阀门基础知识

*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,议题,2006年12月,SUE/SCB,CNPEC,*,阀门基础知识,1,主要内容,1 阀门概述、分类及表示方法,2 典型阀门介绍,3阀门的操作与维护,4 常见故障及维修,2,1 阀门概述、分类及表示方法,阀门是流体输送系统中的控制部件，具有截断、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。,3,一、阀门分类,1、按用途和作用分类,(1) 截断阀类： 主要用于截断或接通介质流。包括闸阀、截止阀、隔膜阀、旋塞阀、球阀、蝶阀等。,(2) 调节阀类： 主要用于调节介质的流量、压力等。包括调节阀、节流阀、减压阀等。,(3) 止回阀类： 用于阻止介质倒流。包括各种结构的止回阀。,(4) 分流阀类： 用于分配、分离或混合介质。包括各种结构的分配阀和疏水阀等。,(5) 安全阀类： 用于超压安全保护。包括各种类型的安全阀。,4,2、按工作压力P,N,分类,(1) 真空阀 P,N,低于标准大气压的阀门。,(2) 低压阀 P,N,的阀门。,(3) 中压阀 P,N,的阀门。,(4) 高压阀 PN的阀门。,(5) 超高压阀 P,N,100Mpa的阀门。,3、按介质工作温度t分类,(1) 高温阀 t450的阀门。,(2) 中温阀 120t450的阀门。,(3) 常温阀 -30t120的阀门。,5,(4) 低温阀 -150t-30的阀门。,(5) 超低温阀 t-150的阀门。,4、按阀体材料分类,(1) 非金属材料阀门 如陶瓷阀门、玻璃钢阀门、塑料阀门。,(2) 金属材料阀门 如铜合金阀门、铝合金阀门、铅合金阀门、钛合金阀门铁阀门、碳钢阀门、低合金钢阀门、高合金钢阀门。,(3) 金属阀体衬里阀门 如衬铅阀门、衬塑料阀门、衬搪瓷阀门。,6,5、按公称通径分类,(1) 小口径阀门 D,N,40mm。,(2) 中口径阀门 D,N,=50300mm。,(3) 大口径阀门 D,N,=350 1200mm。,(4) 特大口径阀门 D,N,1400mm。,6、按驱动方式分类,(1) 手动阀门 借助手轮、手柄、杠杆或链轮等，有人力驱动的阀门，传递较大的力矩时，装有涡轮、齿轮等减速装置。,(2) 电动阀门 用电动机、电磁或其它电气装置驱动的阀门。,(3) 液动阀门 借助液体（水、油等液体介质）驱动的阀门。,7,(4) 气动阀门 借助压缩气体驱动的阀门。,有些阀门依靠输送介质本身的能力而自行动作。如止回阀等。,7、按与管道连接的方式分类,(1) 法兰连接阀门 阀体带有法兰，与管道采用法兰连接。,(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。,(3) 焊接连接阀门 阀体带有坡口，与管道采用焊接连接。,(4) 夹箍连接阀门 阀体带有夹口，与管道采用夹箍连接。,(5) 卡套连接阀门 采用卡套与管道连接的阀门。,8,二、阀门的主要技术参数和型号表示方法,1、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D,N,表示。多数情况下，D,N,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。当阀门采用管焊或螺纹连接或连接的管道为标准钢管时，阀门的实际通径并不等于公称通径，而与钢管的内径相同。,9,2、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P,N,表示。阀门的公称压力值应符合我国国家标准GB 1048管道元件公称压力的规定。,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，用P,t,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。