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1、 11.1 閥門選用基礎11.1.1 閥門分類 用于超壓安全保護。安全閥類分配閥、疏水閥等。介質。用于分離、分配或混合分流閥類用于阻止介質倒流。止回閥類閥等。調節(jié)閥、節(jié)流閥、減壓力等。用于調節(jié)介質流量、壓調節(jié)閥類球閥、蝶閥等。、旋塞閥、閘閥、截止閥、隔膜閥。用于截斷或接通介質流截斷閥類按 用 途 分 類 MPaPN MPaPN MPa.PN MPa.PNPN 1008010 465261超高壓閥門高壓閥門中壓閥門低壓閥門低于標準大氣壓真空閥門按 工 作 壓 力 PN分 類 30 12030 450120450t ttt低溫閥門常溫閥門中溫閥門高溫閥門按 介 質 工 作 溫 度 分 類 mmDN
2、 mmDN mmDN mmDN 14001200350 3004040特大口徑閥門大口徑閥門中口徑閥門小口徑閥門按 公 稱 通 徑 分 類 門。借助壓縮空氣驅動的閥氣動閥門體介質）驅動的閥門。借助液體（水、油等液液動閥門電氣裝置驅動的閥門。用電動機、電磁或其它電動閥門裝有齒輪等減速裝置。遞較大的力矩時，由人力驅動的閥門，傳或鏈輪等，借助手輪、手柄、杠桿手動閥門按 驅 動 方 式 分 類 采用卡套與管道連接。卡套連接閥門閥體帶有夾口。夾箍連接閥門接。閥體帶坡口，與管道焊焊接連接閥門。閥體帶內(nèi)螺紋或外螺紋螺紋連接閥門閥體帶法蘭。法蘭連接閥門按 與 管 道 連 接 方 式 11.1.2 公稱通徑和公
3、稱壓力 公稱通徑 公稱通徑指閥門與管道連接處通道的名義直徑，用DN表示。多數(shù)情況下，DN即連接處通道的實際直徑，但有些閥門的公稱通徑與實際直徑并不一致，例如有些由英制尺寸轉換為公制的閥門，公稱通徑和實際直徑有明顯差別。按照我國國家標準GB 104770管子和管路附件的公稱通徑和1989年頒發(fā)的一系列閥門國家標準。不同類型的閥門具有不同的公稱通徑范圍，詳見“閥門產(chǎn)品樣本手冊”。 公稱壓力 公稱壓力指閥門在基準溫度下允許的最大工作壓力，用PN表示。閥門的公稱壓力值應符合我國國家標準GB104890管道元件公稱壓力的規(guī)定。 11.1.3 工作壓力和壓力溫度等級閥門的工作壓力是指閥門在工作溫度下的最高
4、許用壓力。工作壓力用Pt表示，腳碼t等于介質溫度除以10所得的數(shù)值，例如介質溫度為250，則對應的工作壓力用P25表示。同一公稱壓力等級的閥門在不同工作溫度下允許相應工作壓力構成了閥門的壓力溫度等級，它是閥門設計和選用的基礎。閥門工作壓力應符合閥門產(chǎn)品樣本中所列的數(shù)值。樣本中未提供所需的工作壓力時，對鋼制閥門可根據(jù)閥門材料，按照GB913188鋼制法蘭壓力溫度等級確定閥門工作壓力。 11.1.4 閥門的壓力試驗 閥門的壓力試驗通常是指壓力下的閥門整體強度試驗，當設計上有氣密性試驗需求時，還應在強度壓力試驗后再進行氣密性試驗。 試驗介質：壓力下的強度試驗應用水或其他粘度不高于水的小腐蝕性液體作為
