电动控制阀设计标准手册

1主题内容与适用范围本标准规定了工业过程控制系统用电动控制阀（也称电动调节阀）的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装和贮存。本标准适用于符合GB11922所规定的电动执行机构与阀组成的各类电动控制阀（以下简称控制阀）。与此相配的伺服放大器、操作器也应符合GB11922中的规定。2引用标准GB3836.1—83爆炸性环境用防爆电气设备GB4208—84外壳防护等级的分类GB/T4313—89气动调节阀GB9223—88执行器术语GB11922—89工业过程测量和控制系统用电动执行机构ZBY003—84仪器仪表包装通用技术条件3术语本标准采用GB9223中有关术语4产品分类4.1型式4.1.1按动作方式分为a.直行程控制阀；b.角行程控制阀。4.1.2按调节功能分为a.调节型控制阀；b.切断型控制阀。4.1.3按控制方式分为a.电关式控制阀；b.电开式控制阀。4.1.4按防护型式分为a.普通型；b.防尘型；c.防爆型；d.防水型。注：根据需要允许采用组合防护型式或其他防护型式。4.2基本参数4.2.1公称通径控制阀的公称通径应自下列数值中选取：6，10，15，20，25，（32），40，50，（65），80，100，（125），150，200，250，300，350，400，500，600，700，800，900，1000，1200，1400，1600，1800，2000mm。注：括号中数值不推荐使用。4.2.2公称工作压力控制阀的公称工作压力应自下列数值中选取：0.1，0.4，0.6，1，1.6，2.5，4，6.3，（6.4），10，16，25，32，40，160，250Mpa工业仪表设计标准手册JB/T7387-94工业过程控制系统用电动控制阀4.2.3输入信号a.调节型控制阀直流输入信号范围：0~10mA，4~20mA，0~10V，1~5V。b.切断型控制阀输入信号按执行机构电源电压选取。4.3正常工作条件4.3.1正常工作环境条件a.温度：-10~+55℃或-25~+70℃；b.相应湿度：5%~95%c.大气压力：86~106Kpad.周围空气中无起腐蚀作用的介质；e.特殊环境中使用的控制阀允许另行规定工作环境条件。4.3.2动力条件a.电源电压：单相220V允差+10%-15%，三相380V允差±10%。b.电源频率：50HZ允差±1%；c.谐波含量：小于5%；d.特殊条件下使用的控制阀允许另行规定动力条件。4.4连接端型式a.控制阀连接端型式有法兰、焊接和螺纹三种；b.控制阀连接端式和尺寸应符合相应的现行国家和行业的标准；c.按用户需要可采用其它标准或特定的连接端型式和尺寸。5技术要求5.1基本误差调节阀控制基本误差应不超过表1中规定的基本差限，基本误差以控制阀额定行程的百分数表示。表1精确度等级1.0级2.5级5.0级基本误差限±1.0%±2.5%±5.0%回差1.0%2%3%死区1.0%3.0%5.0%额定行程偏差实测行程等于或大于额定行程5.2回差控制的回差应不超过表1规定，回差以控制阀额定行程的百分数表示。5.3死区控制阀的死区应不超过表1规定。死区以控制阀输入信号量程的百分数表示。5.4额定行程偏差电关式控制阀的额定行程偏差应符合表1规定。5.5填料函及其他连接处的密封性控制阀的填料函及其他连接处应保证在1.1倍公称工作压力下无渗漏现象。5.6泄露量5.6.1控制阀在规定试验条件下的泄露量应符合表2的规定。5.6.2控制阀的泄露等级除Ⅰ级外由制造厂自行选定，但单痤阀结构的控制阀的泄露等级不得低于Ⅳ级；双阀座结构的控制阀的泄露等级不得低于Ⅱ级。5.6.3泄露量大于5×10-3阀额定容量时，应由结构设计保证，产品可免于测试。