《阀门分类应用》PPT课件.ppt

11.1 阀门选用基础11.1.1 阀门分类 用于超压安全保护。安全阀类分配阀、疏水阀等。介质。用于分离、分配或混合分流阀类用于阻止介质倒流。止回阀类阀等。调节阀、节流阀、减压力等。用于调节介质流量、压调节阀类球阀、蝶阀等。、旋塞阀、闸阀、截止阀、隔膜阀。用于截断或接通介质流截断阀类按 用 途 分 类 MPaPN MPaPN MPa.PN MPa.PNPN 1008010 465261超高压阀门高压阀门中压阀门低压阀门低于标准大气压真空阀门按 工 作 压 力 PN分 类 30 12030 450120450t ttt低温阀门常温阀门中温阀门高温阀门按 介 质 工 作 温 度 分 类 mmDN mmDN mmDN mmDN 14001200350 3004040特大口径阀门大口径阀门中口径阀门小口径阀门按 公 称 通 径 分 类 门。借助压缩空气驱动的阀气动阀门体介质）驱动的阀门。借助液体（水、油等液液动阀门电气装置驱动的阀门。用电动机、电磁或其它电动阀门装有齿轮等减速装置。递较大的力矩时，由人力驱动的阀门，传或链轮等，借助手轮、手柄、杠杆手动阀门按 驱 动 方 式 分 类 采用卡套与管道连接。卡套连接阀门阀体带有夹口。夹箍连接阀门接。阀体带坡口，与管道焊焊接连接阀门。阀体带内螺纹或外螺纹螺纹连接阀门阀体带法兰。法兰连接阀门按 与 管 道 连 接 方 式 11.1.2 公称通径和公称压力 公称通径 公称通径指阀门与管道连接处通道的名义直径，用DN表示。多数情况下，DN即连接处通道的实际直径，但有些阀门的公称通径与实际直径并不一致，例如有些由英制尺寸转换为公制的阀门，公称通径和实际直径有明显差别。按照我国国家标准GB 104770管子和管路附件的公称通径和1989年颁发的一系列阀门国家标准。不同类型的阀门具有不同的公称通径范围，详见“阀门产品样本手册”。 公称压力 公称压力指阀门在基准温度下允许的最大工作压力，用PN表示。阀门的公称压力值应符合我国国家标准GB104890管道元件公称压力的规定。 11.1.3 工作压力和压力温度等级阀门的工作压力是指阀门在工作温度下的最高许用压力。工作压力用Pt表示，脚码t等于介质温度除以10所得的数值，例如介质温度为250，则对应的工作压力用P25表示。同一公称压力等级的阀门在不同工作温度下允许相应工作压力构成了阀门的压力温度等级，它是阀门设计和选用的基础。阀门工作压力应符合阀门产品样本中所列的数值。样本中未提供所需的工作压力时，对钢制阀门可根据阀门材料，按照GB913188钢制法兰压力温度等级确定阀门工作压力。 11.1.4 阀门的压力试验 阀门的压力试验通常是指压力下的阀门整体强度试验，当设计上有气密性试验需求时，还应在强度压力试验后再进行气密性试验。 试验介质：压力下的强度试验应用水或其他粘度不高于水的小腐蚀性液体作为试验介质；压力下的气密性试验可用惰性气体或空气作为试验介质上规定了气密性试验的介质时。 试验压力强度压力试验时，试验压力为公称压力的1.5倍。气密性试验时，试验压力为公称压力的1.1倍。 11.1.5 阀门防火试验 对某些关键部位的阀门，不仅要求在正常操作下具有所希望的良好密封性，并且要求在恶劣的着火环境中仍具有密封性和可开关性。对这种“防火阀门”，可以要求制造厂对阀门进行防火试验，以确认当软密封材料被完全烧毁后，阀门仍然具有一定的密封作用。 1 2 3 4 5 6 7 阀体材料 公称压力数值 阀座密封面或衬里材料 结构形式 连接形式 驱动方式 阀门类型 11.1.6 阀门型号编制方法 根据JB30875规定，阀门的型号由七个单元顺序组成。 阀门类型代号 类型代号类 型代号闸 阀Z旋塞阀X截止阀J止回阀和底阀H节流阀L安全阀A球 阀Q减压阀Y蝶 阀D疏水阀S隔 膜阀G柱塞阀U注：阀温低于40、保温（带加热套）、带波纹管和抗硫阀门，在类型代号前分别加“”“”“”和“”汉语拼音字母。 