【深度】其实，你误解了止回阀！

 

止回阀可能是有史以来最容易被误解的阀门了。如果你对大多数人提到止回阀，他们的典型反应是：“没什么用”。这些人很可能已经拆除了相关的内部装置或者重新安装了系统，来避免使用到止回阀。换句话说，止回阀可能是当下最不受欢迎的阀门。事实真的是这样吗？

本文将探讨止回阀的基础知识，它们是如何运行的，有哪些类型，如何选择和安装等等，带你重新认识止回阀。

什么是止回阀？

简单来说，止回阀是指启闭件为圆形阀瓣并靠自身重量及介质压力产生动作来阻断介质倒流的一种阀门。它们是为数不多的不需要辅助开启和关闭的自动阀门之一。

与其他类型的阀门一样，止回阀具有多种尺寸、材料和连接方式，由青铜、铸铁、塑料、碳钢各种等级的不锈钢和合金制成，如哈氏合金、因科乃尔合金、蒙乃尔合金和钛。端部连接包括螺纹连接、承插焊、对接焊、法兰连接、沟槽连接、晶圆连接和插入式连接等。

止回阀适用于液体、空气、蒸汽、冷凝水等各种介质，在某些情况下还适用于含有颗粒或泥浆的液体，可以应用在海水淡化、食品和饮料、地热、采矿、石油和天然气、电力、纸浆和造纸、炼油等各个行业。

它们是如何运作的？

止回阀对流量非常敏感，依靠管线压力和流量来控制开启和关闭。内部阀瓣允许流体向前通过，从而打开阀门。当正向流量减少或反转时，阀瓣开始关闭阀门。止回阀一般用来防止回流，其结构通常很简单，只有几个部件，如阀体、阀座、阀瓣和阀盖。根据不同的设计，可能还有其他部件，如阀杆，铰链销，圆盘臂，弹簧，球，弹性体和轴承等。

止回阀阀瓣和阀座的内部密封依赖于“反向”管线压力，而不是用于开/关控制阀的机械力。因此，止回阀的允许阀座泄漏率比开/关控制阀大。由制造商标准化协会发布的MSS SP-61“钢制阀门的压力测试”是用于执行止回阀(以及其他阀门)的阀座和外壳封闭测试的标准。影响止回阀阀座泄漏的因素包括反向压力、介质和阀座材料(如金属或弹性体)。因此，应该考虑将弹性体用于空气/气体介质和低压密封。将弹性体用于此类阀门时，需要着重考虑工作温度以及弹性体与介质的相容性。

理想中的止回阀什么样？

与开/关控制阀不同，止回阀内部结构对流量敏感。如果没有足够的流量和压力来完全打开止回阀，阀门内部就会发生阀内件颤动。这会导致过早磨损、潜在的故障以及超出计算值的压降。大多数止回阀的选择方式与开关控制阀的选择方式相同，其依据都是管线尺寸最大 Cv 值。这会忽略一个事实，即与具有驱动（手动、气动、液压或电子）的开关控制阀不同，只有流量条件决定止回阀的内部性能。

当一个金属部件与另一个金属部件相互摩擦时，就会产生磨损。这最终会导致组件本身出现故障，从而导致阀门失效。对于止回阀来说，其功能是防止回流，在极端情况下，故障可能导致组件逸入管线中，导致管线中其他阀门或设备无法运行。

压降是根据止回阀100%完全开启来计算的。但是，如果流量不足以实现全开，仅仅是部分打开，则压降将高于计算值。这是因为当止回阀部分开启时，阀门的有效Cv小于最大值。在这种情况下，较大的额定Cv实际上对止回阀是有害的(与开关控制阀不同)。这会导致阀盘的抖动并最终失效。其他一些阀门则不是这样。例如，当闸阀处于全开状态时，楔形闸板就脱离了流道，因此，无论流量高低，通过阀门的流量都不会影响楔形板的性能。

下面列出了一些比较常见的止回阀类型，虽然没有一种类型的阀门适用于所有应用情况，但每种阀门都有其独特的优势。

▊ 旋启式止回阀

旋启式止回阀的结构较为简单，使用连接在阀门顶部(12点钟位置)的铰链臂上的阀瓣，逆流和重力有助于阀门的关闭。旋启式止回阀具有良好的流动能力，可用于大多数介质。但是它们只能安装在水平流动位置，并且在低背压应用中的密封性也不是很好。这类止回阀的尺寸从1/2英寸或更小到50英寸或更大，可以采用螺纹连接、套筒焊接、法兰连接或对焊连接等方式。旋启式止回阀比较易于检查和维护。在大多数情况下，可以对管道中的阀门进行维修。由于这种结构，旋启式止回阀从全开到关闭的行程距离较长，这意味着它们非常容易受到水锤问题的影响。

▊活塞式或锥式止回阀

活塞式或锥式止回阀可以采用内嵌式、倾斜式(y型)或传统的(90度t型)阀体设计，通过使用弹簧辅助阀瓣来防止水锤和逆流。当前进速度开始减慢时，弹簧辅助开始关闭阀瓣。当前进速度达到零时，阀瓣会在发生回流之前关闭阀座，防止管道中的压力激增，从而避免水锤。活塞/锥式止回阀的尺寸从1/4英寸到24英寸甚至更大。所选择的阀体设计将决定压降；内联设计将提供最佳的流动性能。活塞/锥式止回阀可提供多种不同的端部连接，包括螺纹，法兰，可焊接等。其中一些止回阀可以在线检查和维修。理想情况下，这种类型的止回阀只可以用于没有颗粒的清洁介质。