5、試驗介質；壓力下的氣密性試驗可用惰性氣體或空氣作為試驗介質上規(guī)定了氣密性試驗的介質時。 試驗壓力強度壓力試驗時，試驗壓力為公稱壓力的1.5倍。氣密性試驗時，試驗壓力為公稱壓力的1.1倍。 11.1.5 閥門防火試驗 對某些關鍵部位的閥門，不僅要求在正常操作下具有所希望的良好密封性，并且要求在惡劣的著火環(huán)境中仍具有密封性和可開關性。對這種“防火閥門”，可以要求制造廠對閥門進行防火試驗，以確認當軟密封材料被完全燒毀后，閥門仍然具有一定的密封作用。 1 2 3 4 5 6 7 閥體材料 公稱壓力數(shù)值 閥座密封面或襯里材料 結構形式 連接形式 驅動方式 閥門類型 11.1.6 閥門型號編制方法 根據(jù)J
6、B30875規(guī)定，閥門的型號由七個單元順序組成。 閥門類型代號 類型代號類 型代號閘 閥Z旋塞閥X截止閥J止回閥和底閥H節(jié)流閥L安全閥A球 閥Q減壓閥Y蝶 閥D疏水閥S隔 膜閥G柱塞閥U注：閥溫低于40、保溫（帶加熱套）、帶波紋管和抗硫閥門，在類型代號前分別加“”“”“”和“”漢語拼音字母。 傳動方式代號 傳動方式代 號傳動方式代號電磁動0傘齒輪5電磁-液動1氣動6電-液動2液動7蝸輪3氣-液動8正蝸輪4電動9注：手動、手柄和扳手傳動以及安全閥、減壓閥、疏水閥省略本代號。 對于氣動和液動：常開式用6、7表示；常閉用6、7表示； 氣動帶手動用6表示。防爆電動用“9”表示。蝸桿型螺母 用“3”表示
7、。 連接形式代號連接形式代號連接形式代號內(nèi)螺紋1對夾7外螺紋2卡箍8法蘭4卡套9焊接6 注：焊接包括對焊和承插焊。 閥座密封面或襯里材料代 號閥座密封面或襯里材料代 號銅合金T滲氮鋼D橡膠X硬質合金Y尼龍塑料N襯膠J氟塑料F襯鋁Q錫基軸承合金（巴氏合金）B搪瓷C合金鋼H滲硼鋼P 閥座密封或襯里材料代號 閥體材料代號 注：PN1.6MPa的灰鑄鐵閥體和PN2.5MPa的碳素鋼閥體，省略本代號。閥體材料代 號閥體材料代 號HT25-47（灰鑄鐵）Z Cr5Mo IKT30-6（可鍛鑄鐵）K 1Cr18Ni9Ti PQT40-25（球墨鑄鐵）Q Cr18Ni12Mo2Ti RH62（銅合金）T 12
8、Cr1MoV VZG25 （碳素鑄鋼）C 11.2 閥門類型和規(guī)格11.2.1閘閥 閘閥是指關閉件（閘板）沿通道中心線的垂直方向移動的閥門。在管道上主要作截斷用，也具有一定的調節(jié)流量的性能。明桿閘閥還可從閥桿升降高度看出閥的開度大小。 11.2.1.1 分類和結構 根據(jù)閘板的構造分為平行式閘閥和楔式閘閥兩類。平行式閘閥有雙閘板和單閘板之分；楔式閘閥有雙閘板、單閘板和彈性閘板之分。根據(jù)閥桿的構造分為明桿閘閥和暗桿閘閥兩類。明桿閘閥的閥桿螺紋及螺母不與介質接觸，不受介質溫度的腐蝕性的影響，開啟程度明顯易見，因而得到廣泛應用。暗桿閘閥的螺桿螺紋及螺母與介質接觸，受介質溫度和腐蝕性影響，但閥的高度尺寸
9、較小。暗桿閘閥適用于非腐蝕性介質及外界環(huán)境條件較差的場合。 按照閥體內(nèi)通道直徑是否一致，閘閥結構還有等徑和縮徑的區(qū)別?？s徑閘閥閥座處的通徑小于法蘭連接處的通徑；等徑閘閥閥處的通徑與法蘭連接處的通徑相一致。通徑收縮能使閥門的零件尺寸縮小，開、閉所需的力亦相應減小，同時亦可擴大零部件的通用范圍。但是，通徑收縮后，流體阻力損失將增加。在需要清管的輸油或輸氣管線上，為便于清管器通過閥門，不允許采用縮徑的閘閥。分類和結構 圖1 閘閥 11.2.1.2 特點 11.2.2 球閥 球閥是利用一個中間開孔的球體作閥心，靠旋轉球體來控制閥的開啟和關閉。球閥可做成直通、三通或四通。球閥在管道上主要作截斷、分配和改
