常用工业阀门、法兰及垫片标准

机械动力部2012年10月30日专业技术管理人员培训常用工业阀门、法兰及垫片标准11现场常见问题概述内容提要234工业管道法兰、管件标准垫片密封及适用范围常用金属材料标准代号5工业阀门类型及主要系列标准2序言阀门规格型号和压力等级、材质选型不当现场常见问题概述管道法兰之间或与阀门标准不匹配垫片选用不当，造成不必要泄漏管道检修更换的管件与管子直径壁厚不匹配34管道连接法兰一侧为长颈对焊法兰，另一侧为平焊法兰，标准不一致，存在安全隐患和质量缺陷；案例一5案例二管道弯头与直管段壁厚和直径规格不匹配，焊缝搭接，造成质量缺陷和安全隐患。6案例三垫片选型不合适，造成密封失效，出现泄漏，给安全生产带来隐患。7案例四管道管件之间的不规范连接，应使用三通管件。8案例五管道法兰选型不当，应为长颈对焊法兰，避免造成内部冲蚀。9案例六管道直管与大小头连接管径不一致，焊缝搭接，存在安全隐患和质量缺陷；10案例七平盖法兰与设备法兰标准不一致，已出现疲劳变形，存在安全隐患。存在问题根源管理意识不到位检修质量把关不严不熟悉相关标准及质量验收规范没有核对图纸与现场11工业阀门类型及系列标准一、阀门的功能二、阀门的分类三、阀门的基本参数四、阀门的编号五、常见阀门结构及应用六、阀门的选用第一部分12一、阀门的功能阀门是流体管路的控制装置，在石油化工生产过程中发挥着重要作用。接通和截断介质；防止介质倒流；调节介质压力、流量；分离、混合或分配介质；防止介质压力超过规定数值，保证管道或设备安全运行。13二、阀门的分类按用途和作用分类：截断类：主要用于截断或接通介质流。如闸阀、截止阀、球阀、碟阀、旋塞阀、隔膜阀止回类：用于阻止介质倒流。包括各种结构的止回阀。调节类：调节介质的压力和流量如减压阀、调压阀、节流阀安全类：在介质压力超过规定值时，用来排放多余的介质，保证管路系统及设备安全。分配类：改变介质流向、分配介质，如三通旋塞、分配阀、滑阀等特殊用途：如疏水阀、放空阀、排污阀等14•按压力分类：真空阀—工作压力低于标准大气压的阀门低压阀—公称压力PN小于1.6MPa的阀门中压阀—公称压力PN2.5~6.4MPa的阀门高压阀—公称压力PN10.0~80.0MPa的阀门超高压阀—公称压力PN大于100MPa的阀门二、阀门的分类15•按介质工作温度分类：高温阀—t大于450℃的阀门。中温阀—120℃小于t小于450℃的阀门。常温阀—-40℃小于t小于120℃的阀门。低温阀—-100℃小于t小于-40℃的阀门。超低温阀—t小于-100℃的阀门。二、阀门的分类16•按阀体材料分类：非金属阀门：如陶瓷阀门、玻璃钢阀门、塑料阀门金属材料阀门：如铸铁阀门、碳钢阀门、铸钢阀门、低合金钢阀门、高合金钢阀门及铜合金阀门等。二、阀门的分类17•按公称通径分类根据阀门的公称通径可分：小口径阀门：公称通径DN40mm的阀门中口径阀门：公称通径DN50~300mm的阀门大口径阀门：公称通径DN350~1200mm的阀门特大口径阀门：公称通径DN≥1400mm的阀门二、阀门的分类18•按与管道连接方式分可分为：法兰连接阀门：阀体法兰与管道采用法兰连接螺纹连接阀门：阀体螺纹与管道采用螺纹连接焊接连接阀门：阀体焊口与管道采用焊接连接夹箍连接阀门：阀体上夹口与管道采用夹箍连接卡套连接阀门：采用卡套与管道连接的阀门。二、阀门的分类19通用分类法这种分类方法既按原理、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。二、阀门的分类20三、阀门的基本参数公称通径用作参考的经过圆整的表示口径大小的参数，用“DN*”表示，如：DN100是4寸阀门，DN200为8寸阀门公称压力经过圆整过的表示与压力有关的数字标示代号，如:PN6.3MPa或Class400。