当阀门工作温度超过公称压力的基准温度时，其工作压力必须相应降低。同一公称压力等级的阀门在不同工作温度下允许的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。当样本中未提供所需的工作压力时，对,10,钢制阀门可根据阀门材料，按照GB 9131钢制法兰压力-温度等级确定阀门工作压力。,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要求时，还应在强度试验压力试验后再进行气密性试验。,1） 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，当设计上规定了气密性试验的介质时，介质还必须符合设计的规定。,11,2） 试验压力,（1） 强度压力试验时，试验压力为公称压力的倍。,（2） 气密性试验时，试验压力为公称压力的倍。,（3） 设计文件上对强度或气密性试验的试验压力有规定时，还必须符合设计的规定。,3） 工作压力,阀门的工作压力是指阀门在工作状态下的压力，它与阀门的材料和介质温度有关，用“P”表示，并在P的右下角附加最高温度除以10所得的整数。,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，而且要求在恶劣的着火环境中仍具有,12,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。,6、阀门型号编制方法,阀门的型号由七个单元顺序组成。举例如下：,13,（1） 阀门类型代号用汉语拼音字母表示。,（2） 传动方式代号用阿拉伯字母表示。,（3） 连接形式代号用阿拉伯字母表示。,（4） 结构形式代号用阿拉伯字母表示。,（5） 阀座密封面或衬里材料代号用汉语拼音字母表示。,（6） 公称压力数值，按GB 1048-90管道元件公称压力,的规定。,（7） 阀体材料代号用汉语拼音字母表示。,14,7、产品型号编制举例,Z944W,-10,Z,型 表示电动机驱动，法兰连接，明杆平行式双闸板，密封面由阀体直接加工的，公称压力为10MPa，阀体为灰铸铁的闸阀。其产品名称为电动平行式单闸板闸阀。,J21Y,-16,P,型 表示手动，外螺纹连接，密封面材料为硬质合金，公称压力为16MPa，阀体材料为铬镍不锈钢的直通式截止阀。其产品名称为外螺纹截止阀。,J44H,-32型 表示手动，法兰连接，直角式，合金钢密封圈，公称压力为32MPa的截止阀。其产品名称为角式截止阀。,15,表1-1 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“D”、“B”、“W”、“K”汉语拼音字母。,16,表1-2 传动方式代号,注,：、气动、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6K、7K表示；常闭用6B、7B表示；气动带手动用6S表示；防爆电动用9B表示；蜗杆采用T型螺母用3T表示。,传动方式,代 号,传动方式,代 号,电磁动,0,伞齿动,5,电磁-液动,1,气 动,6,电-液动,2,液 动,7,涡 轮,3,气-液动,8,正涡轮,4,电 动,9,17,表1-3 连接形式代号,注,：焊接包括对焊和承插焊。,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,6,18,表1,-,4 结构形式代号,19,20,21,表1-5 阀座密封或衬里材料代号,注,：由阀体直接加工的阀座密封面材料代号用“W”表示；当阀座和阀瓣（闸板）密封面料不同时，用低硬度材料代号表示（隔膜阀除外）。,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,B,搪瓷,C,合金钢,H,渗硼钢,P,22,表1-6 阀体材料代号,注,：P,N,的灰铸铁阀体和P,N,的碳素刚阀体，省略此代号。