阀 门 基 础 知 识DOCWord下载.docx
《阀 门 基 础 知 识DOCWord下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《阀 门 基 础 知 识DOCWord下载.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
125
150
175
200
225
250
300
350
400
450
500
600
700
800
900
1000
1200
1300
1400
1500
1600
1800
2000
2200
2400
2600
2800
3000
3400
3600
4000
……
2）英制系列
用“NPS”表示，单位为英寸，其公称通径系列如下：
1/2″
3/4″
1″
11/4″
3/2″
2″
21/2″
3″
31/2″
4″
5″
6″
8″
10″
12″
14″
16″
18″
20″
24″
28″
30″
32″
34″
36″
38″
60″
※1″=25.4mm
2、公称压力
公称压力是人为规定的，并经圆整后，供设计、制造、选购时参考数据。
其数值为常温下的额定值。
公称压力国内外最常用的表示方法有两种：
即美洲体系和欧洲体系。
1）、欧洲体系是以德国为代表的国家常用的压力标准体系，我国、前苏联、德国等均属于此体系范畴。
该体系的公称压力用“PN”表示，单位为“MPa”，我国公称压力标准系列如下：
0.05
0.1
0.25
0.4
0.6
0.8
1.0
1.6
2.0
2.5
4.0
5.0
6.3
16
28
42
63
160
335
2）、美洲体系是以美国为代表的西方国家常用的压力标准体系。
该体系的公称压力用“Class”表示，单位为“磅级”，此公称压力标准系列如下：
2500
4200
为了与国际标准接轨，我国在新制定的公称系列标准中，已融含了上述两个标准体系。
常用的两个体系对照表如下：
11.0
15.0
26.0
42.0
3）、除上述两种基本公称压力标准体系外，还常碰到日本的一种标准体系，即“K”级制，此体系是日本标准中一种常用的表示方法，用“K”表示。
其压力系列如下表所示：
2K
5K
10K
16K
20K
30K
40K
63K
100K
为在平时使用时方便对照，现将上述三种公称压力之间的对照列在下表（参考）：
PN（MPa）
1.6/2.0
2.5/4.0/5.0
Class（磅级）
K级（K）
※1psi≈0.007MPa
3、压力—温度等级（压力—温度额定值）
压力—温度等级是在公称压力和阀门材料（承压件）确定的前提下，阀门在指定温度下用表压表示的最大非冲击允许的工作压力。
它是正确选用阀门、法兰和管件、工程设计和生产制造的基本参数。
压力—温度等级的用途：
1）、在材料和相应压力等级确定下，可以确定不同温度下相应的最大允许工作压力。
2）、根据实际工作温度和工作压力，确定常温下的压力额定值。
二、阀门产品结构
阀门产品的发展主要取决于阀门的材料和结构。
各类阀门由于使用工况的不同，制造厂工艺的不同，设计者设计思路的不同，以及随着科学技术的发展，阀门新结构、新材料、新工艺的不断问世，造成阀门的结构品种极为复杂，但是，追根溯源，每类阀门总的功能和基本原理还是有一定规律下常用的基型结构和具有代表性的同种阀类的结构，分述如下：
一）、典型阀门产品的结构
二）、填料函的结构
三）、阀门中部的结构
四）、阀杆螺母的结构
五）、密封面的结构
