阀 门 知 识 讲 座1.docx
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阀门知识讲座1
阀门知识讲座
华能南京电厂检修部
第一节阀门的基础知识
概述
阀门是流体管路的控制装置,其基本功能是接通或切断管路介质的流通,改变介质的流通,改变介质的流动方向,调节介质的压力和流量,保护管路的设备的正常运行。
近二三十年来,由于石油、化工、电站、冶金、船舶、核能、宇航等方面的需要,对阀门提出更高的要求,促使人们研究和生产高参数的阀门,其工作温度从超低温-269℃到高温1200℃,甚至高达3430℃,工作压力从超真空1.33x10-8Mpa(1x10-1㎜Hg)到超高压1460MPa,阀门通径从1mm到9750mm,阀门的材料从铸铁,碳素钢发展到钛及钛合金,高强度耐腐蚀钢等,阀门的驱动方式从手动发展到电动、气动、液动、程控、数控、遥控等。
第二节阀门的分类
阀门的用途广泛,种类繁多,分类方法也比较多。
总的可分两类:
第一类自动阀门:
依靠介质(液体、气体)本身的能力而自行动作的阀门。
如止回阀、安全阀、调节阀、疏水阀、减压阀等。
第二类驱动阀门:
借助手动、电动、液动、气动来操纵动作的阀门。
如闸阀,截止阀、节流阀、蝶阀、球阀、旋塞阀等。
此外,阀门的分类还有以下几种方法:
一、按压力,根据阀门的公称压力可分:
1.真空阀:
绝对压力<0.1Mpa
2.低压阀:
公称压力PN≤1.6Mpa的阀门(包括PN≤1.6MPa的钢阀)
3.中压阀:
公称压力PN2.5—6.4MPa的阀门。
4.高压阀:
公称压力PN10.0—80.0MPa的阀门。
5.超高压阀:
公称压力PN≥100.0MPa的阀门
二、按介质的温度分,根据阀门工作时的介质温度分:
1.普通阀门:
适用于介质温度-40℃~425℃的阀门。
2.高温阀门:
适用于介质温度425℃~600℃的阀门。
3.耐热阀门:
适用于介质温度600℃以上的阀门。
4.低温阀门:
适用于介质温度-40℃~-150℃的阀门。
5.超低温阀门:
适用于介质温度-150℃以下的阀门
三、按公称通径分,根据阀门的公称通径可分:
1.小口径阀门:
公称通径DN<40mm的阀门。
2.中口径阀门:
公称通径DN50~300mm的阀门。
3.大口径阀门:
公称通径DN350~1200mm的阀门。
4.特大口径阀门:
公称通径DN≥1400mm的阀门。
四、按与管道连接方式分,根据阀门与管道连接方式分;
1.法兰连接阀门:
阀体带有法兰,与管道采用法兰连接的阀门
2.螺纹连接阀门:
阀体带有内螺纹或外螺纹,与管道采用螺纹连接的阀门。
3.焊接连接阀门:
阀体带有焊口,与管道采用焊接连接的阀门。
4.夹箍连接阀门:
阀体上带有夹口,与管道采用夹箍连接的阀门。
5.卡套连接阀门:
采用卡套与管道连接的阀门。
第三节阀门的型号编制一、阀门的型号
阀门的型号是用来表示阀类、驱动及连接形式、密封圈材料和公称压力等要素的。
由于阀门种类繁杂,为了制造和使用方便,国家对阀门产品型号的编制方法做了统一规定。
阀门产品的型号是由七个单元组成,用来表明阀门类别、驱动种类、连接和结构形式、密封面或衬里材料、公称压力及阀体材料。
阀门型号的组成由七个单元顺序组成(见下表)
1.阀门的类型代号表1—1
阀门类型
代号
阀门类型
代号
阀门类型
代号
闸阀
Z
球阀
Q
疏水阀
S
截止阀
J
旋塞阀
X
安全阀
A
节流阀
L
液面指示器
M
减压阀
Y
隔膜阀
G
止回阀
H
柱塞阀
U
碟阀
D
2.传动方式代号用阿拉伯数字表示,按表1—2的规定
传动方式
代号
传动方式
代号