,阀体材料,代号,阀体材料,代号,HT25-47（灰铸铁）,Z,Cr5Mo,I,KT30-6（可锻铸铁）,K,1CrI8Ni9Ti,P,QT40-25（球墨铸铁）,Q,CrI8N12Mo2Ti,R,H62（铜合金）,T,12CrIMoV,V,ZG25（碳素铸钢）,C,23,7、阀门的结构长度,阀门的结构长度是指阀门与管道相连的两个端面（或中心线）之间的距离，用“L”表示，单位为mm。,8、阀门的法兰尺寸,阀门的法兰连接尺寸是保证阀门能够互换的重要条件之一。,目前，阀门制造业多数都是按国家标准进行生产。但是，从全国范围内来说，法兰连接尺寸仍然不是完全统一的。如船用与陆用，机械工业与纺织工业不统一，各有各的标准，给用户和制造厂商造成许多困难，有待今后妥善解决。,24,2 典型阀门,2.1 闸阀,闸阀是指关闭件沿通路中心线垂直方向移动的阀门，作为截止介质使用，在全开时整个流通直通，此时介质运行的压力损失最小。闸阀通常适用于不需要经常启闭，而且保持闸板全开或全闭的工况。不适用于作为调节或节流使用。对于高速流动的介质，闸板在局部开启状况下可以引起闸门的振动，而振动又可能损伤闸板和阀座的密封面，而节流会使闸板遭受介质的冲蚀。,明杆楔式单闸板闸阀,25,从结构形式上，主要的区别是所采用的密封元件的形式。根据密封元件的形式，常常把闸阀分成几种不同的类型，如：楔式闸阀、平行式闸阀、平行双闸板闸阀、楔式双闸板闸等。最常用的形式是楔式闸阀和平行式闸阀。,26,2.2 截止阀,截止阀是用于截断介质流动的，截止阀的阀杆轴线与阀座密封面垂直，通过带动阀芯的上下升降进行开断。截止阀一旦处于开启状态，它的阀座和阀瓣密封面之间就不再有接触，并具有非常可靠的切断动作，因而它的密封面机械磨损较小，由于大部分截止阀的阀座和阀瓣比较容易修理或更换密封元件时无需把整个阀门从管线上拆下来，这对于阀门和管线焊接成一体的场合是很适用的。,27,介质通过此类阀门时的流动方向发生了变化，因此截止阀的流动阻力较高。引入截止阀的流体从阀芯下部引入称为正装，从阀芯上部引入称为反装，正装时阀门开启省力，关闭费力，反装时，阀门关闭严密，开启费力，截止阀一般正装。,28,2.3 止回阀,止回阀的作用是只允许介质向一个方向流动，而且阻止方向流动。通常这种阀门是自动工作的，在一个方向流动的流体压力作用下，阀瓣打开；流体反方向流动时，由流体压力和阀瓣的自重合阀瓣作用于阀座，从而切断流动。包括旋启式止回阀和升降式止回阀。,29,30,2.4 蝶阀,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090之间，旋转到90时，阀门则是全开状态。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。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阻力很小，故具有较好的流量控制特性，可以作调节用。,31,32,蝶阀有弹性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点。,33,单偏心蝶阀,双偏心蝶阀,三偏心蝶阀,34,2.5 球阀,球阀是由旋塞阀演变而来。它具有相同的旋转90度的动作，不同的是旋塞体是球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。当球旋转90度时，在进、出口处应全部呈现球面，从而截断流动。,35,球阀只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。完全平等的阀体内腔为介质提供了阻力很小、直通的流道。球阀最适宜直接做开闭使用，但也能作节流和控制流量之用。球阀的主要特点是本身结构紧凑，易于操作和维修，适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质，而且还适用于工作条件恶劣的介质，如氧气、过氧化氢、甲烷、乙烯、树脂等。