▊法兰插入式止回阀法兰插入式止回阀是一种非常紧凑的硅片式止回阀，适用于法兰管道。它们通常串联使用，尺寸从1/2英寸到20英寸不等。这种类型的止回阀也被认为是一种静音止回阀，有助于防止水锤。它们有一个内部弹簧来帮助关闭阀门。法兰嵌件止回阀及其紧凑的设计，只需对管道进行最小的修改，便可以添加到现有系统中。

▊球型止回阀球型止回阀使用阀体内的球体来控制流体的运动。这一特点使得球型止回阀对粘性介质非常有用。球型止回阀通常尺寸小于等于2英寸。球形止回阀可用于各种端部连接，包括螺纹和承插焊接。根据阀体结构的不同，球型止回阀的压降可能高于其他类型的止回阀。

止回阀的选择因素

选择止回阀时要考虑很多因素，其中包括材料与介质的兼容性、阀门压力等级 (ANSI)、管线尺寸、应用数据（流量、设计/操作条件）、安装（水平、向上流动或向下流动） 、端部连接、封套尺寸、泄漏要求以及特殊要求，例如氧气清洁、NACE、CE 标志等。

止回阀有哪些问题？

在更换止回阀时，首先要思考这样几个问题：

♦为什么要更换这个阀门?

♦止回阀有哪些问题?

止回阀的常见问题包括噪音(水锤)、振动/颤振、逆流、粘滞、泄漏、内部部件缺失、部件磨损或损坏等等。然而，需要注意的是，通常真正的原因是止回阀的尺寸、弹簧类型的不正确。在这种情况下就不是止回阀的问题了，而是要去应用端找找原因。

止回阀最常见的两个问题是尺寸不正确或安装不正确。如果阀门Cv太小，就会出现非常大的压降，这可能导致阀门过早磨损。更常见的情况是，如果阀门Cv对于应用来说太大，则在止回阀上产生的压降不足以使止回阀完全打开，这就很可能发生颤振，导致阀门过早失效。理想情况下，止回阀上游的直管直径至少为管道直径的10倍，这是为了确保通过止回阀的层流良好。

止回阀的其他一些问题还包括逆流和水锤。在这两种情况下，都需要快速关闭阀门。逆流的成本可能很高，特别是当它发生在泵的排放处并且泵向后旋转时。维修或更换泵的成本，加上工厂停机时间，远远超过安装正确的止回阀的成本。对于水锤，您需要一个快速关闭的止回阀，以防止压力激增和当阀瓣撞击阀座时产生的冲击波，来避免管道破裂及设备的损坏。如果内部部件丢失或显示过度磨损，则可能存在两个因素。首先，如果所选择的止回阀没有足够的流量通过以保持其停止，则需要具有较低Cv的阀门来防止内部振动。其次，如果止回阀用于往复式空气或气体压缩机的排气，则需要具有阻尼设计或减震器的专用阀来处理高频循环。当水垢或污垢被困在阀瓣和阀体镗孔之间时，就会发生卡钻现象，需要弹性体来保障零泄漏。

止回阀的安装

安装止回阀时，应将流向箭头指向流动方向，以使阀门发挥其预期功能。流向箭头可以在主体或标签上找到，确保阀门类型能够在安装位置工作。例如，并非所有止回阀都能在流向下的垂直管路中工作，在没有弹簧将阀瓣推回流路的情况下，传统或 90 度 T 型活塞止回阀则不会在垂直管路中运行。当阀门完全打开时，某些止回阀中的阀瓣会伸入管道中。这可能会干扰直接用螺栓固定在止回阀上的另一个阀门的性能。正如我们之前讨论的，如果可能，请将止回阀安装在任何可能导致湍流的配件或其他管道系统组件下游至少 10 个管道直径处。请注意，我说的是“如果可能的话”，毕竟，您见过多少个止回阀用螺栓固定在泵的排放口上？太多了！安装止回阀和其他类型阀门的一个很好的参考来源是制造商标准化协会出版的 MSS SP-92“阀门用户指南”。

像“门”一样的止回阀

打个很形象的比方。其实可以把止回阀比作“门”——早上上班时，你打开办公室的门，晚上下班时又把门关上，这就比较类似于循环打开和关闭泵时发生的情况。但是，如果有人站在门口不断地开门关门开门关门……会发生什么？很明显，铰链销会失效，因为它们是门上最薄弱的环节。 

止回阀也面临着类似的情况。销、杆、弹簧或其他不断循环的部件可能会发生故障。这就是为什么针对特定应用选择适合的止回阀非常重要。管线尺寸不一定等于止回阀尺寸，在低流量应用中具有高 Cv 的止回阀从一开始就注定会失败。这不是止回阀的问题，而是应用选择错误的问题。所以在采购止回阀之前，最好与阀企一起审查应用和使用条件，以确保选择正确的样式和选项。

 --------来源于《阀门公众号》