阀门的几种分类形式与材料选用.docx
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阀门的几种分类形式与材料选用
阀门的几种分类形式
来源：
阀门 | 日期：
2008-04-02 | 浏览：
17
１、阀门定义
按定义，阀门是专门设计成的机械器件用以直流、启动、停止、混合或调节工艺流体的流量、压力或温度。
阀门能设计成处理液体或气体的运行。
按阀门的设计、功能和应用的特征，它的类型、尺寸和压力等级有很多种类。
最小的工业阀门重量可小到1L（0.45kg），可舒适地放于人的手中。
而最大的可重到10t（9070kg）以上，高度达到24ft（6.1m）以上。
工业过程阀门能用于管线尺寸由公称直径DN15到超过DN2000。
今天现有阀门的领域已由简单的水龙头发展到备有信息处理机的控制阀，该信息处理机提供工艺过程的单环路控制。
今天最常用的类型是闸阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、止回阀、泄压阀和截止阀等。
阀门能由许多种材料制造，大多数阀门是由钢、铁、塑料、铜或大量的特殊合金制造。
2、按功能阀门分类
按处理的工艺流体的功能和设计的特征
阀门可分为三类：
双位式（开-关式）阀门，它具有控制物流闭合和允许其通过的功能；止回阀，它只允许物流向一个方向运动；节流阀，它可在全开到全关的任一点上调节物流。
按功能给阀门定义的一个混乱情况是特殊的阀体设计，诸如截止阀、闸阀、旋塞阀、球阀、蝶阀和胶管形阀门可符合一个、二个或所有三类分类。
例如，旋塞阀可用于开-关双向操作，或增加执行机构，可用作节流控制阀。
另一个例子是球形阀体，根据其部设计可以是开-关双位阀、止回阀或节流阀。
因此当将特殊阀门类型和特殊分类视为等同时，用户应小心。
双位式阀门（开-关阀门）
有时指的是隔断阀，双位阀是用于起动或停止通过工艺过程的介质流动。
通常双位式阀门包括闸阀、旋塞阀、球阀、泄压阀和缸底阀。
大多数双位式闸阀是手工操作，不过增加一个执行机构它可自动操作。
双位式阀门通常用于物流必须环绕一个区域改变方向，在该区域进行维护或在此处工人们必须防护潜在的安全危害。
他们对混合物料亦有用途，即当在预先确定的适当时间大量物流被混合且不要求准确计量。
安全管理系统也要求自动的双位式阀门，当紧急情况发生时立即关闭系统。
泄压阀是自身执行的双位式阀门，仅当超过预先设定压力时阀门打开。
该种阀门分为两类：
泄压阀和安全阀。
泄压阀是用于防护液体操作过量增压的；安全阀是用于气体操作，此处系统过量增压存在着安全和工艺过程危害并必须放空。
止回阀
止回阀仅允许流体在预期的方向流动。
此设计是这样的，即在相反方向的任何流动或压力被机械地限制其产生。
所有的单向阀都是止回阀。
止回阀用于防止流体的返流，返流会损坏设备和扰乱工艺过程。
当泵或压缩机停工时，这种阀门特别有用于防护液体运行的泵或气体运行的压缩机产生返流。
止回阀也应用于具有不同压力且必须保持分开的工艺系统。
节流阀
节流阀阀是用于调整运行中的流量、温度或压力的。
这些阀门可在阀门行程之任何位置活动并固定在该位置，包括全开或全关位置。
因此，他也能起双位阀的作用。
不过，许多节流阀设计是备有手操作的手轮和拉杆，有些是备有执行机构和执行机构系统，以提供较大的推力、调位能力以及自动控制。
压力调节器是节流阀，它改变阀的位置以保持下游生产的恒压。
如下游生产压力升高，调节器略微关闭以降低压力。
如果下游生产压力下降，调节器打开以增加压力。
节流阀家族的一部分为自动控制阀，有时简称为控制阀，是一个描述阀门的术语，有时简称为控制阀，是一个描述阀门的术语，它能改变流动条件以满足工艺要求。