10、變介質流動方向用。球閥是近些年來發(fā)展較快的閥型之一。球閥按球的結構形式一般可分為以下兩類。 浮動球球閥 這種球閥的球體是浮動的，在介質壓力作用下，球體能產(chǎn)生一定的位移并壓附在出口端的密封圈上，保證出口端密封。 浮動球球閥結構簡單，密封性能好，但出口端密封處承壓高，操作扭矩也較大。這種結構廣泛用于中低壓球閥，適用于DN150mm。 固定球球閥 這種球閥的球體是固定的，受壓后不產(chǎn)生移動，通常在與球成一體的上下軸上裝有滾動或滑動軸承，操作扭矩小，適用于高壓和大口徑閥門。球閥 由于球閥座采用了橡膠材料，所以其使用溫度受到了限制。為應付可能發(fā)生的火災情況，許多設計者都采用輔助性的金屬對金屬密封。球閥不適
11、宜用作節(jié)流閥；但其在部分開啟狀態(tài)下，可用來將進入或排出系統(tǒng)的壓力減小。在生產(chǎn)設備上，球閥常用作一般目的的開/閉閥。球閥 11.2.3 截止閥截止閥是指關閉件（閥瓣）沿閥座中心線移動的閥門，在管道上主要作截斷用。按照螺紋在閥桿上的位置分為上螺紋閥桿截止閥和下螺紋閥桿截止閥。上螺紋閥桿截止閥的閥桿螺紋處在介質之外，閥桿螺紋不受介質浸蝕，亦便于潤滑，此種結構采用得較普遍。下螺紋閥桿截止閥的閥桿螺紋在閥體內(nèi)與介質直接接觸，不僅無法潤滑，還受介質浸蝕，此種結構用于小口徑閥門和溫度不高的介質。 根據(jù)截止閥的通道方向，一般可分為直通式截止閥、角式截止閥和三通截止閥。三通截止閥有三個通道，可作改變介質流向和分
12、流介質之用。應用最普遍的是直通式截止閥。圖3 截止閥 11.2.4 止回閥 依靠介質本身的流動自動開、閉閥瓣，介質只能單方向流動、可防止介質倒流的閥門叫止回閥。油氣集輸常用的止回閥可分為兩種類型：升降式止回閥。這種閥門的閥瓣沿著閥座孔的中心線移動，閥瓣靠流體的推力打開，靠重力落下，因此它只能安裝在水平管道上。升降式止回閥的閥體形狀與截止閥相似，因此它的流體阻力系數(shù)亦較大。旋啟式止回閥。這種閥門的閥瓣繞閥座處的銷軸旋轉。閥瓣一般為整體結構，有些大口徑止回閥（公稱直徑為600mm及以上）采用多瓣式。 11.2.5 安全閥 安全閥安裝在受內(nèi)壓的管道和容器上起保護作用，當被保護系統(tǒng)內(nèi)介質壓力升高到超過
13、規(guī)定值（即安全閥的開啟壓力）時，自動開啟，排放部分介質，防止壓力繼續(xù)升高；當介質壓力降低到規(guī)定值（即安全閥的回座壓力）時，自動關閉。 11.2.5.1分類(1)安全閥按加載結構分為杠桿重錘式安全閥。重錘通過杠桿加載到閥瓣上，載荷幾乎不隨開啟高度變化。由于這種安全閥杠桿部分的尺寸比較大、使整個閥比較笨重，回座壓力低，在工程中已較少采用。先導式安全閥。由主閥和副閥組成。介質壓力和彈簧壓力同時加載于主閥瓣，超壓時副閥瓣先開啟，導致主閥開啟。主要用于大口徑和高壓的場合。 彈簧式安全閥。彈簧力加載于閥瓣，載荷隨開啟高度變化。優(yōu)點在于比重錘式安全閥小，輕便，靈敏度高，安裝位置不受嚴格限制，在油氣集輸工程中