球阀阀体可以是整体的，也可以是组合式的。,36,2.6 安全阀,安全阀的作用原理是基于力平衡，一旦阀瓣所受压力大于弹簧设定压力时，阀瓣就会被此压力推开，其压力容器内的气（液）体会被排出，以降低该压力容器内的压力。,37,2.7 调节阀,调节阀主要工作原理，是靠改变阀门阀瓣与阀座间的流通面积，达到调节压力、流量等参数的目的。,38,3 阀门的操作与维护,阀门的操作,（一）手动阀门的开闭,手动阀门是使用最广的阀门，它的手轮或手柄，是按照普通的人力来设计的，考虑了密封面的强度和必要的关闭力。因此不能用长杠杆或长板手来板动。有些人习惯于使用板手，应严格注意，不要用力过大过猛，否则容易损坏密封面，或板断手轮、手柄。,启闭阀门，用力应该平稳，不可冲击。某些冲击启闭的高压阀门各部件已经考虑了这种冲击力与一般阀门不能等冈。,对于蒸气阀门，开启前，应预先加热，并排除凝结水，开启时，应尽量徐缓，以免发生水击现象。,39,当阀门全开后，应将手轮倒转少许，使螺纹之间严紧，以免松动损伤。,对于明杆阀门，要记住全开和全闭时的阀杆位置，避免全开时撞击上死点。并便于检查全闭时是否正常。假如阀办脱落，或阀芯密封之间嵌入较大杂物，全闭时的阀杆位置就要变化。,管路初用时，内部脏物较多，可将阀门微启，利用介质的高速流动，将其冲走，然后轻轻关闭（不能快闭、猛闭，以防残留杂质夹伤密封面），再次开启，如此重复多次，冲净脏物，再投入正常工作。,常开阀门，密封面上可能粘有脏物，关闭时也要用上述方法将其冲刷干净，然后正式关严。,如手轮、手柄损坏或丢失，应立即配齐，不可用活络板手代替，以免损坏阀杆四方，启闭不灵，以致在生产中发生事故。,某些介质，在阀门关闭后冷却，使阀件收缩，操作人员就应于适当时间再关闭一次，让密封面不留细缝，否则，,40,介质从细缝高速流过，很容易冲蚀密封面。,操作时，如发现操作过于费劲，应分析原因。若填料太紧，可适当放松，如阀杆歪斜，应通知人员修理。有的阀门，在关闭状态时，关闭件受热膨胀，造成开启困难；如必须在此时开启，可将阀盖螺纹拧松半圈至一圈，消除阀杆应力，然后板动手轮。,（二）注意事项,1、200以上的高温阀门，由于安装时处于常温，而正常使用后，温度升高，螺栓受热膨胀，间隙加大，所以必须再次拧紧，叫做“热紧”，操作人员要注意这一工作，否则容易发生泄露。,2、天气寒冷时，水阀长期闭停，应将阀后积水排除。汽阀停汽后，也要排除凝结水。阀底有如丝堵，可将它打开排水。,3、非金属阀门，有的硬脆，有的强度较低，操作时，开闭力不能太大，尤其不能使猛劲。还要注意辟免物件磕碰。,41,4、新阀门使用时，填料不要压得太紧，以不漏为度，以免阀杆受压太大，加快磨损，而又启闭费劲。,阀门的维护,对阀门的维护，可分两种情况；一种是保管维护，另一种是使用维护。,（一）保管维护,保管维护的目的，是不让阀门在保管中损坏，或降低质量。而实际上，保管不当是阀门损坏的重要原因之一。,阀门保管，应该井井有条，小阀门放在货架上，大阀门可在库房地面上整齐排列，不能乱堆乱垛，不要让法兰连接面接触地面。这不仅为了美观，主要是保护阀门不致碰坏。,由于保管和搬运不当，手轮打碎，阀杆碰歪，手轮与阀杆的固定螺母松脱丢失等等，这些不必要的损失，应该避免。,42,对短期内暂不使用的阀门，应取出石棉填料，以免产生电化学腐蚀，损坏阀杆。,对刚进库的阀门，要进行检查，如在运输过程中进了雨水或污物，要擦试干净，再予存放。,阀门进出口要用蜡纸或塑料片封住，以防进去脏东西。,对能在大气中生锈的阀门加工面要涂防锈油，加以保护。,放置室外的阀门，必须盖上油毡或苫布之类防雨、防尘物品。存放阀门的仓库要保持清洁干燥。,（二）使用维护,使用维护的目的，在于延长阀门寿命和保证启闭可靠。,阀杆螺纹，经常与阀杆螺母摩擦，要涂一点黄干油、二硫化钼或石墨粉，起润滑作用。,不经常启闭的阀门，也要定期转动手轮，对阀杆螺纹添加润滑剂，以防咬住。