电磁阀
电磁—液动电—液动蜗轮
正齿轮
0
1
2
3
4
伞齿轮
气动液动气—液动
电动
5
6
7
8
9
注:
①手轮、手柄和扳手传动以及安全阀、减压阀、疏水阀省略本代号。
②对于气动或液动:
常开式用6K、7K表示;常闭式用6B、7B表示;气动带手动用6S表示。
防爆电动用“9B”表示。
3.连接形式代号用阿拉伯数字表示,按表1—3的规定
连节形式
代号
连节形式
代号
内螺纹
外螺纹法兰
焊接
1
2
4
6
对夹
卡箍卡套
7
8
9
注:
焊接包括对焊和承插焊
第四节阀体、阀盖和阀板(阀瓣)的材料阀体、阀盖和闸板(阀瓣)是阀门主要零件之一,直接承受介质压力,所用材料必须符合“阀门的压力与温度等级”的规定。
常用材料有下面几种:
一、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。
二、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。
三、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。
鉴于目前国内工艺水平,各厂参差不齐,用户又往往不易检验。
根据经验,建议PN≤2.5MPa,阀门还是采用钢制阀门为安全。
四、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。
五、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。
常用牌号有优质钢20、25、30及低合金结构钢16Mn。
六、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)。
七、高温铜:
适用于公称压力PN≤17.0MPA、温度≤570℃的蒸汽及石油产品。
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范的规定。
八、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
九、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>
第五节密封面材料
密封面是阀门最关键的工作面,密封面质量的好坏关系到阀门的使用寿命,通常密封面材
料要考虑耐腐蚀,耐擦伤,耐冲蚀,抗氧化等因素。
通常分两大类:
(一)软质材料
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)
第六节阀杆材料
阀杆在阀门开启和关闭过程中,承受拉、压和扭转作用力,并与介质直接接触,同时和填
料之间还有相对的摩擦运动,因此阀杆材料必须保证在规定温度下有足够的强度和冲击韧性,有一定的耐腐蚀性和抗擦伤性,以及良好的工艺性。
常用的阀杆材料有以下几种。
一、碳素钢
用于低压和介质温度不超过300℃的水、蒸汽介质时,一般选用A5普通碳素钢。
用于中压和介质温度不超过450℃的水、蒸汽介质时,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4Cr10Si2Mo马氏体型耐热钢和
4Cr14Ni14W2Mo奥氏体型耐热钢。
第七节阀杆螺母材料
阀杆螺母在阀门开启和关闭过程中,直接承受阀杆轴向力,因此必须具备一定的强度。
同
时它与阀杆是螺纹传动,要求摩擦系数小,不生锈和避免咬死现象。
一、铜合金
铜合金的摩擦系数较小,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无锡青铜。