这些阀门永远备有执行机构以达到自动控制。
执行机构设计成接收一个命令信号并利用外部动力源（空气、电、或液压）转换到一具体阀门位置，以符合具体时间的功能要求。
控制环路中的末控制元件
控制阀是最常用末控制元件。
术语末控制元件指的是高功能设备，它需要提供动力和准确度，去控制流动介质达到预期的运动条件。
另外一些控制元件包括计量泵、百页窗、阻尼器、变节距风叶及电流控制设施。
作为末控制元件，控制阀是控制环路的一部分，它通常除控制阀外尚由其它两元件组成：
传感元件和操纵器。
传感元件（传感器）测量具体工艺条件，如流体压力、液位或温度。
传感元件利用传送器将带有工艺条件信息的信号传送到操纵器或较大的分配控制系统。
操纵器接受自传感器传来的输入，并与设定点或与工艺部位所需预期值进行比较。
比较设定点的实际输入，操纵器经过传送一个信号到末控制元件（大概不会是控制阀）对工艺作出任何必要的修正。
阀门按照由操纵器送出的信号作出变化，该操纵器是由传感元件进行测量和验证。
3、按照应用分类
应用分类介绍
虽然阀门经常按功能分类，但它们有时也按应用分类，该应用确定了设计特点。
使用三个分类：
通用工况阀门，为多用途的阀门设计，它能应用于为数众多的操作而不需进行修改；特殊工况阀门，为特殊用途设计的阀门；严重工况阀门，为高度地设计以避免困难操作的副作用。
通用工况阀门
通用工况阀门是那些为多数普通操作设计的阀门，其具有低的额定压力，在美国国家标准协会（ANSI）的150级到600级之间，中等额定温度在-50～650°F（-46～343℃）之间，非腐蚀性介质和普通压降而不会导致气穴和闪蒸。
通用工况阀门设计有一定程度的互换性和适应性以使它们在较广泛的工况中应用。
阀体材料被规定为碳钢和不锈钢。
特殊工况阀门
特殊工况阀门是定做制造的阀门，它是为正常工艺运行以外的单一应用而设计的。
由于其奇特的设计和制造，它只能在有关特定工况的参数和运行条件下才可操作。
该阀门通常用于处理一个需要的温度、高压或在腐蚀的介质中。
严重工况阀门
特殊工况阀门属于严重工况阀门，该严重工况阀门具有特殊特性以处理发挥性物质，诸如高压力降导致严重气穴、闪蒸、堵塞或高噪音等级。
该种阀门可在截止阀上设计很好的阀芯，或特殊阀盘；或在旋转阀中设计特殊球以减少或防止运行中的影响。
4、按运动分类
某些用户将阀门按阀门机械运动分类。
直线运动阀（通常也叫做直线阀），它具有一个滑动阀杆以推动一个闭合元件到开启过关闭位置（闭合元件是指部阀门设施用来打开、关闭或调整流量）。
闸阀、截止阀、胶管阀、隔膜阀、对开阀体阀、三通阀和角阀等都属于此类阀门。
直线阀由于设计简单、容易维护和较其它运动分类的阀门有更多的尺寸、压力等级和设计选择，所以它们是目前已有阀门中的最通用型式。
另一方面，旋转运动阀（也叫做旋转阀）使用闭合元件在1/4转角或45°围，打开或堵塞流道。
旋转阀通常较其类似的直线阀的尺寸小和重量轻。
他们被限制在一定的压力降下工作，易于产生气穴和闪蒸的现象。
但是旋转阀的设计已经成熟，它们已经克服这些原有的限制，现在正被加速应用。
5、按阀门开口尺寸分类
全开口阀门
在工艺系统，大多数阀门是设计成通过使闭合元件的流动通道或面积小于管线径，而将其流量限制到某个围。
另一方面，某些闸阀或球阀可设计成其部流动通道有足够尺寸使物流通过而无明显的限制。
这种阀叫做全开口阀门，因为其部流道等于入口的全面积。
全开口阀门主要用于开-关和断路公况，此处物流必须停止或转向。
全开口阀门也允许在管线使用“猪”，“猪”是自驱动的（或流动驱动）机构，以净化管线部和除去任何工艺聚集或铁锈。
缩口阀门
另一方面，缩口阀门是闭合元件节制流量的阀门。
闭合元件的开口的流动面积小于管线径的面积。