,室外阀门，要对阀杆加保护套，以防雨、雪、尘土锈污。,43,如阀门系机械待动，要按时对变速箱添加润滑油。,要经常保持阀门的清洁。,要经常检查并保持阀门另部件完整性。如手轮的固定螺母脱落，要配齐、不能凑合使用，否则会磨园阀杆上部的四方，逐渐失去配合可靠性，乃至不能开动。,不要依靠阀门支持其它重物，不要在阀门上站立。,阀杆，特别是螺纹部分，要经常擦拭，对已经被尘土弄脏的润滑剂要换成新的，因为尘土中含有硬杂物，容易磨损螺纹和阀杆表面，影响使用寿命。,44,4 阀门常见故障及维修,阀门启闭有卡阻、不灵活或者不能正常启闭，甚至无法继续启闭，主要是由于阀杆与其它零件卡阻，主要是阀杆与填料之间的卡阻。一般有：,填料压盖偏斜后碰阀杆 处理方法：正确安装。,填料安装不正确或压得过紧 处理方法：填料预紧，适当放松填料。,阀杆与填料压盖咬住处理方法：更换或返修。,零部件之间咬住或咬伤处理方法：适当润滑阀杆。,阀杆、填料函,45,阀门密封面擦伤、阀杆光柱部分咬擦伤和阀杆螺纹部分咬伤等,密封面研磨后有磨粒嵌入密封面里，未清除干净，造成密封面擦伤；有的经使用后，磨粒在介质的冲刷下，磨粒排出而粘在密封面上，经阀门开关，造成擦伤。,处理方法：合理选用研磨剂，密封面研磨后必须清洗干净。,介质中的赃物或者焊渣未清除干净，造成擦伤。处理方法：重新清洗干净。,阀杆与填料压套、填料垫碰擦，其次介质中含有硼的介质，泄出后会结晶形成硬的颗粒，在填料与阀杆接触表面，开关时拉伤阀杆表面。,处理方法：正确安装、调整零部件配合间隙和提高阀杆表面硬度。,梯形螺纹处有沾污赃物,润滑条件差;阀杆和有关零件变形,处理方法：清除赃物，对高温阀门及时涂润滑剂；对变形零件修正。,46,填料泄漏和阀体与阀盖连接处泄漏,（1）,填料泄漏,泄漏及原因：,填料密封原理: 对填料施加的轴向力,填料产生塑性变形,阀门由于多个填料安装, 部位相互交替接触,形成 “ 迷宫效应 ”，起到阻止压力介质外泄漏的作用。,填料泄漏除了在压力和介质不同的渗透力下，填料的接触压力不够外，还有填料本身的老化，阀杆的拉伤等原因。,填料对阀杆产生腐蚀，所以当压力把介质沿着填料与阀杆之间的接触间隙向外泄漏，直至从填料处泄漏，另外操作不当，用力过度阀杆弯曲。,填料选用不当，不耐介质腐蚀、不耐高压或真空、高温及低温。,填料超过使用期，已老化，失去弹性,填料安装数量不足,处理方法：,应按工况条件选用填料型式和材料 ；,预紧填料，正确安装和确定填料数量；,阀杆弯曲，表面腐蚀机械修理或更换；,填料失效必须更换。,47,（2）法兰泄漏,阀门的法兰密封连接在接触部位之间根据设计要求安放密封垫片，依靠连接螺栓所产生的预紧力达到足够的比压，阻止介质向外泄漏。,垫片材料和结构有：橡胶垫片、石棉橡胶垫片、石墨垫片、不锈钢和石墨缠绕式垫片、波纹管形和金属垫片。,垫片密封属于强制密封。,48,常见的法兰泄漏有以下种：,a. 界面泄漏密封垫片与法兰端面之间密封不严而发生泄漏。,主要原因：,密封垫片预紧力不够处理方法：适当增加预紧力,;,法兰密封面粗糙度不符要求处理方法：返修,;,法兰平面不平整或平面横向有划痕处理方法：返修,;,冷和热变形以及机械振动等 处理方法：改善环境或材料选择,;,法兰连接螺栓变形伸长处理方法：材料和不能超过许用扭矩,;,密封垫片长期使用发生塑性变形处理方法：更换,;,密封垫片老化、龟裂和变质 处理方法：更换。,49,b.渗透泄漏 介质在压力的作用下，通过垫片材料隙缝产生泄漏。,主要原因：,与密封垫片材料有关；,介质的压力；,介质的温度；,密封垫片老化、龟裂和变质。,50,c.破坏泄漏 由于安装质量而产生密封垫片过度压缩或密封比压不足而发生的泄漏。,主要原因：,安装密封垫片偏斜，使局部密封比压不足或预紧力过大，失去回弹能力；,法兰连接螺栓松紧不均匀；,两法兰同轴度(中心线偏移)偏斜；,密封垫片选用不对即没有按工况条件正确选用垫片的材料和型式；,界面泄漏和破坏泄漏会随着时间的推移而明显加大,对渗透泄漏的泄漏量与时间的关系不明显。,51,