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。
选用钢制阀杆螺母时,要特别注意螺纹的咬死现象。
蝶阀
什么是蝶阀
蝶阀又叫翻板阀,是一种结构简单的调节阀,同时也可用于低压管道介质的开关控制。
蝶阀是指关闭件(阀瓣或蝶板)为圆盘,围绕阀轴旋转来达到开启与关闭的一种阀,在管道上主要起切断和节流用。
蝶阀启闭件是一个圆盘形的蝶板,在阀体内绕其自身的轴线旋转,从而达到启闭或调节的目的。
蝶阀全开到全关通常是小于90°,蝶阀和蝶杆本身没有自锁能力,为了蝶板的定位,要在阀杆上加装蜗轮减速器。
采用蜗轮减速器,不仅可以使蝶板具有自锁能力,使蝶板停止在任意位置上,还能改善阀门的操作性能。
工业专用蝶阀的特点能耐高温,适用压力范围也较高,阀门公称通径大,阀体采用碳钢制造,阀板的密封圈采用金属环代替橡胶环。
大型高温蝶阀采用钢板焊接制造,主要用于高温介质的烟风道和煤气管道。
蝶阀在运用过程中的知识论述
30年代,美国发明了蝶阀,50年代传入日本,到60年代才在日本普遍采用,而在我
国推广则是70年代后的事了。
目前世界上一般在DN300毫米以上蝶阀已逐渐代替了闸阀。
蝶阀与闸阀相比有开闭时间短,操作力矩小,安装空间小和重量轻。
以DN1000为例,蝶阀约2T,而闸阀约3.5T,且蝶阀易与各种驱动装置组合,有良好的耐久性和可靠性。
橡胶密封蝶阀缺点是作节流使用时,由于使用不当会产生气蚀,使橡胶座剥落、损伤等情况发生。
为此,现在国际上又开发金属密封蝶阀,气蚀区减小,近几年我国也开发了金属密封蝶阀,在日本近年来还开发耐气蚀、低振动、低噪声的梳齿形蝶阀。
一般密封座的寿命在正常情况下,橡胶15年-20年,金属的80年-90年。
但如何正确选用则要根据工况要求。
蝶阀的开度与流量之间的关系,基本上呈线性比例变化。
如果用于控制流量,其流量特性与配管的流阻也有密切关系,如两条管道安装阀门口径、形式等全相同,而管道损失系数不同,阀门的流量差别也会很大。
如果阀门处于节流幅度较大状态,阀板的背面容易发生气蚀,有损坏阀门的可能,一般均在15°外使用。
蝶阀处于中开度时,阀体与蝶板前端形成的开口形状以阀轴为中心,两侧形成完成不同的状态,一侧的蝶板前端顺流水方向而动,另一侧逆流水方向而动,因此,一侧阀体与阀板形成似喷嘴形开口,另一侧类似节流孔形开口,喷嘴侧比节流侧流速快的多,而节流侧阀门下面会产生负压,往往会出现橡胶密封件脱落。
蝶阀操作力矩,因开度及阀门启闭方向不同其值各异,卧式蝶阀,特别是大口径阀,由于水深,阀轴上、下水头差所产生的力矩也不容忽视。
另外,阀门进口侧装置弯头时,形成偏流,力矩会有增加。
阀门处于中间开度时,由于水流动力矩起作用,操作机构需要自锁.
蝶阀的分类
1111.按结构形式分类
(1)中心密封蝶阀
(2)单偏心密封蝶阀(3)双偏心密封蝶阀(4)三偏心密封
蝶阀
2222.按密封面材质分类
(1)软密封蝶阀。
1)密封副由非金属软质材料对非金属软质材料构成。
2)密封副由金属硬质材料对非金属软质材料构成。
(2)金属硬密封蝶阀。
密封副由金属硬质材料对金属硬质材料构成。
3333.按密封形式分类
(1)强制密封蝶阀1)弹性密封蝶阀。
密封比压由阀门关闭时阀板挤压阀座,阀座或
阀板的弹性产生2)外加转矩密封蝶阀。
密封比压由外加于阀门轴上的转矩产生
(2)充压密封蝶阀。
密封比压由阀座或阀板上的弹件密封元件充压产生
(3)自动密封蝶阀。
密封比压由介质压力自动产生。
4444.按工作压力分类
(1)真空蝶阀。
工作压力低于标堆大气历的蝶阀。
(2)低压蝶阀。
公称压力PN<1.