例如，直线截止阀的阀座或旋塞阀的套筒通道具有与阀门进口和出口径相同的流动面积。
此种节流当物流通过闭合元件时，可使阀门产生压力降，当物流通过节流区后可使部分压力恢复。
缩口阀门主要目的是通过减流或通过节流以控制流量，它等于调节封闭元件使阀门在某一开度上提供不同的物流量。
常用阀门主要零部件材料选用解析
来源：
阀门 | 日期：
2008-04-01 | 浏览：
10
从工作压力、介质温度、介质特性、使用强度的角度，阀门的关键零部件体现在阀体、阀门密封和阀杆等三个方面，主要根据下列因素，来决定对不同牌号的黑色金属、有色金属、合金、非金属材料的选用：
1、工作介质的压力、温度和特性。
2、该零部件在阀门结构中所要起到的作用及所要承受的压力。
3、能够体现较好的工艺性。
4、在满足阀门功能要求的情况下，能达到最佳性价比。
第一部分阀体、阀盖和阀板（阀瓣）的材料
阀体、阀盖和闸板（阀瓣）由于直接承受介质压力，所以该零部件的选择，必须符合“阀门的压力与温度等级”的规定。
常用材料有以下几种：
一、碳素钢：
适用于公称压力PN≤32.0MPa，温度为－30～425℃的水、蒸汽、空气、氢、氨、氮及石油制品等介质。
常用牌号有WC1、WCB、ZG25及优质钢20、25、30及低合金结构钢16Mn。
二、不锈耐酸钢，适用于公称压力PN≤6.4Mpa、温度≤200℃硝酸，醋酸等介质，常用牌号有ZG0Cr18Ni9Ti、ZG0Cr18Ni10<耐硝酸>，ZG0Cr18Ni12Mo2Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti<耐酸和尿素>
三、灰铸铁：
灰铸铁适用于公称压力PN≤1.0MPa，温度为－10℃～200℃的水、蒸汽、空气、煤气及油品等介质。
灰铸铁常用牌号为：
HT200、HT250、HT300、HT350。
四、可锻铸铁：
适用于公称压力PN≤2.5MPa，温度为－30～300℃的水、蒸汽、空气及油品介质，常用牌号有：
KTH300—06、KTH330—08、KTH350—10。
五、球墨铸铁：
适用于PN≤4.0MPa，温度为－30～350℃的水、蒸汽、空气及油品等介质。
常用牌号有：
QT400—15、QT450—10、QT500—7。
目前国阀门对球墨铸铁的选用围并不广，产品量小造成无法降低成本，因此造成滥竽充数的现象比较严重。
客户在选用压力大于2.5MPa的阀门时，建议采用钢制阀门为安全。
六、耐酸高硅球墨铸铁：
适用于公称压力PN≤0.25MPa，温度低于120℃的腐蚀性介质。
七、低温钢，适用于公称压力PN≤6.4Mpa,温度≥—196℃乙烯，丙烯，液态天然气，液氮等介质，常用牌号）有ZG1Cr18Ni9、0Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、ZG0Cr18Ni9
八、高温铜：
适用于公称压力PN≤17.0MPA、温度≤570℃的蒸汽及石油***。
常用牌号有ZGCr5Mo,1Cr5M0.ZG20CrMoV,ZG15Gr1Mo1V,12CrMoV,WC6,WC9等牌号。
具体选用必须按照阀门压力与温度规的规定。
九、铜合金：
适用于PN≤2.5MPa的水、海水、氧气、空气、油品等介质，以及温度－40～250℃的蒸汽介质，常用牌号为ZGnSn10Zn2（锡青铜），H62、Hpb59—1（黄铜）、QAZ19—2、QA19—4（铝青铜）。
第二部分密封面材料
阀门密封是决定阀门性能好坏的关键性因素，密封面材料的选用，通常要考虑耐腐蚀、耐擦伤、耐闪蒸、耐冲蚀、抗氧化等方面因素。
阀门密封通常分两大类：
（一）软密封：
1、橡胶（包括丁睛橡胶，氟橡胶等）2、塑料（聚四氟乙烯，尼龙等）