由于阀门产品的种类和结构繁多，为使大家有一个总体的了解，仅对闸阀、截止阀、止回阀、球阀和蝶阀的结构形式按分类法进行表述。
1、闸阀结构分类（见图一）
图1
闸板结构
单闸板
螺纹在闸板上
图2
螺纹在阀盖上
图3
楔式双闸板
双闸板
暗杆
图4
平行式双闸板
闸阀结构
弹性
阀杆类型
单面楔式
图6
图5
刚性
明杆
双面楔式
图7
闸板架
图8
撑开式
图9
平行式
图10
弹簧预紧
图11
图12
2、截止阀结构分类（见图二）
阀瓣受力类型
介质流向
强制关闭
从下部进入
自平衡
从上部进入
直通式
截止阀
阀杆密封类型
内螺纹
有填料
角式
通道类型
阀杆螺纹位置
无填料
外螺纹
Y型
是否带摆锤
3、止回阀结构分类（见图三）
阻尼位置
带摆锤
外阻尼
带阻尼装置
不带摆锤
内阻尼
阀瓣数量
单瓣
按阻尼
伸出体外
双瓣
旋启式
在体内
止回阀
通道方式
多瓣
阀瓣运动方式
升降式
不带阻尼装置
立式
阀瓣类型
平面
单球
锥面
球面
管道式
多球
图13
蝶式
4、球阀结构分类（见图四）
通道数量
球阀
四通式
三通式
装配方式
全包式
侧装式
上装式
密封性质
油封
非油封
防火防静电
不防火防静电
密封材料
金属材料
软质材料
球体固定方式
偏心式
固定式
浮动式
斜面式
密
封
双面密封
单面密封
5、蝶阀结构分类（见图五）
蝶阀
蝶板位置
斜置板
垂直板
密封力
自压密封
强制密封
密封原理
三偏心
双偏心
单偏心
中线式
密封面材料
旋转轴位置
刚性密封
弹性密封
斜置式
二）、填料函结构（见图六）
对阀门而言，除正确选择填料材料外，其填料函结构设计的正确与否对保证阀杆处密封是否可靠至关重要。
对一般工业用阀门，填料函的基本结构分类如下：
（图1）采用同一种填料材料
全填料式
（图2）在填料中段部位再增加一个金属隔环
中间加隔环式
有填料式
（图3）填料采用二种以上材料
复合式
（图4）在中间隔环式基础上，安置一个引漏管，一旦介质能过下部填料泄漏后，可通过引漏管将介质排到专设的容器中，以确保阀门使用现场不受介质危害。
中间加引漏装置
填料函
（图5）其结构与中间加引漏装置相同，不同之处在于要通过管路长期向填料中间施加一定压力的循环水，以达到下部密封段填料承受的压差降低，从而确保介质不能轻易通过阀杆外泄。
水封式
（图6）
波纹管式
无填料式
全封闭式
三）、中部结构（见图七）
阀门在大多数情况下，由于受整体结构的限制，均采用阀体与阀盖（或阀体与侧阀体）各自独立的零件，这就为设计时带来如何保证两个零件连接后密封的问题。
阀门中部结构尽管受阀门使用性能等因素影响而多种多样，但基本结构可以分为两类：
1、有垫片（环）连接的中部结构：
其结构原理是：
作为密封用的垫片（环）通过螺栓连接压紧产生的变形，形成足够的密封力，从而保证两个零件之间的密封。
2、无垫片（环）连接的中部结构：
不采用垫片（环）密封的结构，而达到中部连接处不泄漏。
为更清楚地表达中部密封的结构，用分类表达如下：
软质垫片连接
垫片连接
金属垫片连接
有垫片（环）连接
环连接
中部结构
自紧密封
刚性连接
全焊接连接
无垫片（环）连接
四）、阀杆螺母结构（见图八）
对具有螺旋传动的阀门，其阀杆螺母结构往往因受力和环境因素的影响而不同，其基本结构可分为固定式阀杆螺母和转动式阀杆螺母两大类。
1、固定式阀杆螺母的原理是阀杆螺母固定，阀杆作相对运动。
按其阀杆螺母所处位置又分为阀体内和阀体外两种。
若阀杆螺母安置在阀体外，此时，阀杆螺母固定，阀杆作旋转并轴向运动。