14、普遍采用。 (2)安全閥按開啟高度分為微啟式安全閥。開啟高度為閥座喉徑的1/401/20，通常做成漸開式（開啟高度隨壓力變化而逐漸變化）。主要用于泄放量較小的液體介質場合。全啟式安全閥。開啟高度等于或大于閥喉徑的1/4，通常做成急開式（閥瓣在開啟的某一瞬間突然跳起，達到全開高度）。主要用于氣體、蒸汽介質的場合和泄放量大的流體介質場合。開啟高度在微啟式和全啟式之間的漸開式或急開式。 (3)安全閥按閥體構造可分為 全封閉式。排放時介質不會向外泄漏而全部通過排泄管排放掉。半封閉式。排放時，介質一部分通過排泄管排放，另一部分從閥蓋與閥桿的配合處向外泄漏。敞開式。排放時，介質不通過排泄管，直接由閥瓣上方
15、排放。 11.2.5 閥瓣是一個圓盤，通過閥桿旋轉，閥瓣在閥座范圍內(nèi)作90轉動，實現(xiàn)閥門的開關。它在管路中起關斷作用。 亦可調節(jié)流量。 氣動蝶閥電動蝶閥 11.3 閥門的選用和計算11.3.1 閥門選用的一般原則11.3.1.1 閥門類型的選擇 在各種類型的閥門中，安全閥、止回閥、蒸汽疏水閥基本上屬于“專用閥門”。所以，閥門類型的選擇主要是確定截斷閥的類型。幾種截斷閥的特點和適用場所見下表。 類 型 特 點 適 用 場 合閘 閥 結 構 較 復 雜 ， 長 度 小 但 高 度 高 ；流 體 阻 力 較 小 ； 啟 閉 扭 矩 小 ，啟 閉 時 間 長 （ 氣 動 閥 除 外 ） ；密 封 可
16、靠 ， 介 質 可 以 雙 方 向 流動 。 應 用 比 較 普 遍 ， 壓 力 、 溫 度 、通 徑 使 用 范 圍 較 寬 ， 適 用 于油 、 氣 、 水 各 種 介 質 場 合 。球 閥 體 積 小 ， 重 量 輕 ； 中 、 小 口 徑的 球 閥 結 構 簡 單 ， 開 關 迅 速 ，便 于 遙 控 ， 密 封 可 靠 ， 但 加 工精 度 要 求 高 。 壓 力 、 通 徑 使 用 范 圍 較 寬 ， 適 合于 原 油 、 天 然 氣 介 質 場 合 ， 特 別適 用 于 輸 油 輸 氣 管 道 的 線 路 截 斷閥 。截 止 閥 結 構 比 閘 閥 簡 單 ； 閥 體 較 長 但
17、開 啟 高 度 比 閘 閥 小 ； 密 封 性 能好 ， 但 流 體 阻 力 大 ； 啟 閉 力 矩大 ， 啟 閉 時 間 較 長 。 壓 力 、 溫 度 使 用 范 圍 較 寬 ，但 通 徑 受 限 制 ， DN一 般 在200mm以 下 ， 主 要 用 于 水 、氣 和 蒸 汽 介 質 場 合 。 幾種截斷閥的特點和適用場所 11.3.1.2 閥門結構形式的選擇（1） 閘閥采用機械清管工藝的輸油輸氣管道，在兩個站清管器收、發(fā)筒之間的閘閥應選用全通徑平板閘閥（帶導流孔平板閘閥）。安裝在重要部位，而開關不頻繁的閘閥應當選用單閘板閘閥，如儲油罐的罐前閥、進站閥組上的閥門等。一般選用明桿閘閥。雙閘
18、板閘閥宜直立安裝，即閥桿處于垂直位置，手輪、手柄在頂部。單閘板閘閥可任意位置安裝。 （2） 安全閥壓力容器和管線上的安全閥，一般選用彈簧安全閥。原油、輕油和天然氣介質場合的安全閥應選用全封閉型。微啟式安全閥泄放量小，一般只用于泄放量較小的液體介質場合。全啟式安全閥泄放量大，適用于氣體和液體介質。 （3）止回閥升降式止回閥只適用于水平管線。 旋啟式止回閥通常裝設在水平管路上，但安裝位置無嚴格限制，也可以裝設在垂直或傾斜管路上（流體方向應自下而上）。 11.3.1.3 驅動方式的選擇 集輸工程所用的閥門，主要有4種驅動方式，即手動、電動、氣動和電磁驅動。各種驅動方式的特點及適用場合見下表。 驅 動