（二）硬密封材料：
1、铜合金（用于低压阀门）2、铬不锈钢（用于普通高中压阀门）3、司太立合金（用于高温高压阀门及强腐蚀阀门）4、镍基合金（用于腐蚀性介质）
第三部分阀杆材料
当阀门在启闭过程中，阀杆将受到上拉、下压和扭转的作用力，同时还承受介质自身压力，以及与填料之间产生的的摩擦力，所以阀杆材料的选择必须满足在规定温度下的保证足够的强度、韧性、抗腐蚀性、抗擦伤性，以及良好的工艺性。
常用的阀杆材料有以下几种：
一、碳素钢：
适用于介质温度不超过300℃的水、蒸汽等压力较低的介质（一般选用A5普通碳素钢）；介质温度不超过450℃的水、蒸汽等中压介质（一般选用35优质碳素钢）。
二、合金钢：
用于中压和高压，介质温度不超过450℃的水、蒸汽、石油等介质时，一般选用40Cr（铬钢）；用于高压、介质温度不超过540℃的水、蒸汽等介质时，可选用38CrMoALA渗氮钢；用于高压、介质温度不超过570℃的蒸汽介质时，一般选用25Cr2MoVA铬钼钒钢。
三、不锈耐酸钢：
用于中压和高压、介质温度不超过450℃的非腐蚀性介质与弱腐蚀性介质，可选用1Cr13、2Cr13、3Cr13铬不锈钢；用于腐蚀性介质时，可选用Cr17Ni2、1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti、Cr18Ni12Mo3Ti等不锈耐酸钢和PH15-7Mo沉淀硬化钢。
四、耐热钢：
用于介质温度不超过600℃的高温阀门时，可选用Cr10Si2Mo马氏体型耐热钢和4Cr14Ni14W2Mo奥氏体型耐热钢。
第四部分阀杆螺母材料
阀杆螺母一般存在于直行程阀门中，阀杆通过上下运动达到对阀门的开启或关闭，而这个过程全部要通过阀杆螺母，因此直接承受阀杆轴向力，必须具备一定的强度；同时阀杆螺母与阀杆是螺纹传动，要求摩擦系数小，不生锈和避免咬死现象。
阀杆螺母常用材料有以下几种：
一、铜合金：
铜合金的摩擦系数小、不生锈，是目前普遍采用的材料之一。
对于Pg<1.6Mpa的低压阀门可采用ZHMn58-2-2铸黄铜；对于Pg16-6.4Mpa的中压阀门可采用ZQAL9-4青铜；对于高压阀门可采用ZHAL66-6-3-2铸黄铜。
二、钢当工作条件不允许采用铜合金时，可选用35、40等优质炭素钢，2Cr13、1Cr18Ni9、Cr17Ni2等不锈耐酸钢。
工作条件不允许指下列情况：
1、用于电动阀门上，带有瓜形离合器的阀杆螺母，需要进行热处理获得高的硬度或表面硬度。
2、工作介质或周围环境不适合选用铜合金时，如对铜有腐蚀的氨介质。
GB12220-89通用阀门标志
来源：
阀门 | 日期：
2008-07-09 | 浏览：
12
本标准效采用国际标准ISO5209-1977《通用阀门 标志》。
1主题容
本标准规定了通用阀门必须使用的标志容及标记方法。
2标志
2.1 通用阀门的标志
通用阀门必须使用的和可选择使用的标志项目如下表所示。
项目
标 志
项目
标 志
1
公称通径（DN）
11
标准号
2
公称压力（PN）
12
熔炼炉号
3
受压部件材料代号
13
件材料代号
4
制造厂名
14
工位号
5
介质流向的箭头
15
衬里材料代号
6
密封环（垫）代号
16
质量和试验标记
7
极限温度（℃）
17
检验人员印记
8
螺纹代号
18
制造年、月
9
极限压力
19
流动特性
10
生产厂编号
注：
阀体上的公称压力铸字标志值等于10倍的兆帕（MPa）数，设置在公称通径数值的下方时，其前不冠以代号“PN”。
2.2手轮旋向的标志
如果手轮尺寸足够大,手轮上应设以指示阀门关闭方向的箭头或附加“关”字。
3标记方法
3.1公称通径大于或等于500mm阀门的标志