6MPa的蝶阀。
(3)中压蝶阀。
公称压力PN为2.5--6.4MPa的蝶阀。
(4)高压蝶阀。
公称压力PN为10。
0--80.0MPa的蝶阀。
(5)超高压蝶阀。
公称压力PN>100MPa的蝶阀。
5555.按工作温度分类
(1)高温蝶阀。
t>450C的蝶阀
(2)中温蝶阀。
120C<t<450℃的蝶阀(3)常温蝶阀。
一40C<t<;120C的蝶阀(4)低温蝶阀。
一100<t<一40C的蝶阀(E)超低温蝶阀。
t<一100C的蝶阀
6666.按连接方式分类
(1)对夹式蝶阀。
(2)法兰式蝶阀。
(3)支耳式蝶阀。
(4)焊接式蝶阀。
蝶阀的优点
1、启闭方便迅速、省力、流体阻力小,可以经常操作。
2、结构简单,体积小,
重量轻。
3、可以运送泥浆,在管道口积存液体最少。
4、低压下,可以实现良好的密封。
5、调节性能好。
蝶阀的缺点
1、使用压力和工作温度范围小。
2、密封性较差。
蝶阀按结构形式可分为偏
置板式、垂直板式、斜板式和杠杆式。
按密封形式可分为软密封型和硬密封型两种。
软密封型一般采用橡胶环密封,硬密封型通常采用金属环密封。
按连接型式可分为法兰连接和对夹式连接;按传动方式可分为手动、齿轮传动、气动、液动和电动几种。
蝶阀的安装与维护
1、在安装时,阀瓣要停在关闭的位置上。
2、开启位置应按蝶板的旋转角度来确定。
3、带有旁通阀的蝶阀,开启前应先打开旁通阀。
4、应按制造厂的安装说明书进行安装,重量大的蝶阀,应设置牢固的基础。
蝶阀的选用
蝶阀的蝶板安装于管道的直径方向。
在蝶阀阀体圆柱形通道内,圆盘形蝶板绕着轴线旋转,旋转角度为0°-90°之间,旋转到90°时,阀门则处于全开状态。
蝶阀结构简单、体积小、重量轻,只由少数几个零件组成。
而且只需旋转90°即可快速启闭,操作简单,同时该阀门具有良好的流体控制特性。
蝶阀处于完全开启位置时,蝶板厚度是介质流经阀体时唯一的阻力,因此通过该阀门所产生的压力降很小,故具有较好的流量控制特性。
蝶阀有弹密封和金属的密封两种密封型式。
弹性密封阀门,密封圈可以镶嵌在阀体上或附在蝶板周边。
采用金属密封的阀门一般比弹性密封的阀门寿命长,但很难做到完全密封。
金属密封能适应较高的工作温度,弹性密封则具有受温度限制的缺陷。
如果要求蝶阀作为流量控制使用,主要的是正确选择阀门的尺寸和类型。
蝶阀的结构原理尤其适合制作大口径阀门。
蝶阀不仅在石油、煤气、化工、水处理等一般工业上得到广泛应用,而且还应用于热电站的冷却水系统。
常用的蝶阀有对夹式蝶阀和法兰式蝶阀两种。
对夹式蝶阀是用双头螺栓将阀门连接在两管道法兰之间,法兰式蝶阀是阀门上带有法兰,用螺栓将阀门上两端法兰连接在管道法兰上。
直通式隔膜阀
部件列表:
1.阀体2.阀体衬里3.隔膜4.阀瓣5.阀杆6.阀盖7、手轮
二、用途:
本阀专用于控制非腐蚀性或一般腐蚀性介质,阀体内腔表面无衬里或覆有可供选择的各种橡胶、适用于不同工作温度和液体管路。
适用温度:
≤85℃、≤100℃、≤120℃、≤150℃(按照衬里和隔膜材料)
压力等级:
PN(MPa)0.61.01.6
三、直通式隔膜阀材料:
阀体:
铸铁、球墨铸铁、碳钢、不锈钢
阀盖:
铸铁、球墨铸铁、碳钢、不锈钢
衬里:
无衬里、橡胶
隔膜:
橡胶
阀瓣:
铸铁、碳钢
阀杆:
碳钢、不锈钢手轮:
铸铁
五、直通式隔膜阀结构特点:
隔膜阀是一种特殊形式的截断阀:
1.弹性密封的开闭件,确保没有内漏;
2.流线型的流道,使得压力损失小;
3.没有填料函,因此没有外漏;
4.阀体与盖被中间隔膜隔开,使得隔膜上方的阀盖,阀杆等零件不受介质侵蚀;
5.隔膜可更换,维护费用低;
6.衬里材料的多样性,可适用于各种介质,并具有强度高、耐腐蚀性能好的特点。
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