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氧气阀门类型如何选择?选用氧气阀需要特别注意!
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氧气阀门类型如何选择?选用氧气阀需要特别注意!

来源: 2025/6/11 11:40:10      点击:

首先,氧气阀门是特种阀门,绝不能用普通阀门替代或简单脱脂后使用。

氧气具有强氧化性,强助燃性,在特定条件下(高压、高浓度、存在可燃物、摩擦或撞击)极易引发燃烧甚至爆炸事故。所以氧气阀门的设计、选型和使用都有特殊要求。

    氧气阀门的主要类型有:

氧气阀门类型 特点 适用场景
氧气专用截止阀 阀瓣与阀座间几乎无摩擦,接触后即能切断关闭 公称压力≤PN40且DN≤400,或PN≤160且DN≤250
氧气专用球阀 "防火型"聚四氟乙烯软密封,防静电设计 高压大尺寸场合(如PN>40且DN>400)
氧气专用止回阀
避免金属阀瓣直接打击金属阀座,杜绝火花 DN<50用升降式,DN50-100用旋启式(温度≤200℃)
氧气减压阀
通过调节螺钉控制输出压力,高压室连接钢瓶 钢瓶氧气压力调节
气动薄膜调节阀
压缩空气驱动,需配合安全操作规程使用 工业氧气压力调节

  截止阀:

优点: 密封性好(金属硬密封或软密封),流阻可控制(通过阀瓣形状设计),不易产生颗粒摩擦(相对而言),适用于需要严密关闭的场合。是氧气系统最常用、最推荐的阀门类型之一,尤其是波纹管密封截止阀

缺点: 流阻较大,不适合需要全通径的场合。


  球阀:

优点: 全通径时流阻极小,开关迅速,操作扭矩小。

缺点: 开关瞬间流速极高(尤其在高压差下),易产生绝热压缩;阀座与球体摩擦可能产生热量和颗粒;软密封材料相容性需严格验证;必须选用全通径球阀,并在操作时严格控制开关速度(缓慢操作)以避免危险的高速气流。 金属硬密封球阀需注意摩擦生热风险。

应用: 常用于需要低流阻或快速切断但对开关速度有严格控制的场合。


  闸阀:

优点: 全通径时流阻小。

缺点: 开关过程中阀板与阀座摩擦严重,极易产生高温颗粒和热点;阀腔内容易积存污物和氧气;在纯氧、中高压系统中是严格禁止使用的阀门类型! 仅可能在低压、低纯度、且对清洁度要求不高的空气分离设备上游等特定场合谨慎使用。


  蝶阀:

优点: 结构紧凑,重量轻,流阻相对较小。

缺点: 阀板与阀座始终接触(偏心设计除外),开关过程存在摩擦;阀杆密封处是薄弱点;软密封材料相容性需验证;金属密封摩擦风险高。

应用: 常用于大口径、中低压氧气系统,需选用高质量、专为氧气设计的阀门,并严格控制操作速度。


  止回阀:

类型: 升降式止回阀(易产生撞击)、旋启式止回阀(阀瓣与阀座摩擦)、轴流式止回阀(流阻小,动作平稳,推荐用于氧气)。

关键: 必须选用专为氧气设计的类型(如轴流式),避免突然关闭产生水锤或高速回流。


  选用氧气阀需要特别注意

1、材质选择‌:阀体等部件常选用不锈钢材质,经酸洗、钝化处理,确保高耐腐蚀性和长寿命。部分部件采用铜合金,具有不可燃性。

阀体、阀盖、阀芯(球、阀瓣、闸板等)、阀杆:
     奥氏体不锈钢(如 316, 316L - 低碳级至关重要)。304(L)也可用于部分场合,但耐蚀性稍逊于316(L)。
    铜合金: 黄铜、青铜(常用于低压、小口径阀门,注意脱锌腐蚀风险)。
    Monel (镍铜合金): 耐蚀性优异,尤其适合高压、高纯氧,但成本高。
    Inconel (镍铬合金): 用于极端条件(超高压、高温)。
严禁使用: 碳钢、铸铁(极易氧化生锈,产生点火源和污染物)、铝(某些铝合金在高压氧下易燃)、钛(纯氧中极易燃烧)。


2、密封:采用特殊密封结构如预紧力密封,保证正反向均能阻断氧气流动。部分球阀采用弹簧预紧浮动阀座,确保全开或全关状态下都能阻断流体。 ‌

金属密封: 不锈钢、Monel等。需注意硬度匹配和表面光洁度以减少摩擦。
非金属软密封: PTFE(聚四氟乙烯) - 惰性极好,阻燃,但冷流性和耐磨性是考虑点。PCTFE(聚三氟氯乙烯)性能更优但成本高。可用但需谨慎评估: 改性PTFE、全氟醚橡胶(如Kalrez, Chemraz)、部分氟橡胶(如Viton,需确认具体牌号和等级,且避免用于高流速区域)。必须选择有明确氧气相容性认证的牌号。
严禁使用: 天然橡胶、丁腈橡胶(NBR)、乙丙橡胶(EPDM)、硅橡胶等可燃或易与氧反应的弹性体。

填料/阀杆密封:波纹管密封: 最理想的选择,提供零泄漏密封,完全隔绝氧气与大气接触,避免填料摩擦生热和油脂污染风险。强烈推荐用于中高压、关键或危险位置的氧气阀门。填料密封:材料:PTFE编织填料(V型或编织成型)、膨胀石墨(柔性石墨)环。同样需氧气相容性认证。设计:填料函结构需利于散热,填料压盖不宜过紧(减少摩擦扭矩和发热),有时需设计吹扫接口(通惰性气体保护)。
垫片材料:金属缠绕垫(不锈钢+柔性石墨/PTFE)、PTFE垫片、改性PTFE垫片、膨胀石墨垫片。同样需氧气相容性。


3、安全设计‌:设计有防静电和耐火结构,各零部件严格进行脱脂处理,装配时测量静电导通电阻(<10Ω),采用防静电润滑脂。

脱脂-所有氧气接触的部件在最终装配前必须进行彻底的脱脂处理,以去除任何油脂、油污、加工冷却液等碳氢化合物污染物。常用方法包括溶剂(需氧气相容且易挥发无残留,如特定等级的四氯乙烯、三氯三氟乙烷替代品等)清洗、水基清洗剂清洗、蒸汽清洗等。


4、清洁包装:
 阀门在脱脂后,必须在洁净室环境下进行装配,并使用氧气相容的洁净材料(如特殊塑料袋)密封包装,防止二次污染。包装内常充入干燥氮气保护。氧气阀门在制造、装配、测试、包装、储存和安装的全过程都必须执行严格的清洁程序。


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