传动方式代号 传动方式代 号传动方式代号电磁动0伞齿轮5电磁-液动1气动6电-液动2液动7蜗轮3气-液动8正蜗轮4电动9注：手动、手柄和扳手传动以及安全阀、减压阀、疏水阀省略本代号。 对于气动和液动：常开式用6、7表示；常闭用6、7表示； 气动带手动用6表示。防爆电动用“9”表示。蜗杆型螺母 用“3”表示。 连接形式代号连接形式代号连接形式代号内螺纹1对夹7外螺纹2卡箍8法兰4卡套9焊接6 注：焊接包括对焊和承插焊。 阀座密封面或衬里材料代 号阀座密封面或衬里材料代 号铜合金T渗氮钢D橡胶X硬质合金Y尼龙塑料N衬胶J氟塑料F衬铝Q锡基轴承合金（巴氏合金）B搪瓷C合金钢H渗硼钢P 阀座密封或衬里材料代号 阀体材料代号 注：PN1.6MPa的灰铸铁阀体和PN2.5MPa的碳素钢阀体，省略本代号。阀体材料代 号阀体材料代 号HT25-47（灰铸铁）Z Cr5Mo IKT30-6（可锻铸铁）K 1Cr18Ni9Ti PQT40-25（球墨铸铁）Q Cr18Ni12Mo2Ti RH62（铜合金）T 12Cr1MoV VZG25 （碳素铸钢）C 11.2 阀门类型和规格11.2.1闸阀 闸阀是指关闭件（闸板）沿通道中心线的垂直方向移动的阀门。在管道上主要作截断用，也具有一定的调节流量的性能。明杆闸阀还可从阀杆升降高度看出阀的开度大小。 11.2.1.1 分类和结构 根据闸板的构造分为平行式闸阀和楔式闸阀两类。平行式闸阀有双闸板和单闸板之分；楔式闸阀有双闸板、单闸板和弹性闸板之分。根据阀杆的构造分为明杆闸阀和暗杆闸阀两类。明杆闸阀的阀杆螺纹及螺母不与介质接触，不受介质温度的腐蚀性的影响，开启程度明显易见，因而得到广泛应用。暗杆闸阀的螺杆螺纹及螺母与介质接触，受介质温度和腐蚀性影响，但阀的高度尺寸较小。暗杆闸阀适用于非腐蚀性介质及外界环境条件较差的场合。 按照阀体内通道直径是否一致，闸阀结构还有等径和缩径的区别。缩径闸阀阀座处的通径小于法兰连接处的通径；等径闸阀阀处的通径与法兰连接处的通径相一致。通径收缩能使阀门的零件尺寸缩小，开、闭所需的力亦相应减小，同时亦可扩大零部件的通用范围。但是，通径收缩后，流体阻力损失将增加。在需要清管的输油或输气管线上，为便于清管器通过阀门，不允许采用缩径的闸阀。分类和结构 图1 闸阀 11.2.1.2 特点 11.2.2 球阀 球阀是利用一个中间开孔的球体作阀心，靠旋转球体来控制阀的开启和关闭。球阀可做成直通、三通或四通。球阀在管道上主要作截断、分配和改变介质流动方向用。球阀是近些年来发展较快的阀型之一。球阀按球的结构形式一般可分为以下两类。 浮动球球阀 这种球阀的球体是浮动的，在介质压力作用下，球体能产生一定的位移并压附在出口端的密封圈上，保证出口端密封。 浮动球球阀结构简单，密封性能好，但出口端密封处承压高，操作扭矩也较大。这种结构广泛用于中低压球阀，适用于DN150mm。 固定球球阀 这种球阀的球体是固定的，受压后不产生移动，通常在与球成一体的上下轴上装有滚动或滑动轴承，操作扭矩小，适用于高压和大口径阀门。球阀 由于球阀座采用了橡胶材料，所以其使用温度受到了限制。为应付可能发生的火灾情况，许多设计者都采用辅助性的金属对金属密封。球阀不适宜用作节流阀；但其在部分开启状态下，可用来将进入或排出系统的压力减小。在生产设备上，球阀常用作一般目的的开/闭阀。球阀 11.2.3 截止阀截止阀是指关闭件（阀瓣）沿阀座中心线移动的阀门，在管道上主要作截断用。按照螺纹在阀杆上的位置分为上螺纹阀杆截止阀和下螺纹阀杆截止阀。上螺纹阀杆截止阀的阀杆螺纹处在介质之外，阀杆螺纹不受介质浸蚀，亦便于润滑，此种结构采用得较普遍。下螺纹阀杆截止阀的阀杆螺纹在阀体内与介质直接接触，不仅无法润滑，还受介质浸蚀，此种结构用于小口径阀门和温度不高的介质。 根据截止阀的通道方向，一般可分为直通式截止阀、角式截止阀和三通截止阀。三通截止阀有三个通道，可作改变介质流向和分流介质之用。应用最普遍的是直通式截止阀。图3 截止阀 11.2.4 止回阀 依靠介质本身的流动自动开、闭阀瓣，介质只能单方向流动、可防止介质倒流的阀门叫止回阀。