若阀杆螺母安置在阀体内，此时，阀杆螺母随关闭件轴向运动，而阀杆只作旋转运动。
2、转动式阀杆螺母的原理是阀杆螺母装在支架的上部，阀杆螺母通过外力驱动作原位旋转，而阀杆作轴向运动。
阀杆螺母安置在阀体内，由于受介质和温度的影响大，而且在介质作用下，操作条件差，易损坏，维修更不容易，因此其使用范围受限制。
阀杆螺母安置在阀体外，由于与介质隔开，而且温度大大低于阀体和阀盖的温度，故更换、维修、润滑方便，可用于各种工作条件（包括最复杂的工况）场合。
现将阀杆螺母结构分类列表表示：
阀杆螺母在体腔外
阀杆螺母在体腔内
单轴承
阀杆螺母结构
双轴承
带止推轴承
不带止推轴承
转动式
下装式
五）、密封面结构
阀门密封面结构是决定阀门能否可靠保证在管道内使用功能的关键。
由于阀门的具体执行功能不同，因此其密封面结构不同，为便于系统地理解和掌握这方面知识，仅就典型的几种阀门密封面结构阐述如下：
1、闸阀的密封面结构
在闸阀产品中，密封面工作条件比截止阀复杂的多，闸板和阀体密封面相对移动将引起磨损，而随着磨损的加重，闸板会在阀体中下落，而且由于斜度不大，造成密封面厚度即使减少量很小也会引起闸板比较大的下移，如果返修或维修时，经重新研磨后，闸板下降的幅度更大，由于这个原因，为保证阀门可靠的密封，闸板密封面一方面要比阀体密封面要宽，另一方面，在装配时，应将闸板与阀体密封面的最初接触位置选在闸板的最高处。
一般，闸阀密封面检修要比截止阀困难，为避免阀门经常返修/维修和密封面的迅速破坏，这就要求对闸阀密封面材料和结构的选择考虑的愈周全愈好。
1）、分离式阀座结构：
此类结构是将密封面先与阀体分开，然后再与阀体边接在一起。
其优点是密封材料选择范围大，易加工，缺点是工艺复杂。
2）、整体式阀座结构：
此结构是密封面直接在阀体上加工而成的，可分为在阀体上直接加工和先堆焊再加工两种。
优点是结构简单，缺点是增大了加工难度。
闸阀的密封面结构分类如下：
（见图九）
（均采用分离式结构）
非金属密封面材料
本体
阀座密封面结构
堆焊
整体式
金属密封面材料
焊接式
闸阀密封面结构
螺纹拧紧式式
分离式
镶嵌式
闸板密封面结构
镶嵌
2、截止阀的密封面结构
截止阀密封结构，根据密封面材料分为软质和金属两大类，在阀门设计时可根据密封材料的特点采取相应的固定方法。
截止阀密封面结构型式如下：
（见图十）
在阀体上堆焊后加工
阀座滚压在阀体上
阀座焊在阀体上
平面式
阀座用螺纹拧在阀体上
截止阀密封面结构
用压板或压入阀瓣中
（对软质材料）
锥面环型
衬胶
锥面式
锥面线型
阀体为塑料
（阀瓣软、阀座硬最好，也可均为金属，但硬度差要考虑）
刀型
3、球阀密封面结构
由于球阀使用的场合不同，其密封面结构也不同，加上新结构、新材料、新工艺的不断问世，使球阀的使用范围也随之扩大，阀座密封面结构也多样化。
对球阀密封副结构，由于球体一般为金属材料，关键是阀座密封面结构的选择。
球阀密封面结构分类如下：
（见图十一）
密封圈固定方式
是否防火
注密封脂阀座
防火阀座
是否注密封脂
自由式
球阀阀座结构
金属
不注密封脂阀座
不防火阀座
线密封
非金属
密封接触面
面密封
4、蝶阀密封面结构
由于蝶阀具有其它阀类不可比的优点，近年来，许多新结构问世，已使蝶阀只能常温软质密封开始向高温硬密封发展，因此，目前密封面结构相当繁多。
其密封面结构分类如下表所示：
（见图十二）
非金属材料
自动密封
弹性金属材料
镶橡胶/塑料
镶衬式
蝶阀密封面结构
衬橡胶/塑料
充压式
三、阀门材料
