1、阀门基础知识讲座,张欣,第一节 基本定义 （一）、阀门的定义 “阀”的定义是在流体系统中，用来控制流体的方向、压力、流量的装置。阀门是使配管和设备内的介质（液体、气体、粉末）截断或导通、并能控制其流量的装置。,第一章 阀门的基本知识,2019/3/4,第一章 阀门的基本知识,（二）、公称通径用作参考的经过圆整的表示口径大小的参数，是指阀门与管道连接处通道的名义直径，用DN表示。它表示阀门规格的大小。 公称通径系列规定,2019/3/4,（三）、公称压力是指与阀门的机械强度有关的设计给定压力，用PN表示。公称压力系列见下： （单位MPa） 0.05 0.1 0.25 0.4 0.6 0.8 1.
2、0 1.6 2.0 2.5 4.0 5.0 6.3 10.0 15.0 16.0 20.0 25.0 28.0 32.0 42.0 50.0 63.0 80.0 100.0 125.0 160.0 200.0 250.0 335.0 磅级与公称压力的对称关系,第一章 阀门的基本知识,（四）阀门的主要技术性能1、强度性能 阀门的强度性能是指阀门承受介质压力的能力。阀门是承受内压的机械产品，因而必须具有足够的强度和刚度，以保证长期使用而不发生破裂或产生变形。,第一章 阀门的基本知识,（四）阀门的主要技术性能 2、密封性能 阀门的密封性能是指阀门各密封部位阻止介质泄漏的能力，它是阀门最重要的技术性能
3、指标。阀门的密封部位有三处：启闭件与阀座两密封面间的接触处；填料与阀杆和填料函的配和处；阀体与阀盖的连接处。其中前一处的泄漏叫做内漏，也就是通常所说的关不严，它将影响阀门截断介质的能力。对于截断阀类来说，内漏是不允许的。后两处的泄漏叫做外漏，即介质从阀内泄漏到阀外。外漏会造成天然气损失，污染环境，形成安全隐患，严重时还会造成事故。因而阀门必须具有可靠的密封性能。,第一章 阀门的基本知识,（四）阀门的主要技术性能 3、流动性能 天然气流过阀门后会产生压力损失（既阀门前后的压力差），也就是阀门对天然气的流动有一定的阻力，为克服阀门的阻力就要消耗一定的能量。从节约能源上考虑，设计和制造阀门时，要尽可
4、能降低阀门对天然气流动的阻力。 4、动作性能动作灵敏度和可靠性 这是指阀门对于介质参数变化，做出相应反应的敏感程度。对于节流阀、减压阀、调节阀等用来调节介质参数的阀门以及安全阀、疏水阀等具有特定功能的阀门来说，其功能灵敏度与可靠性是十分重要的技术性能指标,第一章 阀门的基本知识,（四）阀门的主要技术性能 5、启闭力和启闭力矩 启闭力和启闭力矩是指阀门开启或关闭所必须施加的作用力或力矩。关闭阀门时，需要使启闭件与发座两密封面间形成一定的密封比压，同时还要克服阀杆与填料之间、阀杆与螺母的螺纹之间、阀杆端部支承处及其他磨擦部位的摩擦力，因而必须施加一定的关闭力和关闭力矩，阀门在启闭过程中，所需要的启
5、闭力和启闭力矩是变化的，其最大值是在关闭的最终瞬时或开启的最初瞬时。 6、启闭速度 启闭速度是用阀门完成一次开启或关闭动作所需的时间来表示。一般对阀门的启闭速度无严格要求，但有些工况对启闭速度有特殊要求，如有的要求迅速开启或关闭，以防发生事故，有的要求缓慢关闭，以防产生水击等。,第一章 阀门的基本知识,2019/3/4,第二节 阀门的分类,按压力等级分类： 真空阀、低压阀（1.6MPa） 中压阀（2.56.4MPa） 高压阀（10.080MPa） 超高压阀公称压力PN100.0MPa的阀门。 按介质工作温度分类： 高温阀（450） 中温阀（120450） 常温阀（-40120） 低温阀（-10