5.6.4泄露应由下列代码加以规定：X1X2X3X1—泄露等级，如表2所示分别为Ⅰ~Ⅳ；X2—试验介质，G：空气或氮气，L:水；X3—试验程序，1或2（见6.8.2条）表2泄露等级试验介质试验程序最大阀座泄露量Ⅰ由用户与制造厂商定ⅡL或G15×10-3×阀额定容量，l/hⅢL或G110-3×阀额定容量，l/hⅣL1或210-4×阀额定容量，l/hG1Ⅳ-S1L1或25×10-3×阀额定容量，l/hG1Ⅳ-S2G12×10-6×ΔP×D,l/hⅤL21.8×10-7×ΔP×D,l/hⅥG13×10-3×ΔP×(表3规定的泄露量)注：（1）ΔP为阀前后压差，以Kpa为单位。（2）D为阀座直径，以mm为单位。（3）对于可压缩流体体积流量，是在对角线绝对压力为101.325Kpa和绝对温度为273K的标准状态下测定值。表3阀座直径mm泄露量mL/min汽泡数/min25405065801001502002503003504000.150.300.450.600.900.1704.006.7511.16.021.628.412346112745————注：每分钟汽泡数是用外径6mm、壁厚mm的管子垂直浸入水下5~10mm深度条件下测得。管端表面应光滑，无倒角和毛刺。②如果阀座直径与列表之一相差2mm以上，则泄露系数可假设泄露量与阀座直径的平方成正比的情况下，通过内推法取得。5.6.5在计算确定泄漏量的允许值时，阀的额定容量应按表4所列公式计算。表4条件介质112pp212pp液体100.1ppPQKv气体4.73(273)mgPPQKvGt12.9(273)gQPKvGt表中：Q1——液体流量，M3/h;Qя———标准状态下的体流量，M3/h;KV———额定流量系数；Pm=P1+P22P1———阀前绝对压力，Kpa;P2———阀后绝对压力，Kpa;△P—阀前后压差，Kpa；t——试验介质温度，取20℃；G——气体比重，空气=1；ρ/ρ0——相对密度（规定温度范围内的水ρ/ρ0=1）。5.7耐压强度控制阀应以1.5倍公称工作压力的试验压力进行不少于3min的耐压强度试验，试验期间不应有可见的渗漏。5.8绝缘电阻电动执行机构各端子间的绝缘电阻应不低地下列规定值：a.输入端子与外壳间20MΩ;b.输入端子与电源端子间50MΩ；c.电源端子与外壳间50MΩ；5.9绝缘强度电动执行机构各线路端子间应能承受频率50HZ和电压符合下列规定值的正弦交流的绝缘度试验；历时1min，应无击穿和飞弧现象。a.输入端子与外壳间500V；b.输入端子与电源端子间500V；c.电源端子与外壳间，1500V（电源电压为交流220V时）或2000V（电源电压为流380V时）。5.10额定流量系数a.控制阀额定流量系数的数值由制造厂规定；b.控制阀额定流量系数的实测值与规定值的偏差应不超过±10%。当额定流量系数KV≤5时，应不超过±20%。5.11固有流量特性制造厂应以图或表的形式规定KV1的种规格、形式和节流组件结构的调节型控制阀的Kpa固有流量特性。在列表表示时，应该说明下列相对行程的特定流量系数KV。相对行程h=0.05，0.1，0.2，随后以0.1递增，直至1.0，制造厂也可以提出除上述行程外的流量系数。5.11.1直线流量特性的斜率偏差在相对行程h=0.1~0.9之间，任意两相邻流量系数测量值的差值与实测额定流量系数的比值应符合表5的规定。表5相对行程h=0.1~0.8h0.8Kvn-Kvn-1Kvmax7%~13%3%~15%表中Kvn为第n点的流量系数，Kvn-1为n-1点的流量系数，h为相对行程；Kvmax为额定行程时的实测流量系数。5.11.2等百分比流量特性的斜率偏差在相对行程h=0.1~0.9之间，任意两相邻流量系数测量值的对数（Lg）差值应符合表6的规定。表6可调比RLgKvn×lgKvn-1h=0.2~0.8h0.2h0.8斜率偏差为±30%斜率偏差为+80%-30%斜率偏差为+80%-30%102530501000.13~0.070.18~0.100.19~0.100.22~0.120.26~0.140.18~0.070.25~0.100.26~0.100.30~0.120.36~0.140.13~0.020.18~0.030.19~0.030.22~0.030.26~0.045.11.3其他流量特性的偏差各类控制阀的固有流量特性为非直线或等百分比特性时，其流量特性可按下列斜率偏差或流量系数偏差规定其允许偏差。