磅级与公称压力的对称关系磅级Class15030040060080090015002500公称压力PN(MPa)1.6、2.02.5、4.05.06.310——15254221适用介质(1)气体介质(2)液体介质(3)含固体介质(4)腐蚀介质和剧毒介质试验压力(1)强度试验压力(2)密封试验压力三、阀门的基本参数22阀门密封副由阀座和关闭件组成，依靠阀座和关闭件的密封面紧密接触或密封面受压塑性变形而达到密封的目的。(1)平面密封(2)锥面密封(3)球面密封三、阀门的基本参数23阀门填料函（１）填料函结构：由填料压盖、填料和填料垫组成。填料函结构分为压紧螺母式、压盖式和波纹管式。三、阀门的基本参数24（２）填料圈数软质填料：PN≤2.5MPa时，4-10圈；PN＝4.0-10MPa时，8-10圈成型塑料填料：上填料一圈，中填料3-4圈，下部为一个金属填料垫。三、阀门的基本参数25四、阀门的编号每种阀门都有一个特定的型号，以说明阀门的类别、驱动方式、连接方式、结构形式、密封面和衬里材料、公称压力及阀体材料，阀门的型号由七个单元组成，按下列顺序编制。1(())234567驱动方式连接方式阀门类别密封或衬里材料结构形式阀体材料公称压力261阀体材料对于PN≤1.6MPa的碳铸铁阀门或PN2.5MPa的碳钢阀门则略去本单元公称压力(kgf/cm2)密封面和衬里材料T：铜合金H：不锈钢Y：硬质合金钢X：橡胶结构形式（闸）１：明杆楔式单闸阀２：明杆楔式双闸板3：明杆平行单闸板4：明杆平行双闸板５：暗杆楔式单闸板6：暗杆楔式双闸板连接形式１：内螺纹２：外螺纹４：法兰6：焊接驱动形式3：蜗轮4：正齿轮6：气动7：液动9：电动对手轮、手柄式板手等直接传动的阀门省略本单元阀门类型Ｚ：闸阀Ｊ：截止阀Ｘ：旋塞阀Ｈ：止回阀Ｙ：减压阀Ａ：安全阀Q：球阀D：蝶阀(())234567四、阀门的编号27•例：Z４1H－１6阀门的含义:Ｚ４１Ｈ－１６Z—闸阀驱动方式：手动4—法兰连接1—明杆楔式单闸阀H—密封圈或衬里为不锈钢16—公称压力16Kgf/cm2阀体材料：碳铸铁阀门四、阀门的编号28工业阀门标识含义公称尺寸（英寸）阀门形式压力等级材质端部连接形式附加说明阀门形式压力等级阀门材料及腐蚀余量端部连接形式附加说明G-闸阀C-止回阀B-球阀F-蝶阀L-截止阀T-三通阀N-针形阀A-ANSI150LBB-ANSI300LBC-ANSI600LBD-API602800LBE-ANSI900LBF-ANSI1500LBG-ANSI2500LB1-碳钢2-不锈钢3-铜镍合金4-铜铝合金5-铸铁F-平面法兰J-钢圈法兰R-凸面法兰S-NPT螺纹W-对焊X-插焊L-加长阀体M-特殊端部F-通孔型R-缩孔型H-耐高温L-升降型（单向阀）A-角型E-偏心P-活塞型（单向阀）Y-Ｙ型（截止阀）C-加衬里W-夹板式29球阀旋塞阀截止阀闸阀蝶阀五、常见阀门结构及应用30闸阀（一）闸阀闸阀是指启闭体(阀板)由阀杆带动阀座密封面作升降运动的阀门，可接通或截断流体的通道。当阀门部分开启时，在闸板背面产生涡流，易引起闸板的侵蚀和震动，也易损坏阀座密封面，修理困难。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。31撑开式闸阀的分类闸阀楔式平行式单闸板双闸板旋转式(暗杆)升降式(明杆)直齿圆柱齿轮法兰连接焊接连接螺纹连接锥齿轮气动自动密封式单闸板双闸板液动电动手动32闸阀的结构1.手轮2.阀杆螺母3.填料压盖4.填料5.阀盖6.双头螺栓7.螺母8.垫片9.阀杆10.闸板11.阀体33闸阀的结构（2）闸板与阀座密封圈1楔式闸板闸板密封面与闸板垂直中心线有一定倾角，称为楔半角。防止温度变化时闸板卡死，一般角度为2°52〞、5°介质温度越高，通径越大，楔半角就越大。普通型闸板调节型闸板带导流孔型闸板34闸阀的特点闸阀在管路中主要作切断用，一般口径DN≥50mm的切断装置多选用它，有时口径很小的切断装置也选用闸阀。闸阀有以下优点：•①流体阻力小。•②开闭所需外力较小。•③介质的流向不受限制。