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[分享] 工艺设计中阀门选择

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  • TA的每日心情

    2020-6-29 17:24
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    [LV.4]偶尔看看III

    发表于 2013-8-10 15:47:44 | 显示全部楼层 |阅读模式
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    阀门是流体输送系统中的控制部件,具有导流、截流、调节、节流、防止倒流、分流或溢流泄压等功能。阀门作为管道的重要控制元件。管道系统选择最适合的阀门很重要,关系到管道的安全、流量损失、成本等。
    目前,我国阀门行业已能生产种类齐全的闸阀、截止阀、止回阀、球阀、蝶阀、节流阀、旋塞阀、隔膜阀、安全阀、调节阀、疏水阀和特种阀门等 12 大类;最高工作压力为 600MPa,最大公称通径达 5350mm,最高工作温度为 1200℃,最低工作温度为 -196℃,适用介质为水、蒸汽、油品、天然气、强腐蚀性介质(如浓硝酸、中浓度硫酸等)、易燃介质(如笨、乙烯等)、有毒介质(如硫化氢)、易爆介质及带放射性介质(金属钠、—回路纯水等)。阀门承压件材质铸铜、铸铁、球墨铸铁、高硅铸铁、铸钢、锻钢、高、低合金钢、不锈耐酸钢、哈氏合金、因科镍尔、蒙乃尔合金、双相不锈钢、钛合金等。并且能够配套生产各种液动、气动、电动阀门驱动装置。面对如此众多的阀门品种和如此复杂的各种工况,要选择管道系统最适合安装的阀门产品,我以为,首先应了解阀门的特性;其次应掌握选择阀门的步骤和依据;再者应遵循选择阀门的原则。
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  • TA的每日心情

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    [LV.4]偶尔看看III

     楼主| 发表于 2013-8-10 15:48:40 | 显示全部楼层


    一、阀门的特性有使用特性和结构特性
      使用特性:确定了阀门的主要使用性能和使用范围,属于阀门使用特性的有:阀门的类别(闭路阀门、调节阀门、安全阀门等);产品类型(闸阀、截止阀、蝶阀、球阀等);阀门主要零件(阀体、阀盖、阀杆、阀瓣、密封面)的材料;阀门传动方式等。
      结构特性:它确定了阀门的安装、维修、保养等方法的一些结构特性,属于结构特性的有:阀门的结构长度和总体高度、与管道的连接形式(法兰连接、螺纹连接、夹箍连接、外螺纹连接、焊接端连接等);密封面的形式(镶圈、螺纹圈、堆焊、喷焊、阀体本体);阀杆结构形式(旋转杆、升降杆)等。
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    [LV.4]偶尔看看III

     楼主| 发表于 2013-8-10 15:49:24 | 显示全部楼层
    二、选择阀门的步骤和依据
      1、明确阀门在设备或装置中的用途,确定阀门的工作条件:适用介质、工作压力、工作温度等等。
      2、确定与阀门连接管道的公称通径和连接方式:法兰、螺纹、焊接等。
      3、确定操作阀门的方式:手动、电动、电磁、气动或液动、电液联动等。
      4、根据管线输送的介质、工作压力、工作温度确定所选阀门的壳体和内件的材料:
      铸钢、碳素钢、不锈钢、合金钢、不锈耐酸钢、灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、铜合金等。
      5、选择阀门的种类:闭路阀门、调节阀门、安全阀门等。
      6、确定阀门的型式:闸阀、截止阀、球阀、蝶阀、节流阀、安全阀、减压阀、蒸汽疏水阀等。
      7、确定阀门的参数:对于自动阀门,根据不同需要先确定允许流阻、排放能力、背压等,再确定管道的公称通径和阀座孔的直径。
      8、确定所选用阀门的几何参数:
      结构长度、法兰连接形式及尺寸、开启和关闭后阀门高度方向的尺寸、连接的螺栓孔尺寸和数量、整个阀门外型尺寸等。
      9、利用现有的资料:阀门产品目录、阀门产品样本等选择适当的阀门产品。
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    [LV.4]偶尔看看III