a.斜率偏差在相对行程h=0.1~0.9之间实测的相邻两点的流量特性的斜率的允许偏差为对应的固有流量特性斜率的0.5~2倍。b.流量系数偏差在相对行程h=0.1~0.9之间，各相对行程h的实测流量系数与制造厂在流量特性中规定值的偏差不应超过±10%（1/Ф）0.2%。注：Ф为相对流量系数5.12机械振动影响控制阀应进行振动频率为10-55HZ，幅值为0.15mm和振动频率为55~150HZ，加速度为20m/S2的正弦扫频振动试验，并在谐振频率上进行30min的耐振试验。试验后，性能仍应符合5.1，5.2，5.5条规定要求。5.13长期运行稳定性控制阀按规定条件经18h运行后，性能仍应符合5.1，5.2，5.5条规定要求。5.14外观控制阀的外表应余漆或其他涂料。不锈钢和铜的阀可不涂漆，阀体上的箭头及文字涂红漆，表面涂层应光洁、完好，不得有剥落、碰伤及斑痕等缺点，坚固件不得有松动、损伤等现象，阀上应有标尺、指标或其他阀位标志。5.15外壳防护性控制阀电动执行机构的外壳防护等级和结构型式，防尘防水型应符合GB4208标准，防爆型应符合BG3836标准。6试验方法6.1试验条件及说明6.1.1参比工作条件除外观检查及条款中另有规定者外，试验应在下述参比条件下进行。a.温度：20±2℃b.相对湿度：60%~70%；c.大气压力：86~106kpa;6.1.2推荐的大气条件无需或不可能在参比工作条件下进行的试验，推荐在下述大气条件下进行：a.温度：15~35℃；b.相对湿度：45%~75%；c.大气压力：86~106kpa;在试验过程中，环境温度的变化应不大于1℃/10min，并须在试验报告中注明实际的试验条件。6.1.3动力条件允差a.电源电压：公称值的±1%；b.电源频率：公称值的±1%；c.谐波含量：小于5%。6.1.4试验的一般规定6.1.4.1试验时控制阀应处于制造厂规定的正常工作位置，允许接通电源预热1h，使被测产品内部温度达到稳定。6.1.4.2在检验前允许高速被测产品的零位，额定行程和阻尼特性。6.1.4.3除非另有规定，试验用标准仪器的基本误差限应不超过被测产品基本误差限的1/3。6.1.4.4输入信号的变化速度应保证在任何试验点上不产生过冲。6.2外观检查用目检法进行检查。6.3填料函及其它连接处的密封性试验用1.1倍公称压力的室温水，水中可含有水溶油或防锈剂，按规定的入口方向输入控制阀的阀体，另一端封闭，同时使阀杆作1~3次往复动作，持续时间不少于3min。观察控制阀填料函及其他连接处应无渗漏现象。试验后应排气，必要时尚须清洁和干燥。6.4基本误差试验将规定的输入信号平稳地按增大或减小方向加入执行机构，测量各点所对应的行程值，并按公式（1）计算实际“信号一行程”关系与理论关系之间的各点误差，其最大值为基本误差。δj=Lj－Lj×100%………………………（1）L其中：δj____第i点的误差;Lj____第i点的实际行程，mm;Lj____第i点的理论行程，mm;L____控制阀的额定行程，mm；除非另方规定，试验点应至少包括信号范围的0%、25%、50%、75%、100%五个点。6.5回差试验试验程序与6.4条相同，在同一输入信号上所测得的正反行程的最大差值的绝对值即为回差。6.6死区试验a.缓慢改变（增大或减小）输入信号，直到观察出一个可察觉的行程变化，记下这时的输入信号值；b.按相反方向缓慢改变（减小或增大）输入信号，直到观察出一个可察觉的行程变化，记下这时的输入信号值。c.a、b两项输入信号值之差的绝对值即为死区，死区应在输入信号范围的25%、50%和75%三点上进行试验，并取其最大值。6.7额定行程偏差试验将输入信号