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2、确定阀体的制造方法
由选择的材料其加工方法为：
先将铸造阀体整体成型，然后粗车两个端面，再加工中法兰及镗阀体密封面
3、确定阀体的结构型式
其结构应简单方，方便加工，并具有较好的强度
以表2-9钢制截止阀的结构型式《手册》
此处设计采用的结构型式为：
ANSIB16.34
流道：
直通式
阀体与阀盖的连接：
法兰连接
连接端：
阀瓣座：
锥形镶套式
4、阀体流道的确定
由阀体的流道的设计原则
（1）阀体端口必须为圆形，介质流道设计为成流线形，尽可能减小流阻，
（2）在直通式阀体设计时应保证通道喉部的流通面积至少等于端口的截面积，
（3）阀座直径不得小于端口直径的90%，
再由表6-6ANSIB16.34规定的钢制阀门的流道直经《手册》
规定设计数据DN=200mm，
所以查表得此处设计选取流道直径为203mm。
5、阀体长度的确定
由表5法兰连接的调压器的结构长度《行业标准》
设计规定DN200mmPN4.0Mpa，
查表得其长度为568mm。
三、阀体壁厚设计计算过程：
1、由查表法确定阀体的最小厚度
由查表6-241一般工业用钢制截止阀与升降式止回阀的壳体最小壁厚（ANSIB16.34）《手册》得
阀体设DN200mmPN4.0mm时，
查得其最小壁厚为11.2mm。
2、由计算法确定阀体的最小厚度
按塑性材料薄壁阀体厚度公式计算：
式中：
设计压力p=4Mpa；
设计内径DN=200mm；
许用拉应力
=σb/nb与σs/ns两者中的较小值。
查表3-15碳素钢铸试样的力学性能（GB12229）
WCA级的力学性能
σb=415Mpaσs=205Mpa
σb/nb=415/4.25=97.6Mpa
σs/ns=205/2.3=86.9Mpa
=4.15
再查表4-14附加裕量C值《手册》
C=5mm
所以t=9mm
综上所述，最后圆整后确定实际最小壁厚为12mm。
四、阀体连接法兰选取：
由于设计要求其端面法兰以97.2-1994为法兰标准，因此直接查表选取。
由表1PN4.0Mpa凹凸面整体铸钢法兰尺寸（《法兰标准》）
直接选择DN200的行为端面连接法兰的设计尺寸。
五、阀体中法兰设计计算过程：
1、确定法兰的结构型式
由设计参数及加工要求确定其法兰型式为：
整体式凹面密封法兰
2、确定法兰尺寸
（1）用“参照法”确定法兰尺寸
根据经验，用“参照法”确定的中法兰尺寸不应小于阀体连接法兰的尺寸。
而对截止阀，
通常取同一压力等级的高一个规格的尺寸。
由表1PN4.0Mpa凹凸面整体铸钢法兰尺寸《法兰标准》
选择其中DN225的行尺寸为中法兰的设计尺寸。
（2）用计算法确定法兰尺寸
①、垫片材料、型式及尺寸确定
由表4-17垫片性能参数《手册》及图4-22法兰型式《法兰标准》
此处选择设计其密封材料为自紧式垫片合成橡胶（1b型）。
由表4-18垫片基本密封宽度《手册》
b0=b=10mm
DG=260mm
垫片预紧力计算
预紧状态下最小预紧力（公式4-13《手册》）
FG=3.14DGby
=4082N
操作状态下最小预紧力（公式4-14《手册》）
FP=6.28DGbmp
=13062N
宽度校核（公式4-15《手册》）
=4.8<
5
②、螺栓材料、规格及数量的确定
先预计螺栓直经为27mm,初步布置12颗，
则由表4-19螺栓的布置得
S=38Se=28
其最大间
（公式4-16《手册》）
=214mm