     楼主| 发表于 2013-8-10 15:50:13 | 显示全部楼层
    三、选择阀门的依据
      1、所选用阀门的用途、使用工况条件和操纵控制方式。
      2、工作介质的性质:工作压力、工作温度、腐蚀性能,是否含有固体颗粒,介质是否有毒,是否是易燃、易爆介质,介质的黏度等。
      3、对阀门流体特性的要求:流阻、排放能力、流量特性、密封等级等。
      4、安装尺寸和外形尺寸要求:公称通径、与管道的连接方式和连接尺寸、外形尺寸或重量限制等。
      5、对阀门产品的可靠性、使用寿命和电动装置的防爆性能等的附加要求。
      (在选定参数时应注意:如果阀门要用于控制目的,必须确定如下额外参数:
      操作方法、最大和最小流量要求、正常流动的压力降、关闭时的压力降、阀门的最大和最小进口压力。)
      根据上述选择阀门的依据和步骤,合理、正确地选择阀门时还必须对各种类型阀门的内部结构进行详细了解,
      以便能对优先选用的阀门做出正确的抉择。
      管道的最终控制是阀门。阀门启闭件控制着介质在管道内的流向方式,
      阀门流道的形状使阀门具备一定的流量特性,在选择管道系统最适合安装的阀门时必须考虑到这一点。
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     楼主| 发表于 2013-8-10 15:51:25 | 显示全部楼层
    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,阀门则处在全开状态。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。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,柱塞阀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。
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     楼主| 发表于 2013-8-10 15:52:07 | 显示全部楼层
    按避免介质倒流选用阀门

      这品种型的阀门的作用是只允许介质向一个方向活动,而且阻止方向活动。通常这种阀门是自开工作的,在一个方向活动的流体压力作用下,阀瓣翻开;流体反方向活动时,由流体压力和阀瓣的自重合阀瓣作用于阀座,从而切断活动。其中止回阀就属于这品种型的阀门,它包括旋启式止回阀和升降式止回阀。旋启式止回阀有一介铰链机构,还有一个像门一样的阀瓣自在地靠在倾斜的阀座外表上。为了确保阀瓣每次都能抵达阀座面的适宜地位,阀瓣设计在铰链机构,以便阀瓣具有足够有旋启空间,并使阀瓣真正的、片面的与阀座接触。阀瓣可以全部用金属制成,也可以在金属上镶嵌皮革、橡胶、或许采用分解掩盖面,这取决于运用功能的要求。旋启式止回阀在完全翻开的情况下,流体压力简直不受障碍,因而经过阀门的压力降绝对较小。升降式止回阀的阀瓣座落位于阀体上阀座密封面上。此阀门除了阀瓣可以自在地升降之外,其他局部好像截止阀一样,流体压力使阀瓣从阀座密封面上抬起,介质回流招致阀瓣回落到阀座上,并切断活动。依据运用条件,阀瓣可以是全金属构造,也可以是在阀瓣架上镶嵌橡胶垫或橡胶环的方式。像截止阀一样,流体经过升降式止回阀的通道也是狭隘的,因而经过升降式止回阀的压力降比旋启式止回阀大些,而且旋启式止回阀的流量遭到的限制很少。

      按调理介质参数选用阀门

      在消费进程中,为了使介质的压力、流量等参数契合工艺流程的要求,需求装置调理机构对上述参数停止调理。调理机构的次要任务原理,是靠改动阀门阀瓣与阀瓣与阀座间的流通面积,到达调理上述参数的目的。属于这类阀门的统称为控制阀,其中分为依托介质自身动力驱动的称为自驱式控制阀如减压阀、稳压阀等,凡抢先下去动力驱动的(如电力、紧缩空气和液动力)称为他驱式控制阀,如电动调理阀、气动调理阀和液动调理阀等。
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     楼主| 发表于 2013-8-10 15:52:50 | 显示全部楼层
    选择阀门主要零件的材料,首先应考虑到工作介质的物理性能(温度、压力)和化学性能(腐蚀性)等。同时还应了解介质的清洁程度(有无固体颗粒)。除此之外,还要参照国家和使用部门的有关规定和要求。

      许多种材料可以满足阀门在多种不同工况的使用要求。但是,正确的、合理的选择阀门的材料,可以获得阀门最经济的使用寿命和最佳的性能。

      在阀门零件材料的划分中,最一般的方法是按壳体所使用的材料划分:如铸铁阀,壳体材料用灰铸铁、可锻铸铁或球墨铸铁制成的阀门;钢阀,壳体用碳素钢、合金钢或不锈耐酸钢制成的闪;钛阀,壳体用钛合金制成的阀门;铜阀,壳体用铜合金制成的阀门;铝阀,壳体用铝合金制的阀门;塑料阀,壳体用塑料制成的阀门;陶瓷阀,壳体内衬有陶瓷的阀门,等等。