阀门是管路中不可缺少的附件之一，由于其特殊性，它不仅要保证在不同温度、不同压力、不同介质的化学物理性能参数下的可靠功能，而且还要完成阀门在使用中的各种动作。
因此，这就决定了阀门在选材上的复杂性。
可以讲，目前存世的绝大部分材料，包括黑色金属、有色金属、工程塑料、橡胶和搪瓷等在阀门中均可用到。
尽管表面上看，一台阀门很简单，但实际上阀门中每个零件材料所涉及的学科却是其它机械产品无法比拟的。
它不仅涉及到材料学、流体力学、热力学、化学、腐蚀学、金相学，而且还涉及到机械设计学、自动控制学、机械制造学以及探伤、焊接等学识。
因此，对每一个合格的阀门工程技术人员来讲，不仅要具备对阀门产品结构的熟知并创新，在理论和科研上的扎实基础，而且在如何选好材料上更要具备较高的素质，为了达到这样的目标，就要做到以下几点：
1、要广泛熟悉并收集国内外现有的各种材料的信息和相应材料标准。
2、在实际工作中，不断积累经验。
3、密切和科研单位的合作，有针对性地研制阀门所需的新材料，以便拓宽选材范围。
建国以来，我国在阀门新材料的研制上举不胜举，比如：
为四川天然气工程研制了耐H2S介质的阀杆材料318钢、抗咬伤的303Se，410Se等易切削不锈钢、耐低温-101℃的3.5Ni（L3）低温钢、耐高温的ZG2Cr5Mo高温钢、耐海水腐蚀的双相不锈钢，镍基合金铸铁，耐冲蚀和磨损的耐磨铸铁等。
提高阀门密封面寿命的SF-3T、SF-4T、SF-5T等堆焊焊条。
这些成果均是先提出课题或国家下达科研计划、经有关部门配合攻关而成。
一）、材料的选用原则
由于阀门属于受压容器范畴，而且阀门中每个零件在阀门中起的作用也不尽相同。
因此，为保证阀门的安全可靠，在阀门零件具体选用时，合理与否至关重要。
在选用阀门零件材料时，可遵循以下几点原则：
1、适用性：
即选材时要符合相应阀门零件的使用功能。
2、可行性和经济性：
即选材料时，要立足于市场上便于采购，价格适宜，并且不能高材低用。
3、可靠性：
即在选定了某种阀门零件材料后，还要进行必要的计算，考虑可能出现的问题以及采取的相应措施，力保选用的材料满足使用功能。
4、工艺性：
即在选材时，考虑加工的工艺性，以求得最佳的经济效果。
为了更直观、简单的保证阀门材料的选用合理，各国均在长期设计、制造和使用的基础上，对通用阀门的选材进行了科学总结，并制定了相应规范下的选材标准。
例如：
我国在JB/T5300-91标准中就对一般阀门的基本材料作了详细规定。
它适用于灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、铜合金、碳素钢、高温钢、低温钢及不锈耐酸钢等阀门。
目前，国内外有关材料的标准很多，在具体阀门设计工作中，可以按需要对照相应材料标准去选用。
但对阀门特殊工况下材料选用，由于无实际经验可借鉴，选材较为复杂和困难，需要反复论证，并结合必要的实验验证。
随着科学技术的不断发展，许多新材料在不断问世，这对不断提高阀门的使用可靠性和新产品的设计开发提供了可靠基础。
二）、材料的表示方法
由于阀门零件材料的牌号和标准规范较多，而且各国表示方法也不一样，因此，在图样设计中必须标出相应材料的具体牌号和标准。
阀门零件材料的表示方法基本上分我国体系和国外体系两种。
阀门零件材料的表示方法及原则，一般采用相应的标准规范加材料牌号的方法。
比如对碳钢铸件：
我国表示为GB/12229-89WCB，对ASTM标准表示为ASTMA216WCB。
三）、阀门材料的选用
根据阀门的结构特点，阀门零件材料基本上可分为以下几大类：