而所选择法兰的间距S=3.14*320/12
=84mm
符合上述要求，此中法兰上的螺栓布置合格。
螺栓材料初选8.8级普通螺栓
对其进行校核，
在预紧状态下最小预紧力（公式4-17《手册》）
Wa=3.14DGby
=4082N
操作状态下最小预紧力（公式4-18《手册》）
Wp=F+FP=0.785D
Gp+6.28DGbmp
=68567N
（预紧力下的最小压力小于操作下的最小压力，所以只计算操作状态即FG<
Fp）
操作状态下螺栓最小接触面积（公式4-20《手册》）
Ap=
（其中
=400Mpa）
=171mm
Am=171mm
而M27的有效接触面积是197mm
所以其满足使用。
③、中法兰校核计算
a法兰力距计算
法兰在预紧力矩状态计算
Ma=WSG（公式4-24《手册》与）
=2057010N.mm
法兰操作状态计算
Mp=FDFD+FTST+FGSG（公式4-24《手册》与）
=308155N.mm
所以Mo=Mp=308155N.mm
b法兰应力计算
H=
T=
其中，
=12mm
=12mm
计算h/ho=h/
=0.7
查图4-23F1值图《手册》
F1=0.9
计算查图4-24f值图《手册》
f=1
计算查图4-25V1值图《手册》
V1=0.55
再通过计算并查表4-20《手册》
K=1.383T=1.76Z=3.19Y=6.14U=6.75
用以上数据对法兰进行校核，所选法兰强度合格。
综上画出阀体图形如下（附图）
公司名称
产品质量检验与试验计划
客户：
合同号：
出厂编号：
名称/规格：
一
程序及图纸资料
序号
质检项目
标准及依据
检验内容
状态
检验类别
1
检验及试验计划
API598、HG/T20592-2021、ASTMA216、ASTMA182、ASTMA420、MSSSP-55、MSSSP-25、请购书
编制
已编制制造加工、压力试验等质检计划
H
二
材料检查
质检项目
检验内容
状态
铸造件产品质量证明书
MSS-SP55、ASTMA216、请购书
证书报告应按炉号检验化学成分、机械性能
有证书且内容齐全，理化分析数据符合要求，盖有制造单位质量专用章
R
2
阀芯、阀杆质量证明书
ASTMA182、ASTMA420请购书
3
材料的化学成份复验
ASTMA216、ASTMA182、ASTMA420
取样或对来料的样块进行复检
用光谱仪检测，并有复测数据
W
4
铸件毛坯外形、表面、尺寸
MSSSP-55、HG/T20615-2021、图纸
成型情况，表面有否明显的气孔、砂眼、疏松等影响质量的缺陷，总体尺寸能否满足机加工的需求
有检查记录
铸件毛坯清砂、浇冒口处理
MSSSP-55、工艺要求
铸造件内部非加工面清砂、浇冒口切除
有作业要求
6
铸件标识
MSSSP-25
铸件表面铸应有材质、规格、炉号、磅级等标识
标注
三
加工检验
标准及依据
阀体机加工
HG/T20615-2021、图纸
形位公差、几何尺寸、表面粗糙度
有加工检验记录
阀杆机加工
图纸
阀座机加工
/
蝶板机加工
清除毛刺
棱角、毛刺、飞边清除倒钝
工序检查
密封面堆焊
图纸、工艺
密封表面堆焊硬质合金作业
渗透检测
7
密封面加工
表面粗糙度
四
装配检验
阀门组装
装配工艺
装配过程不允许有强力装配现象；
零部件完整
符合工艺规定要求
填料装配
填料数量应合适，压盖在压紧后不能过深或过浅
目测
阀门与控制系统装配
执行器与阀门时螺母要紧固，并保证两者的同心度
旋入后检查
五
压力试验
检验类别
1