3.1.1表中1-4项是必须使用的标志,应标记在阀体上。
3.1.2表中5和6项只有当某类阀门标准中有此规定时才是必须使用的标志,它们应分别标记在阀体及法兰上。
3.1.3如果各类阀门标准中没有特殊规定,则表中7-19项是按需选择使用的标志.当里需要时,可标记在阀体或标牌上。
3.2公称通径小于50mm阀门的标志
3.2.1表中1-4项是必须使用的标志。
标记在阀体上还是标牌上，由产品设计都规定。
3.2.2表中5-19项标志的标记按3.1.2和3.1.3条规定。
3.3附加标志
3.3.1在不同位置可以附加表在任何一项标志。
例如：
设在阀体上的任何一项标志，也可以重复设在标牌上。
3.3.2只要附加标志不与表中标志发生混淆,可以附加其他任何标志。
例如：
产品型号等
各种事故工况下，安全阀泄放量的计算
来源：
阀门 | 日期：
2009-06-24 | 浏览：
0
1、阀门误关闭
a、出口阀门关闭，入口阀门未关闭时，泄放量为被关闭的管道最大正常流量。
b、管道两端的切断阀关闭时，泄放量为被关闭液体的膨胀量。
此类安全阀的入口一般不大于DN25。
但对于大口径、长距离管道和物料为液化气的管道，液体膨胀量按式（公式一）计算。
c、换热器冷侧进出口阀门关闭时，泄放量按正常工作输入的热量计算，计算公式一。
d、充满液体的容器，进出口阀门全部关闭时，泄放量按正常工作输人的热量计算。
按公式一计算液体膨胀工况的泄放量:
（公式一）2、循环水故障
a、以循环水为冷媒的塔顶冷凝器，当循环水发生故障（断水）时，塔顶设置的安全阀泄放量为正常工作工况下进入冷凝器的最大蒸汽量。
b、以循环水为冷媒的其它换热器，当循环水发生故障（断水）时，应仔细分析影响的围，确定泄放量。
3、电力故障
a、停止供电时，用电机驱动的塔顶回流泵、塔侧线回流泵将停止转动，塔顶设置的安全阀的泄放量为该事故工况下进入塔顶冷凝器的蒸汽量。
b、塔顶冷凝器为不装百叶的空冷器时，在停电情况下，塔顶设置的安全阀的泄放量为正常工作工况下，进入冷凝器的最大蒸汽量的75%。
c、停止供电时，要仔细分析停电的影响围，如泵、压缩机、风机、阀门的驱动机构等，以确定足够的泄放量。
4、不凝气的积累
a、若塔顶冷凝器中有较多无法排放的不凝气，则塔顶设置的安全阀的泄放量与“循环水故障”规定相同。
b、其它积累不凝气的场合，要分析其影响围，以确定泄放量。
5、控制阀故障
a、安装在设备出口的控制阀，发生故障时若处于全闭位置，则所设安全阀的泄放量为流经此控制阀的最大正常流量。
b、安装在设备入口的控制阀，发生故障时若处于全开位置时:
（1）对于气相管道，如果满足低压侧的设计压力小于高压侧的设计压力的2/3，则安全阀的泄放量应按式（公式二）计算:
（公式二）
如果高压侧物料有可能向低压侧传热，则必须考虑传热的影响。
（2）对于液相管道，安全阀的泄放量为控制阀最大通过量与正常流量之差，并且要估计高压侧物料有无闪蒸。
6、过度热量输入
换热器热媒侧的控制阀失灵全开、切断阀误开，设备的加热夹套、加热盘管的切断阀误开等工况下，以过度热量的输人而引起的气体蒸发量或液体的膨胀量来计。
７、易挥发物料进入高温系统
a、轻烃误入热油以及水误入热油等工况下，由于产生大量蒸汽，致使容器的压力迅速上升。
b、由于此事故工况下的泄放量无法确定而且压力升高十分迅速，所以，安装安全阀是不合适的，应设置爆破片。
c、这种工况的保护措施是确保避免发生此类事故。
8、换热器管破裂
a、如果换热器低压侧的设计压力小于高压侧的设计压力的2/3时，则应作为事故工况考虑。
b、根据（8-a）的条件，安全阀的泄放量按（公式三）计算出的结果和高压侧正常流量比较，取二者的较小值。
c、换热器管破裂时的泄放量
（公式三）