承压件材料（阀体、阀盖等）
内件材料（阀杆、密封面、上密封等）
栓接材料（各部位的紧固件）
密封材料（垫片、填料等）
灵敏件材料（弹簧、膜片等）
一般材料（支架、手轮、阀杆螺母等）
由于阀门的特殊性，在具体选用阀门零件时，应侧重考虑以下几个主要因素：
介质、介质温度、工作压力、其它因素
下边按阀门零件材料分类分别阐述材料的选用。
1、承压件材料的选用
承压件一般指承受介质内部压力的零件，如阀体、阀盖、端盖等。
它们是保证阀门使用强度的关键零件。
承压件一般可用铸造、锻造或板焊材料制成。
对常规阀门材料，国内外均在相应产品标准中作了规定，选择时一方面可由产品定单规定，按相应标准规范去选；
若产品定单中未作明确规定，则可用习惯的、成熟的材料。
比如，对≤425℃的碳钢阀门，承压件材料均为WCB。
在选用承压件材料时，所有承压件并不要求采用相同材料或同类材料。
但是适用的额定值应按主要承压件确定。
基于目前各种承压零件的使用范围不规范，现将常用的承压件材料选择列表于“承压件、阀杆、栓接及密封面材料（推荐）表”中。
需要注意的是：
表中（推荐）材料不是唯一的，可根据企业具体情况，自行决定，关键能保证阀门的使用性能。
2、内件材料的选用
内件指阀门内腔的主要零件，它包括密封面、阀杆和上密封座。
当然，其它内部的一般零件（销轴、遥杆、衬套等）也属于这一范畴。
内件材料同样承担阀门的关键功能，如密封、传递运动功能等。
对阀门内件材料,国内外也均有相关常用标准规范，在选用时，除定单中明确规定外，一般可按制造厂的标准材料规范。
为了大家使用方便，对常用的阀门内件材料的选用列于“承压件、阀杆、栓接和密封面材料（推荐）表”中。
密封面材料是影响阀门密封和使用寿命的关键，阀门产品必须要有相应的密封面材料标识，我国常用的密封面材料标识代号如下：
代号
铜合金
T
合金钢
H
橡胶
X
渗氮钢
D
尼龙
N
硬质合金
Y
氟塑料
F
巴氏合金
B
J
搪瓷
C
随着国际市场的开放，为便于和国际接轨，现将国际上通用的密封面材料标识如下表所示：
标识
铝
AL
氯丁橡胶
CR
黄铜
BRS
丁基橡胶
IIR
青铜
BRZ
乙烯、丙烯橡胶
EPR
碳铜
CS
氟橡胶
FPM
铸铁
CI
硅橡胶
SI
球墨铸铁
DI
不锈钢
SS
可锻铸铁
MI
13铬
CR13（D507\D507Mo\2Cr13）
表面硬化
HF（司太立）
18-8
整体阀座
INT
18-8Mo
表面硬化钢渗氮
SH
MYL
石棉
ASB
聚四氟乙烯
TFE
3、栓接材料的选用
栓接主要指阀门零件之间连接用的螺栓（螺钉）、螺母等零件，尽管它属于标准件范畴，但在阀门中所起的安全作用是相当重要的。
由于栓接材料既要受温度——压力等级的限制，还可受介质、环境等因素的影响。
因此，在栓接材料选用时，一定要慎重对待。
栓接材料的选用，各国均有相应的材料标准规范，但均无硬性规定，制造企业可根据阀门的实际使用情况选用，只要材料符合企业相应的标准规范即可。
现将常用的栓接材料列表于“承压件、阀杆、栓接和密封面材料（推荐）表”中。
4、密封材料的选用
阀门中各处的密封是阀门能否可靠使用的又一关键。
目前，阀门用各类密封材料品种极多，选用时比较复杂。
由于阀门结构的复杂性和特殊性，造成用于防止介质内漏和外漏的密封材料品种也多样化。
为便于系统地掌握阀门密封材料的概况，现将阀门密封材料按分类法进行说明。
整体材料
硬质密封材料
堆焊材料
软质密封材料
防止内漏的密封材料
喷焊材料
升级会员 