压力表
API598、《容规》
压力表必须经过检定且在有效期内；
压力表的精度不得低于1.6级；
压力表盘刻度极限值应当为最大允许工作压力1.5～3.0倍
有检验合格证
2
蝶板开关顺畅
API598、请购书
试压前检查阀门的开启和关闭数次，检测扭矩，行程时间，动作顺畅，开关情况显示情况。
有检验报告
3
壳体水压试验
API598、请购书、图纸
试验压力为阀门额定压力的1.5倍，保持试验压力的持续时间不少于2分钟，不得有明显可见的液滴或表面潮湿。
有试验报告
H/W
4
低压密封试验
试验压力为0.4~0.7MPa，保压时间为1min，泄漏率为24泡/min。
H/W
5
试验结束
内部积水应排净、吹干；
涂抹防锈油
操作工艺
六
外观检查
喷砂（抛丸）
请购书、工艺规定
目测检查，达Sa2.5级且手感表面有明显粗糙度
喷涂底漆
在喷砂处理后即时进行底漆的喷涂；
底漆品种应符合工艺规定的要求
喷涂中间漆
在底漆充分固化后进行中间漆的喷涂；
中间漆品种应符合工艺规定的要求
喷涂面漆
面漆品种应符合工艺规定的要求
漆面干膜检查
目视检查干膜表面有否影响质量缺陷；
检测干膜厚度
有检验记录
七
标识及包装检查
铭牌
请购书
铭牌材质、制作内容、装钉
执行
W
包装
阀门包装1台/箱，箱体为木质材料，设备外部应用塑料布包裹，设备装入箱内应定位，通孔用盲盖封闭。
标识
制作唛头、包装存放标识、吊装重心标识、箱内放有装箱单
执行（有总检记录）
八
最终文件
交工文件
测试报告、合格证、说明书
文件形式及数量
纸质版1份
发货放行
有放行单
说明：
1R：
文件检查；
W：
检查；
H：
停止点检查。
2检验类别中第一栏表示制造商，第二栏表示业主方，第三栏表示监造方。
日期：
日期：
阀门的设置
HG/T20570.18—95
1应用范围
1.0.1本规定适用于化工工艺系统专业。
所提及的阀门不包括安全阀、蒸汽疏水阀、取样阀和减压阀等，但包括限流孔板、盲板等与阀门有类似作用的管件的设置，以切断阀作为这些阀件的总称。
切断阀的作用是用来隔断流体或使流体改变流向，要根据生产（包括正常生产、开停工及特殊工况）、维修和安全的要求而设置，同时也要考虑经济上的合理性。
阀门设置和选择合适类别（不是型号）。
阀门是工艺系统专业人员在编制PI图时的一项重要工作，本规定所述的内容考虑了生产和安全的一般要求。
系统专业在参照本规定进行工程设计时，应结合该工程项目的具体情况、当地气象条件、厂际协作关系、装置操作要求、流体特性、用户的特殊要求及经济性等进行取舍。
本规定综合概括地介绍了所列情况的阀门设置，各类化工单元的详细要求，见相应单元的PI图基本单元模式。
1.0.4本规定还介绍了一般工业阀门的特点和在工程设计中选用阀门需考虑的因素。
阀门设置
2.0.1边界处阀门设置
2.0.1.1工艺物料和公用物料管道在装置边界处（通常在装置界区内侧）应设切断阀，下列几种情况例外：
（1）排气系统。
（2）紧急排放槽设于边界外时的泄放管；
这两种情况如必须设阀门时，亦需铅封开启（C.S.O）。
（3）不会引起串料和事故的物料管。
（4）不需计量的物料管。
2.0.1.2边界处阀门设置见图2.0.1所示的几种方式。
其中
（1）适用于一般物料的切断；
当串料可能引起爆炸、着火等安全事故或重要产品质量事故的地方，为防止阀门内漏，采用图2.0.1中
（2）、（4）、（5）加盲板；
图2.0.1中（3）和（5）适于送料后需向上游或下游扫线的情况，阀C可兼作吹扫、排净、检查泄漏之用，也可将检测计量仪表装在串联的两个阀门之间。