6、0-40） 超低温阀 （小于-100 C的阀门） 按阀体材料分类：非金属阀门、金属材料阀门,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DN40mm的阀门。 2 中口径阀门：公称通径DN50300mm的阀门。 3 大口径阀门：公称通径DN3501200mm的阀门。 4 特大口径阀门：公称通径DN1400mm的阀门。,第二节 阀门的分类,既按原理、作用又按结构划分，是目前国际、国内最常用的分类方法。一般分 闸阀、截止阀、节流阀、仪表阀、柱塞阀、隔膜阀、旋塞阀、球阀、蝶阀、止回阀、减压阀 安全阀、疏水阀、调节阀、底阀、过滤器、排污阀等,第二节 阀门的分类,球阀,截止阀,轴流阀,
7、闸阀,旋塞阀,碟阀,输气场站常见阀门,各类阀门的特点,第二节 阀门的分类,第三节 阀门常用材料,阀体材质通常是以流动介质的压力、温度、腐蚀性和冲刷性为依据的。大多数的控制阀应用场合需要处理在合理的压力和温度下的相对而言腐蚀性不太强的流体。铸造碳钢是最常用的阀体材料，如WCB、WCC等 耐高温材料：金属在高温下长期承受载荷，会发生蠕变现象，同时氧化及晶间腐蚀作用都将加剧，所以选用高温材料时必须考虑材料的热强性及高温耐腐蚀性，适于高温条件下工作的材料有1Cr18Ni9Ti及0Cr18Ni12Mo2Ti. 耐低温材料：低温材料要考虑材料的低温冲击值，奥氏体不锈钢低温性能较好。常用材料有1Cr18Ni
8、9及0Cr18Ni12Mo2Ti. 耐气蚀材料：当阀门的压差很大时，即缩流处压力降到介质入口温度下的饱和蒸汽压以下时，将产生汽蚀现象，汽蚀现象会对阀体及阀内组件产生破坏作用，用于耐汽蚀的材料主要是耐磨、耐冲刷的高硬度材料，如经过热处理的9Cr18及17-4PH和具有紧固氧化层、韧性和疲劳强度大的材料烙钼钢、不锈钢。耐腐蚀材料：金属材料的耐腐蚀问题，不仅与材料本身有关，还与介质的种类、温度、浓度有关，应结合具体情况选择。主要耐腐蚀的材料有：1Cr18Ni9Ti及0Cr18Ni12Mo2Ti.20#合金、哈氏合金、钛材等 .,WCB材料的温度性能,第三节 阀门常用材料,第四节 阀门型号编制方法,一
9、、阀门型号的组成顺序如下： 1 2 3 4 5 6 7 （1）类型代号 （2）传动方式代号 （3）连接型式代号 （4）结构型式代号 （5）阀座密封面材料代号 （6）公称压力数值 （7）阀体材料代号。,1、类型代号,第四节 阀门型号编制方法,2、传动方式代号,1)手轮、手柄和扳手传动的，以及安全阀、减压阀、疏水阀可省略本代号。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)代号2及代号8是用在阀门启闭时，需由两种动力源同时对阀门进行动作的情况下。,第四节 阀门型号编制方法,阀门驱动装置,气液联动,电动,第四节 阀门型号编制方法,3
10、 连接形式代号,注：焊接包括对焊和承接焊,第四节 阀门型号编制方法,4 结构形式代号（一）,第四节 阀门型号编制方法,4结构形式代号（二）,第四节 阀门型号编制方法,4 结构形式代号（三）,第四节 阀门型号编制方法,4结构形式代号（四）,第四节 阀门型号编制方法,4结构形式代号（五）,第四节 阀门型号编制方法,4结构形式代号（六）,第四节 阀门型号编制方法,4 结构形式代号（七）,第四节 阀门型号编制方法,4 结构形式代号（八）,第四节 阀门型号编制方法,4 结构形式代号（九）,第四节 阀门型号编制方法,第五节 阀件的识别,第六节 常用阀门,一、闸阀,一、闸阀,一、平板闸阀 结构：由阀体、阀盖
11、、阀杆、闸板、阀座、传动机构等组成。 原理:逆时针转动手轮，带动阀杆旋转，与阀杆连接在一起的闸板提升，阀门打开，反之，关闭。 操作方法：顺时针开启阀门，逆时针关闭阀门 维修保养： 1、应定期加密封脂 2、低温和气质不好的时候要及时排液。 3、按照“十字”作业进行维护保养,闸阀的材质,平板闸阀的结构,二、截止阀,截止阀,一、截止阀 结构：由阀体、阀盖、阀瓣、阀杆、密封座圈传动机构等组成 原理: 转动手轮时，阀杆和与其相连的阀瓣作上下运 动，使阀瓣离开或压紧密封阀座，实现阀门的开启和关闭。截止阀只许介质单向流动，安装时有方向性。它的结构 长度大于闸阀，同时流体阻力大，长期运行时，密封可靠性 不强