油气集输常用的止回阀可分为两种类型：升降式止回阀。这种阀门的阀瓣沿着阀座孔的中心线移动，阀瓣靠流体的推力打开，靠重力落下，因此它只能安装在水平管道上。升降式止回阀的阀体形状与截止阀相似，因此它的流体阻力系数亦较大。旋启式止回阀。这种阀门的阀瓣绕阀座处的销轴旋转。阀瓣一般为整体结构，有些大口径止回阀（公称直径为600mm及以上）采用多瓣式。 11.2.5 安全阀 安全阀安装在受内压的管道和容器上起保护作用，当被保护系统内介质压力升高到超过规定值（即安全阀的开启压力）时，自动开启，排放部分介质，防止压力继续升高；当介质压力降低到规定值（即安全阀的回座压力）时，自动关闭。 11.2.5.1分类(1)安全阀按加载结构分为杠杆重锤式安全阀。重锤通过杠杆加载到阀瓣上，载荷几乎不随开启高度变化。由于这种安全阀杠杆部分的尺寸比较大、使整个阀比较笨重，回座压力低，在工程中已较少采用。先导式安全阀。由主阀和副阀组成。介质压力和弹簧压力同时加载于主阀瓣，超压时副阀瓣先开启，导致主阀开启。主要用于大口径和高压的场合。 弹簧式安全阀。弹簧力加载于阀瓣，载荷随开启高度变化。优点在于比重锤式安全阀小，轻便，灵敏度高，安装位置不受严格限制，在油气集输工程中普遍采用。 (2)安全阀按开启高度分为微启式安全阀。开启高度为阀座喉径的1/401/20，通常做成渐开式（开启高度随压力变化而逐渐变化）。主要用于泄放量较小的液体介质场合。全启式安全阀。开启高度等于或大于阀喉径的1/4，通常做成急开式（阀瓣在开启的某一瞬间突然跳起，达到全开高度）。主要用于气体、蒸汽介质的场合和泄放量大的流体介质场合。开启高度在微启式和全启式之间的渐开式或急开式。 (3)安全阀按阀体构造可分为 全封闭式。排放时介质不会向外泄漏而全部通过排泄管排放掉。半封闭式。排放时，介质一部分通过排泄管排放，另一部分从阀盖与阀杆的配合处向外泄漏。敞开式。排放时，介质不通过排泄管，直接由阀瓣上方排放。 11.2.5 阀瓣是一个圆盘，通过阀杆旋转，阀瓣在阀座范围内作90转动，实现阀门的开关。它在管路中起关断作用。 亦可调节流量。 气动蝶阀电动蝶阀 11.3 阀门的选用和计算11.3.1 阀门选用的一般原则11.3.1.1 阀门类型的选择 在各种类型的阀门中，安全阀、止回阀、蒸汽疏水阀基本上属于“专用阀门”。所以，阀门类型的选择主要是确定截断阀的类型。几种截断阀的特点和适用场所见下表。 类 型 特 点 适 用 场 合闸 阀 结 构 较 复 杂 ， 长 度 小 但 高 度 高 ；流 体 阻 力 较 小 ； 启 闭 扭 矩 小 ，启 闭 时 间 长 （ 气 动 阀 除 外 ） ；密 封 可 靠 ， 介 质 可 以 双 方 向 流动 。 应 用 比 较 普 遍 ， 压 力 、 温 度 、通 径 使 用 范 围 较 宽 ， 适 用 于油 、 气 、 水 各 种 介 质 场 合 。球 阀 体 积 小 ， 重 量 轻 ； 中 、 小 口 径的 球 阀 结 构 简 单 ， 开 关 迅 速 ，便 于 遥 控 ， 密 封 可 靠 ， 但 加 工精 度 要 求 高 。 压 力 、 通 径 使 用 范 围 较 宽 ， 适 合于 原 油 、 天 然 气 介 质 场 合 ， 特 别适 用 于 输 油 输 气 管 道 的 线 路 截 断阀 。截 止 阀 结 构 比 闸 阀 简 单 ； 阀 体 较 长 但开 启 高 度 比 闸 阀 小 ； 密 封 性 能好 ， 但 流 体 阻 力 大 ； 启 闭 力 矩大 ， 启 闭 时 间 较 长 。 压 力 、 温 度 使 用 范 围 较 宽 ，但 通 径 受 限 制 ， DN一 般 在200mm以 下 ， 主 要 用 于 水 、气 和 蒸 汽 介 质 场 合 。 几种截断阀的特点和适用场所 11.3.1.2 阀门结构形式的选择（1） 闸阀采用机械清管工艺的输油输气管道，在两个站清管器收、发筒之间的闸阀应选用全通径平板闸阀（带导流孔平板闸阀）。