9、化学反应失控
a、对于放热的化学反应，如果温度、压力和流量等自动控制失灵，使化学反应失控，形成“飞温”，这时产生大量的热量，使物料急剧大量蒸发，形成超压。
这类事故工况，安装安全阀无论在反应时间，还是在泄放速率方面均不能满足要求，应设置爆破片。
b、如果专利所有者能提供准确的化学反应动力学关联式，推算出事故工况下的泄放量，则可以在专利所有者和建设方的同意下设置安全阀。
10、外部火灾
10-1、本规定适用于盛有液体的容器暴露在外部火灾之中。
10-2、容器的湿润面积（A）
容器液面之下的面形充称为湿润面积。
外部火焰传入的热量通过湿润面积使容器的物料气化。
不同型式设备的湿润面积计算如下:
（1）卧立式容器:
距地面7.5m或距能形成大面积火焰的平台之上7.5m高度围的容器外表面积与最高正常液位以下的外表面积比较，取两者中较小值。
①对于椭圆形封头的设备全部外表面积为:
②气体压缩机出口的缓冲罐一般最多盛一半液体，湿润表面为容器总表面的50%。
③分馏塔的湿润表面为塔底正常最高液位和7.5m高度塔盘上液体部分表面积之和。
（2）球型容器:
球型容器的湿润面积，应取半球表面积或距地面7.5m高度表面积二者中的较大值。
（3）湿润面积包括火灾影响围的管道外表面积。
10-3、容器外壁校正系数（F）
容器壁外的设施可以阻碍火焰热量传至容器，用容器外壁校正系数（F）反映对传热的影响。
（1）根据劳动部颁发的《压力容器安全技术监察规程》（1991年1月1日施行）
中规定:
a.容器在地面上无保温:
F=1.0
b.容器在地面下用砂土覆盖:
F=O.3
c.容器顶部设有大于101/（m2·min）水喷淋装置:
F=O.6
d.容器在地面上有完好保温，见（公式四）。
（2）根据美国石油学会标准API-520:
a.容器在地面上无保温:
F=1.0。
b.容器有水喷淋设施:
F=1.0
c.容器在地面上有良好保温时，按（公式五）计算:
（公式五） d.容器在地面之下和有砂土覆盖的地上容器，（F）值按（公式五）计算将其中的保温材料的导热系数和厚度换成土壤或砂土相应的数值。
另外，保冷材料一般不耐烧，因此，保冷容器的外壁校正系数（F）为1.0。
10-4、安全泄放量
（1）根据劳动部颁发的《压力容器安全技术监察规程》（1991年1月1日施行）
中规定:
a、无保温层
（公式六）b.有保温层
（公式四）
（2）根据美国石油学会标准API-520中规定:
对于有足够的消防保护措施和有能及时排走地面上泄漏的物料措施时，容器的泄放量为:
（公式七）
否则，采用计算:
水泵出口阀门类型选择的研究
来源：
阀门 | 日期：
2009-03-30 | 浏览：
0
1概述
水泵启停和供水系统用户取水流量变化都会引起管道压力波动，如果防护措施不当，会导致爆管或水泵破裂等严重事故。
在输水距离较长或水泵扬程较高的补给水系统中，设计者常采用气压式调压室作为调压设施来防止这类水锤事故的发生。
近年来的工程实践证明气压式调压室是一种行之有效的调压措施，对于那些距离超长（如60．5km以上的上都电厂）、地形复杂（西柏坡电厂）、扬程较高（滇东电厂）的输水系统在防止水锤方面具有良好的适用性。
2工况条件
通常情况下以水泵为驱动设施的供水系统在水泵出口都会设置一个缓闭止回阀（用作截止、止回、调节等），在设计部门这种选择几乎已成为程式。
缓闭止回阀的功能是防止断电停泵后系统的水倒流造成浪费和水泵倒转速过高而损坏设备。
应该说，对有些工程这样的设置方式是正确的，但是在对设置气压式调压室的供水工程的总结中发现…，相当一部分工程中采用这样的设置方式非但
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