12、截止阀分为三类：直通式、直角式及直流式斜截止阀。,截止阀结构图,三、旋塞阀,三、旋塞阀,旋塞阀结构：主要由阀体、塞子、填料组成 用途、原理：用于截断和导通管道内天然气，可以作节流用。用扳手顺时针方向旋转塞子使沟槽与管道平行即为开启，逆时针方向旋转塞子900 使沟槽与管道垂直时即为关闭。旋塞阀可以作节流用。,旋塞阀结构图,四、球阀,球阀的结构：主要由阀体、球体、阀座、阀杆、上腔体、下腔体、密封装置、传动装置构成 原理：通过阀杆顺时针旋转带动球体旋转，当球体孔与管道平行时，阀门开，反之垂直则关闭 球阀只能做全开全关用。,球阀使用注意事项,球阀为什么必须作全开关使用？ 原因是：1、球阀在半开状时态阀
13、座和球体密封面易受到流体杂质冲击，损坏密封面。2、对于软阀座，长时间处于半开状态阀座表面易形成台阶。3、一旦杂质附着在阀座和球体表面，开关阀门时易使密封面受到损伤。这三种情况易造成阀门内漏，因此必须全开全关。,球阀结构图,阀门结构（球阀）,丝堵,阀杆密封脂接口,阀座密封脂接口,阀腔排空口,阀门结构（球阀）,阀门结构（球阀）,阀杆密封,阀门结构（球阀）,阀座密封,球阀材料,五、轴流阀,六、止回阀,启闭件靠介质流动和力量自行开启或关闭，以防止介质倒流的阀门叫止回阀 一、升降式止回阀：阀瓣沿着阀体垂直中心线滑动的止回阀，升降式止回阀只能安装在水平管道上，在高压小口径止回阀上阀瓣可采用圆球。升降式止回
14、阀的阀体形状与截止阀一样（可与截止阀通用），因此它的流体阻力系数较大。 二、旋启式止回阀：阀瓣围绕阀座外的销轴旋转的止回阀，旋启式止回阀应用较为普遍。 三、碟式止回阀：阀瓣围绕阀座内的销轴旋转的止回阀。碟式止回阀结构简单，只能安装在水平管道上，密封性较差。 四、管道式止回阀：阀瓣沿着阀体中心线滑动的阀门。管道式止回阀是新出现的一种阀门，体积小，重量较轻，加工工艺性好，但流体阻力系数比旋启式止回阀略大。,止回阀,止回阀,七、针型阀,八、调压阀,自立式调压阀,1、 阀前控制原理 自力式阀前调节阀的工作原理：（阀前调压阀为常闭型）,天然气由箭头方向流入指挥器和调压阀。阀前压力P1一路流入指挥器B室，
15、做为能源使用，另一路进入指挥器C室做检测信号。阀前压力P1作用在C室的力与设定弹簧的原作用力相平衡时的阀芯位置决定了调压阀主控信号Ps大小，从而实现压力泄放。若P1压力增加，达到泄放压力（即设定值）时，指挥器C室作用力增加，指挥器阀芯开启，Ps增加，使进入调压阀D室主控信号增加，但PsP弹+P2时，调压阀开启，阀前压力P1向调压阀阀后泄压。待P1降低至泄放压力以下，指挥器阀芯重新关阀，调压阀停止泄压，导致调压阀关闭。,调压阀控制原理,2、阀后控制原理,自力式阀后调节阀的工作原理：（阀后调压阀为常闭型）,天然气由箭头方向流入调压阀经节流后流出。同时P1也进入指挥器B室做能源使用。阀后压力直接进入
16、调压阀下膜室A。同时进入指挥器测量市C室。压力P2增加时，首先作用在调压阀A室，使调压阀阀芯上移，调压阀关闭，阀后压力减小（初调）。同时，进入指挥器测量室C室压力也增加，使指挥器关闭，作为能源使用的压力P1经指挥器阀芯节流阻力增加，Ps减小，此压力进入调压阀D室，压力相应减小，调压阀进一步关小，阀后压力继续减小（精调）。故在指挥器二次调压过程后，调压精度较通常的调压阀高。在阀后压力P2降低时，作用方向相反，通过调压阀初调及指挥器操纵调压阀开度后，使P2增加。设定压力由指挥器调节螺杆调节指挥器压缩弹簧的弹力达到。该调压阀为常闭型。运行时，只要有压力P1，即可通过常开型指挥器开启调压阀。,调压阀结
