺母
410
410
410
410
410
14
鎖緊螺母
2H
2H
2H
2H
2H
15
銘牌
AL
AL
AL
AL
AL
16
手輪
A197
A197
A197
A197
A197
17
潤滑墊片
410
410
410
410
410
18
填料
石墨
石墨
石墨
石墨
石墨
20
墊片
304+柔性石墨
304+柔性石墨
304+柔性石墨
304+柔性石墨
304+柔性石墨
28
波紋管
F321
F321
F321
F316L
F316L
【WZ11H鍛鋼波紋管閘閥-主要外形尺寸】
規格DN
S
L
T(in)
H（開）
W
重量（Kg）
公制
英制（in）
RC牙形角60°
RC牙形角55°
縮徑
全徑
縮徑
全徑
縮徑
全徑
縮徑
全徑
縮徑
全徑
縮徑
全徑
1/4
6
14.2
79
1/4
1/4
209
100
3.4
3/8
1/4
10
6
17.6
14.2
79
3/8
1.4
3/8
1/4
209
100
3.2
3.6
1/2
3/8
15
10
21.8
17.6
79
1/2
3/8
1/2
3/8
209
100
3
3.4
3/4
1/2
20
15
27.1
21.8
92
3/4
1/2
3/4
1/2
209
100
3.5
3.2
1
3/4
25
20
33.8
27.1
111
1
3/4
1
3/4
232
125
6
3.7
11/4
1
32
25
42.6
33.8
120
11/4
1
11/4
1
266
160
8.7
6.4
11/2
11/4
40
32
48.7
42.6
140
11/2
11/4
11/2
11/4
300
180
10.5
9
2
11/2
50
40
61.1
48.7
152
2
11/2
2
11/2
321
180
17.8
11.4
2
50
61.1
178
2
2
338
240
18.2
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