19、方 式 特 點 用 途手 動 驅 動 力 小 ， 不 能 遙 控 ， 開 關速 度 慢 ， 但 最 簡 單 。 用 于 開 關 不 頻 繁 ， 不 要 求 遙 控 和 快 速操 作 、 手 動 無 困 難 的 閥 門 。 在 就 地 操作 的 站 庫 應 用 普 遍 。電 動 驅 動 力 大 ； 開 關 速 度 比 手 動 快 ，比 氣 動 慢 ； 可 以 遠 距 離 遙 控 ；但 結 構 較 復 雜 。 用 于 手 動 快 速 操 作 有 困 難 的 高 壓大 直 徑 閥 門 或 要 求 遙 控 的 閥 門 。在 遙 控 操 作 的 站 庫 應 用 普 遍 。氣 動 驅 動 力 比 電 動
20、小 開 關 迅 速 ；一 般 在 閥 門 附 近 操 作 ； 配 套（ 供 風 ） 系 統(tǒng) 較 復 雜 。 用 于 開 關 頻 繁 的 中 低 壓 閥 門（ Pn 2.5MPa） ， 截 斷 閥 ， 防 火 、防 爆 場 所 。電 磁 驅 動 驅 動 力 小 ,行 程 小 ， 開 關 迅 速 。 用 于 快 速 開 關 的 小 口 徑 閥 門 。 驅動方式的特點和適用場合 11.3.1.4 閥門連接型式的選擇 常用的閥門連接型式有三種，即法蘭連接、焊接連接和絲扣連接，可按下列原則進行選擇：DN50mm的閥門一般采用法蘭連接型式；輸氣管線用閥門，DN400mm并且PN4.0MPa者，宜采用焊接連
21、接型式。 11.3.1.5 閥體材料的選擇 閥體材料應按照閥門的公稱壓力、工作溫度、介質特性、閥門安裝部位的重要程度和外界環(huán)境等因素選用。輕油、原油、天然氣介質的閥門應選用鋼閥，其中安裝在室外的閥門和處于重要部位的閥門必須采用鋼閥?？諝?、水、蒸汽介質的閥門，當安裝在室外時，應采用鋼閥門；當安裝在室內(nèi)時，可按照介質工作壓力和溫度確定閥體材料。 11.3.2 彈簧安全閥的選用和計算11.3.2.1 壓力開啟壓力安全閥開始起跳時的壓力，稱為安全閥的開啟壓力。設備或管道的設計壓力P，MPa（表壓）安全閥開啟壓力P0，MPa（絕）P1.8 P 0=P+0.18+0.11.8P7.5 P0=1.1PP7.
22、5 P0=1.05P 最高泄放壓力安全閥達到最大泄放能力時的壓力，可按下式計算： am ppp 0Pm最高泄放壓力，MPa（絕）；Pn開啟壓力，MPa（絕）；P a聚集壓力，無火壓力容器上的安全閥Pa0.1P0，著火有爆炸危險容器上的安全閥Pa0.2P0。 背壓閥門出口壓力，用P2表示，等于安全閥開啟前泄壓總管的壓力與安全閥開啟后介質流動所產(chǎn)生的流動阻力之和。背壓值一般應小于氣體的臨界流動壓力。11.3.2.2 泄放量 在排放壓力下安全閥達到的排量為泄放量。設備（不包括蒸汽鍋爐）和管線用安全閥的泄放量，一般取為設備和管線出口閥誤操作而關閉時，進入物料的總量。 出口處的用氣量增加或入口壓力降低，燃氣出口壓力下降，薄膜上下壓力不平衡，薄膜下降，閥門開大，燃氣流量增加，使壓力恢復平衡狀態(tài)；反之，出口處用氣量減少或入口壓力增大時，燃氣出口壓力升高此時薄膜上升，閥門關小，燃氣流量減少，出口壓力逐漸恢復原來狀態(tài)。無論用氣量及入口壓力如何變化，調壓器總能自動保持穩(wěn)定供氣壓力。 圖1 圖2 圖3 圖4 圖5
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