17、构,调压阀结构：指挥器、调节阀、节流针阀、导压管路 指挥器结构：上体、下体、中体、喷嘴、挡板、弹簧、膜片丝杠、手轮 调节阀结构：由上膜盖、下膜盖、膜盘、阀杆、上下阀盖、弹簧组成。,轴流式调压阀调压原理,轴流式调压阀是通过改变流体通过的流通面积来进行调压的。,入口,出口,轴流阀,九、安全阀基本知识,两个概念： 安全阀的工作压力： 1、是指安全阀正常工作时阀前所承受的静压力，它与被保护系统或设备的工作压力相同。 弹簧的压力等级： 2、指某一根弹簧所允许使用的工作压力，范围，在该压力范围内，安全阀的整定压力，可以通过改变弹簧的预紧压缩量进行调节。,安全阀,1、安全阀的定义 安全阀safety val
18、ve一种自动阀门，它不借助任何外力，而是利用介质本身的力来排出额定数量的流体，以防止系统内压力超过预定的安全值，当压力恢复正常后，阀门再行关闭并阻止介质继续流出 2、安全阀的整定压力根据容器的工作压力PW，确定安全阀的开启压力PZ，取PZ=(1.11.05)PW；当PZ0.18MPa时，可适当提高PZ相对于PW的比值。 b) 取容器的设计压力P等于或稍大于开启压力PZ，即PPZ。,弹簧式安全阀,主要由阀体、阀座、阀杆、阀盖、弹簧、阀瓣,弹簧式安全阀,弹簧式安全阀以前应用比较广泛，现在在山东沿线很少见到。,弹簧式安全阀故障原因,弹簧式安全阀的故障原因 故障一 密封面渗漏。 故障原因：密封面之间夹
19、有杂物；密封面损坏。 这种故障要靠定期检修来预防。 故障之二 灵敏度不高。 故障原因：弹簧疲劳；弹簧使用不当。 弹簧疲劳，无疑应该更换。弹簧使用不当，是使用者不注意一种公称压力的弹簧式安全阀，有几个压力段，每一个压力段有一种对应的弹簧。如公称压力为16公斤/平方厘米的安全阀，使用压力是2.54公斤/平方厘米的压力段，安装了1016公斤/平方厘米的弹簧，虽也能够凑合开启，但忽高忽低，很不灵敏。,先 导 式 安 全 阀,先导式安全阀,先导式安全阀-在普通弹簧安全阀的基体上，增设了先导机构，使安全阀具有先导式安全阀和普通式安全阀的双重作用。特点：动作准确可靠；密封性能得到根本改善；启闭压差很容易满足
20、要求；动作灵敏，排放量大 工作原理：先导式安全阀是利用导阀来感测被控介质压力信号并输出信号。当安全阀前的压力低于整定压力时，导阀和主阀都处于无泄漏的关闭状态。主阀是自密封结构，阀前压力越接近整定压力，关闭越严密；当阀前压力达到或超过整定压力时，导阀开启，主阀迅速打开，介质排放；当阀前压力回到整定压力以下时，导阀关闭，主阀也随之关闭。,先导式安全阀,先导式安全阀,先导式安全阀结构： 先导式安全阀由阀体、过滤器、导阀和主阀构成,先导式安全阀导阀结构,先导式安全阀,安全阀常见故障,（1）泄漏。在设备正常工作压力下，阀瓣与阀座密封面之间发生超过允许 程度的渗漏。其原因有：阀瓣与阀座密封面之间有脏物。密
21、封面损伤。 （2）到规定压力时不开启。造成这种情况的原因是定压不准。 （3）不到规定压力开启。主要是定压不准；弹簧老化弹力下降。应适当旋紧调整螺杆或更换弹簧。 （4）排气后压力继续上升。这主要是因为选用的安全阀排量小平设备的安全泄放量，应重新选用合适的安全阀；阀杆中线不正或弹簧生锈，使阀瓣不能开到应有的高度，应重新装配阀杆或更换弹簧；排气管线截面不够，应采取符合安全排放面积的排气管。 （5）阀瓣频跳或振动。主要是由于弹簧刚度太大。应改用刚度适当的弹簧；调节圈调整不当，使回座压力过高。应重新调整调节圈位置；排放管道阻力过大，造成过大的排放背压。应减小排放管道阻力。 （6）排放后阀瓣不回座。这主要是弹簧弯曲阀杆、阀瓣安装位置不正或被卡住造成的。应重新装配。,注意事项,安全阀根部阀必须保证常开。 安全阀投运时必须先投运下游阀。 定期检定。,