安装在重要部位，而开关不频繁的闸阀应当选用单闸板闸阀，如储油罐的罐前阀、进站阀组上的阀门等。一般选用明杆闸阀。双闸板闸阀宜直立安装，即阀杆处于垂直位置，手轮、手柄在顶部。单闸板闸阀可任意位置安装。 （2） 安全阀压力容器和管线上的安全阀，一般选用弹簧安全阀。原油、轻油和天然气介质场合的安全阀应选用全封闭型。微启式安全阀泄放量小，一般只用于泄放量较小的液体介质场合。全启式安全阀泄放量大，适用于气体和液体介质。 （3）止回阀升降式止回阀只适用于水平管线。 旋启式止回阀通常装设在水平管路上，但安装位置无严格限制，也可以装设在垂直或倾斜管路上（流体方向应自下而上）。 11.3.1.3 驱动方式的选择 集输工程所用的阀门，主要有4种驱动方式，即手动、电动、气动和电磁驱动。各种驱动方式的特点及适用场合见下表。 驱 动方 式 特 点 用 途手 动 驱 动 力 小 ， 不 能 遥 控 ， 开 关速 度 慢 ， 但 最 简 单 。 用 于 开 关 不 频 繁 ， 不 要 求 遥 控 和 快 速操 作 、 手 动 无 困 难 的 阀 门 。 在 就 地 操作 的 站 库 应 用 普 遍 。电 动 驱 动 力 大 ； 开 关 速 度 比 手 动 快 ，比 气 动 慢 ； 可 以 远 距 离 遥 控 ；但 结 构 较 复 杂 。 用 于 手 动 快 速 操 作 有 困 难 的 高 压大 直 径 阀 门 或 要 求 遥 控 的 阀 门 。在 遥 控 操 作 的 站 库 应 用 普 遍 。气 动 驱 动 力 比 电 动 小 开 关 迅 速 ；一 般 在 阀 门 附 近 操 作 ； 配 套（ 供 风 ） 系 统 较 复 杂 。 用 于 开 关 频 繁 的 中 低 压 阀 门（ Pn 2.5MPa） ， 截 断 阀 ， 防 火 、防 爆 场 所 。电 磁 驱 动 驱 动 力 小 ,行 程 小 ， 开 关 迅 速 。 用 于 快 速 开 关 的 小 口 径 阀 门 。 驱动方式的特点和适用场合 11.3.1.4 阀门连接型式的选择 常用的阀门连接型式有三种，即法兰连接、焊接连接和丝扣连接，可按下列原则进行选择：DN50mm的阀门一般采用法兰连接型式；输气管线用阀门，DN400mm并且PN4.0MPa者，宜采用焊接连接型式。 11.3.1.5 阀体材料的选择 阀体材料应按照阀门的公称压力、工作温度、介质特性、阀门安装部位的重要程度和外界环境等因素选用。轻油、原油、天然气介质的阀门应选用钢阀，其中安装在室外的阀门和处于重要部位的阀门必须采用钢阀。空气、水、蒸汽介质的阀门，当安装在室外时，应采用钢阀门；当安装在室内时，可按照介质工作压力和温度确定阀体材料。 11.3.2 弹簧安全阀的选用和计算11.3.2.1 压力开启压力安全阀开始起跳时的压力，称为安全阀的开启压力。设备或管道的设计压力P，MPa（表压）安全阀开启压力P0，MPa（绝）P1.8 P 0=P+0.18+0.11.8P7.5 P0=1.1PP7.5 P0=1.05P 最高泄放压力安全阀达到最大泄放能力时的压力，可按下式计算： am ppp 0Pm最高泄放压力，MPa（绝）；Pn开启压力，MPa（绝）；P a聚集压力，无火压力容器上的安全阀Pa0.1P0，着火有爆炸危险容器上的安全阀Pa0.2P0。 背压阀门出口压力，用P2表示，等于安全阀开启前泄压总管的压力与安全阀开启后介质流动所产生的流动阻力之和。背压值一般应小于气体的临界流动压力。11.3.2.2 泄放量 在排放压力下安全阀达到的排量为泄放量。设备（不包括蒸汽锅炉）和管线用安全阀的泄放量，一般取为设备和管线出口阀误操作而关闭时，进入物料的总量。 出口处的用气量增加或入口压力降低，燃气出口压力下降，薄膜上下压力不平衡，薄膜下降，阀门开大，燃气流量增加，使压力恢复平衡状态；反之，出口处用气量减少或入口压力增大时，燃气出口压力升高此时薄膜上升，阀门关小，燃气流量减少，出口压力逐渐恢复原来状态。无论用气量及入口压力如何变化，调压器总能自动保持稳定供气压力。 图1 图2 图3 图4 图5