•④全开时，密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小。•⑤体形比较简单，铸造工艺性较好。闸阀也有不足之处：•①外形尺寸和开启高度都较大。安装所需空间较大。•②开闭过程中，密封面间有相对摩擦，容易引起擦伤现象。•③闸阀一般都有两个密封面，给加工、研磨和维修增加一些困难。35（二）截止阀、节流阀截止阀和节流阀都是向下闭合式阀门，启闭件（阀瓣）由阀杆带动，沿阀座轴线作升降运动来启闭阀门。截止阀与节流阀的结构基本相同，只是阀瓣的形状不同：截止阀的阀瓣为盘形，节流阀的阀瓣多为圆锥流线型，特别适用于节流，可以改变通道的截面积，用以调节介质的流量与压力。截止阀和节流阀36截止阀的种类截止阀直杆式斜杆式直通式角式上螺纹阀杆下螺纹阀杆螺纹连接法兰连接焊接连接螺纹连接法兰连接法兰连接下螺纹阀杆上螺纹阀杆直通式37工业管道法兰、管件标准一、法兰的型式、参数。二、法兰密封面三、法兰公称通径和钢管外经四、法兰的标记五、压力容器法兰第二部分38一、法兰结构型式、参数按法兰结构及其管子的连接方式分为：整体法兰对焊法兰松套法兰螺纹法兰平焊法兰法兰盖整体法兰系指泵、阀、机等机械设备与管道连接的进出口法兰，通常和这些管道设备制成一体，作为设备的一部分。螺纹法兰是将法兰的内孔加工成管螺纹，并和带螺纹的管子配合实现连接，是一种非焊接法兰。与焊接法兰相比，它具有安装、维修方便的特点，可在一些现场不允许焊接的场合使用。但在温度高于260℃和低于-45℃的条件下，建议不使用螺纹法兰，以免发生泄漏。39一、法兰结构型式、参数对焊法兰又称高颈法兰，它与其他法兰不同之处在于从法兰与管子焊接处到法兰盘有一段长而倾斜的高颈，此段高颈的壁厚沿高度方向逐渐过渡到管壁厚度，改善了应力的不连续性，因而增加了法兰强度。对焊法兰主要用于工况比较苛刻的场合，如管道热膨胀或其他载荷而使法兰处受的应力较大，或应力变化反复的场合；压力、温度大幅度波动的管道和高温、高压及零下低温的管道。40一、法兰结构型式、参数平焊法兰又称搭焊法兰。平焊法兰与管子的连接是将管子插入法兰内孔至适当位置，然后在搭焊，其优点在于焊接装配时较易对中，且价格便宜，因而得到了广泛的应用。按内压计算，平焊法兰的强度约为相应对焊法兰的三分之二，疲劳寿命约为对焊法兰的三分之一。所以，平焊法兰只适用于压力等级比较低，压力波动、振动及震荡均不严重的管道系统中。41一、法兰结构型式、参数松套法兰的连接实际也是通过焊接实现的，只是这种法兰是松套在已与管子焊接在一起的附属元件上，然后通过连接螺栓将附属元件和垫片压紧以实现密封，法兰（即松套）本身则不接触介质。这种法兰连接的优点是法兰可以旋转，易于对中螺栓孔，使用在大口径管道上易于安装，也适用于管道需要频繁拆卸以供清洗和检查的地方。其法兰附属元件材料与管子材料一致，而法兰材料可与管子材料不同，因此比较适合于输送腐蚀性介质的管道。42一、法兰结构型式、参数43二、法兰密封面44二、法兰密封面法兰密封面型式和代号（GB/T9112-2000）密封面型式代号平面FF突面RF凹凸面凸面MFM凹面F榫槽面榫面TGT槽面G环连接面RJ45三、法兰公称通径和钢管外径1、法兰公称通径在管道系统中，管道元件公称通径是一个重要的基本参数。公称通径是仅与制造尺寸有关且引用方便的一个园整数值，不适用于计算，它是管道系统中除了用外径和螺纹尺寸代号标记的元件以外的所有其他元件通用的一种规格标记。法兰公称通径与管道公称通径含义相同，它并不是某一个实际结构尺寸，也不等于法兰内径，而仅仅是与制造尺寸有关联的经过园整后的一个名义尺寸，其标记方法是在字母“DN”后跟一个以mm为单位的数字。462、钢管外径：我国目前生产和使用的钢管，从外径来分有两个系列：标准中标注为“系列Ⅰ”和“系列Ⅱ”，或称“A系列”及“B系列”。系列Ⅰ或A系列的钢管为“英制管”，俗称“大外径管”；系列Ⅱ或B系列的钢管为“公制管”，俗称“小外径管”。所谓“