图2.0.1中（5）适用于压力变化可能较大之处，止回阀可起瞬间的切断作用。
2.0.2根部阀的设置
2.0.2.1一种介质需输送至多个用户时，为了便于检修或节能、防冻，除在设备附近装有切断阀外，在分支管上紧靠总管处加装一个切断阀叫根部阀。
通常用于公用物料系统（如蒸汽、压缩空气、氮气等）。
当一种工艺物料通向多个用户时（例如溶剂），需作同样设置。
图2.O.2中所示阀门即为根部阀。
在有节能防冻等要求时，根部阀与主管的距离应尽量小。
化工装置内所有的公用物料管道分支管上都应装根部阀，以免由于个别阀门损坏引起装置或全厂停车。
蒸汽和架空的水管道。
即使只通向一个装置或一台设备，当支管超过一定长度时也需加根部阀以减少死区，降低能耗，防止冻结。
两台以上互为备用的用汽设备应根据在生产中的重要程度确定是否分别设分支管根部阀。
公用物料分支管的根部阀由管道专业在管道布置设计时设置，工艺系统专业需复核分支是否恰当，并将根部阀表示在公用物料PI图（分配图）上。
双阀
—1所示将数根管道合并接到一个管口上。
—1所示。
上述介质管道上的取样阀及排净阀应按操作频繁程度及其它条件来决定是否采用双阀。
在装置运行中需切断检修清扫或进行再生的设备，应设双阀，并在两阀之间设检查阀。
设备从系统切断时，双阀关闭，检查阀打开。
——2所示。
—3所示。
若公用物料的压力计距此阀组较远时，可在此双阀间设一压力计以便在使用时能就地监视该公用物料的压力。
这种连接方式也适用于氧气、氢气等辅助物料较频繁地向工艺系统输入的场合。
为避免液体物料对水系统的污染，在需经常加入水时，应将水管接至设备的气相空间，这种情况下亦可不设双阀。
化工工艺系统专业在设计高压废热锅炉及蒸汽系统时，可参照执行电力工业部电力建设总局的有关规定：
《火力发电厂汽水管道设计技术规定》（DLGJ233—81）（试行）中：
第7～7条1：
Pg＞40*管道的疏水和放水应串联设置两个截止阀。
第7～8条：
Pg＞40*管道的放气装置，应串联设置两个截止阀。
压力单位为kg／cm2（表）。
在使用时请注意按最新版的规定执行。
2.0.3.5对于烃类和有毒、有害化学药剂等物料与其它工艺物料连接处的上游和放空、放净管上设置双阀，可参照表2.0.3。
反应双阀的温度和压力条件
介质名称
工作温度℃
工作压力102Pa
重烃类（灯油、润滑油、沥青等）
≥200
≥20
雷特蒸汽压低于1.05×
105Pa（表）、闪点低于37.8的烃类（粗气油等）
≥180
雷特蒸汽压高于1.05×
105Pa（表）、低于4.57×
105Pa（表）的烃类（丁烷、轻质粗气油等）
≥150
≥18
雷特蒸汽压高于4.57×
105Pa（表）的烃类（丙烷等）
≥120
H2、液化石油气
任意
任何可燃气体
≥25
有毒气体及有害化学药剂
≥3.5
公用物料站（公用工程站）
2.0.4.1化工装置内的公用物料站（简称公用站）可按覆盖面积约15m半径的区域来设置，装置区外的厂区公用站则按设计需要来设置。
2.0.4.2各介质的切断阀规格自DN15至DN50视装置特点而定。
站上公用物料的阀门、接头的型号规格可有意地不一致，而各公用站介质排列的顺序要一致，这样可避免紧急情况下接错介质扩大事故。
寒冷地区室外公用站的水管可按下述作法：
（1）多层框架：
按常规配管设置阀门，在底层地面附近截断并设快速接头，用水时从附近水阀门井内引出。
若采用固定管道加排净阀的方式，则排净阀应设于阀门井内。