      1、铸铁阀

      铸铁阀以其价格低廉,制造工艺简单,有较好的耐腐蚀性能,广泛应用于国民经济各个部门,是水道、建筑设备、煤气设备、船舶、消防设备、石油化工设备、炼铁设备、食品加工设备等不可缺少的管路附件。铸铁阀的工作温度范围通常中从环境(室温)温度到225℃以下。但是,由于灰铸铁是脆性材料,限制了铸铁阀的使用范围。

      在铸铁阀门中,由于可锻铸铁和球铸铁内部显微组织的改变,可锻铸铁的组织近表层为铁素体,中心部为珠光体,与软钢的组织大致相同。球墨铸铁是经过添加元素和变质处理,且在铸过程中获得球状石墨,因此,其力学性能比普通灰铸铁要好得多,其使用工作压力可更高些。

      通常,铸铁阀门的使用范围规定如下:

      (1)当用于公称压力PN≤1.0MPa,工作温度为—10~200℃,工作介质为水、海水、蒸汽、空气、煤气、油品等,通常选用牌号为HT200、HT250、HT300、HT350的灰铸铁阀。

      (2)当用于公称压力PN≤2.5MPa,工作温度为—30~300℃,工作介质为水、海水、蒸汽、空气、煤气、油品等,通常选用牌号为KTH300-06、KTH330-08、KTH350-10的可锻铸铁阀。

      (3)当用于公称压力PN≤4.0MPa,工作温度为—30~350℃,工作介质为水、海水、蒸汽、空气、煤气、油品等,通常选用牌号为QT400-15、QT450-10、QT500-7的球墨铸铁阀。

      2、钢阀

      由于使用钢材的种类不同,钢阀所适用的介质也大不相同,尽管钢阀的价格比较昂贵,但由于钢是一种塑性材料,适用范围广,可以在多种介质中应用,如钨、饱和蒸汽和热蒸汽、高温和低温油品、液化气体、腐蚀性强的介质等,因此应用非常广泛。

      碳钢,由于其力学性能和综合使用性能优异,因此,其使用范围更广,通常还包括铸铁阀及青铜阀(广泛应用于—180℃以下)使用的工况条件。一般在重要的设备、装置和管道上都采用坚固可靠的钢制阀门。在介质为可燃性气体、液体,毒性气体、液体,易燃易爆性介质,压缩气体,液化气体,动力装置的管道上,以及其它类似的场合,必须使用钢制阀门。

      特碳钢和低镍合金钢可用于工作温度低于零度的工况,但不能使用到深冷的区域。用这些材料制造的阀门,可能适用于海水、二氧化碳、乙炔、丙烯和乙烯等介质。

      耐腐蚀钢材包括不锈钢、特种不锈钢、“蒙乃尔”合金,哈斯特洛依“B”,哈斯特洛依“C”,不锈耐酸钢等。

      不锈钢耐酸钢阀门可以广泛应用于化工和食品行业。如输关醋酸、硝酸、硫酸、碱、西漂白液、食品、果汁、碳酸、制革液和其它许多化工产品的管路上。超低碳奥氏体不锈耐酸钢阀门,通常用于在低温下输送液态气体,如天然气、沼气、氧气和氢气等。特种不锈钢阀门有很好的耐腐蚀性能,通常用于输送各种温度和浓度的硫酸的管道和装置上。“蒙乃尔”合金阀门,主要用于输送碱、盐溶液,食品和许多无机酸,特别是硫酸和氢氟酸的管道和装置上。此外,这类阀门还可用于蒸汽和海水的管道上。镍阀,对于碱和盐溶液具有极强的耐腐蚀能力,通常用在产品输送中,要求确保高纯度的工况。“哈氏”合金阀门,主要用于输送氯化铵、氯化锌、硫酸铝、硫酸铵、盐酸等强腐蚀性介质的管道和装置上。
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    该用户从未签到

    发表于 2013-9-8 20:39:03 | 显示全部楼层
    很全面,楼主辛苦了
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    发表于 2018-9-4 15:49:53 | 显示全部楼层
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