（2）储罐区或装卸站台等，可与给排水专业协商适当调整阀门井位置，将供水阀门设在阀门井内。
（3）与蒸汽管一起保温。
为适应维修时使用风动工具，可将公用站上压缩空气管的管径及切断阀适当加大，例如由DN25加大为DN50。
设备、管道与公用站相匹配的管接头对小型装置可与设备管道的排净放空口共用；
对大型装置，可在设备上设专用的公用物料连接口（U.C），此连接口和放空阀应分别设在立式设备的下部和上部或卧式设备长度方向的两端。
2.0.4.6公用物料管道可能由于工艺流体倒流而遭到污染时，则在公用物料管切断阀下游设止回阀。
2.0.5塔
保持塔顶冷凝器内冷凝的蒸汽压力尽可能与塔顶压力相同，应把塔顶管道的压力降限至最小，除工艺控制的特殊需要外，塔顶至冷凝器的管道上不设置切断阀。
2.0.5.2再沸器（包括中间再沸器）与塔体的连接管道，除工艺控制需要或需在装置运行中清理者外，均不设置切断阀。
—2所示，此阀的口径应至少比塔底出料管大1/4”。
汽提塔侧线出料及蒸气返回管道除因工艺控制需要外，不设置切断阀。
进料组成可能有变化的塔，应按设计变化幅度增设进料口，各进料口的切断阀应贴近塔体的进料管口。
由于减压会产生两相流的物料（液化气或饱和吸收液），进料切断阀亦应尽量杉
近塔的进料管口。
—4所示。
换热器
2.0.6.1除了控制需要或在装置运行中需（可）切断的换热器，一般在工艺物料侧不加切断阀。
2.0.6.2换热器两侧均为工艺流体，则按操作和控制的情况只在一侧装切断阀。
2.0.6.3换热器因生产或维修需设置旁路时，则进出管道及旁路均设切断阀。
通常在下列情况需设旁路：
（1）生产周期中某些过程不需传热，应切断换热器；
（2）自动的或人工调节工艺温度；
（3）因维修需临时切断换热器。
2.0.6.4蒸汽加热设备
（1）加热蒸汽进口管应设调节性能较好的手动调节阀或自动控制阀。
（2）必须在适当位置设不凝气排放阀，此阀应位于设备上远离蒸汽进口一侧的最高处，如图2.0.6所示。
（3）用蛇管加热的情况，采用疏水阀前的检查阀排除不凝气，不另设不凝气排除阀。
水冷却设备
（1）冷却水在运行中被加热并释放出溶解气，需在换热设备的适当位置（参见2.0.6.4规定）设排气阀。
此阀也用于开工时排出设备内气体，或停工排净时进气。
（2）每台设备的进水口以及机泵的各冷却回路进口均应设各自的切断阀。
当需要调节水量时，此阀应是自控阀或调节性能好的手动阀。
（3）自流回水：
出水口不设切断阀。
（4）压力回水：
出水口一般均应设切断阀。
只有可同时停用的数台设备才可在出口共用一个切断阀。
（5）通常在管道的低点设排净阀。
当管道上排净阀不能排净设备内的水时，才在设备上加排净阀。
多程列管式换热器及装有折流板的换热器采用在隔板上开泪孔的方式排液。
（6）寒冷地区室外的水冷却器，若需在装置运行中停工检修，则应设防冻副线。
2.0.6.6空冷器
空冷器进出口管道上一般不设置切断阀，但进料是两相流的情况居多，所以要特别注意每组冷却管束的压力降分布，在设计中对进出口管道要采取对称布置。
工艺过程需要隔断操作或需在运行中维修的空冷器，应在其进出口设切断阀、排净阀和放空阀等。
容器
2.0.7.1包括装置内容器及储罐两大类
下列情况应装阀门：
（1）有多个进口或出口需更替操作的，在管口处装阀门。
（2）盛装易燃、有毒、有腐蚀性物料的容器出口的管口处装阀门，装置内容
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