搜索
阀门及材料基础知识简介目录一、阀门简述1.闸阀2.截止阀3.球阀4.蝶阀5.止回阀6.旋塞阀7.安全阀8.疏水阀9.减压阀二、阀门其它几种常用的分类1.按阀门的用途和作用分类1.1截断阀类1.2调节阀类1.3止回阀类1.4分流阀类1.5安全阀类2.按压力分类2.1真空阀2.2低压阀2.3中压阀2.4高压阀2.5超高压阀3.按阀体材料分类3.1非金属阀门3.2金属阀4.按阀门的工作温度分类4.1-254℃～-101℃,为“超低温阀门”4.2-100℃～-30℃,为“低温阀门”4.3-29℃～200℃,为“常温阀门”4.4＞200℃～325℃,为“中温阀门”4.5＞325℃～425℃,为“亚高温阀门”4.6＞425℃～550℃,为“高温Ⅰ级阀门”,简称PⅠ级4.7＞550℃～650℃,为“高温Ⅱ级阀门”,简称PⅡ级4.8＞650℃～730℃,为“高温Ⅲ级阀门”,简称PⅢ级4.9＞730℃～816℃,为“高温Ⅳ级阀门”,简称PⅣ级4.10＞816℃为“高温Ⅴ级阀门”,简称PⅤ级三、阀门主体材料1.关于阀门常用材料的一些基础知识1.1钢和铁1.2碳钢、合金钢及低合金钢、中合金钢、高合金钢；镇静钢1.3合金和高合金1.4阀门用钢的几种常用热处理简介1.5阀门用钢的几种常用金相组织简介1.6阀门常用的几种镍基合金2.钢在高温和低温中的破坏型式2.1钢在高温中的破坏型式2.2钢在低温中的破坏型式3.阀门主体材料及工作温度3.1铸铁阀门3.2碳钢阀门3.3低温阀门3.4不锈耐蚀钢阀门3.5不锈耐热钢阀门四、关于磅级阀门1.“磅级阀门”采用的材料和设计制造标准1.1材料：（1）关于美国ASTM系统标准材料的说明（2）关于美国的“统一数码系统”材质代号1.2设计基础标准2.检查与试验标准五、阀门硬密封副选择概述1.Cr13型不锈钢密封副（密封副标记为H）2.不锈钢本体密封副（密封副标记为W）3.硬质合金密封副（密封副标记为Y）六、阀门的检验和试验1.闸阀和截止阀的上密封及上密封试验2.阀门的强度试验和密封试验一、阀门简述•什么叫阀门？•阀门——是流体输送系统中的控制装置，是用来控制管道内介质流动的具有可动机械产品的总称。它具有导流、截流、调节、控制流向、分流或卸压等功能。•阀门在石油炼制及石油化工生产系统中；在石油、天然气开采和石油、天然气管道输送系统中；在化肥、化工生产系统中；在火电、水电和核电的生产系统中；在冶金生产系统和矿山开采中；在城市和工业企业的给排水、供热和供气系统中；在农田灌溉系统中；在船舶、车辆、飞机以及各种运动机械的流体系统中以及在国防和航天系统中都大量地使用阀门。因此，阀门是人类走向现代化不可缺少的重要机械产品。•我国是在1958年由当时沈阳阀门厂开始生产铸钢高中压阀门的，在半个多世纪以来,我国阀门行业得到了迅速的发展。我国目前除了一些特殊阀门需要进口外,其余的阀门都能自己生产,并且大量出口。•我们常用的阀门主要有以下几种：1.闸阀：·闸阀是启闭件——闸板由阀杆带动，沿阀座密封面和导轨作升降运动的阀门。它主要有：阀体、阀盖、闸板、阀杆、填料、垫片和操作装置（注：以往称为“传动装置”，API-6D2008版标准改称“操作装置”）等组成。闸阀是各种类型阀门中应用最多、最广泛的阀门。·闸阀又分楔式闸阀和平板闸阀。楔式闸阀是闸阀中应用最广泛的类型，可用于高温、高压、低温、大口径、耐磨损等工况。平板闸阀主要用于输送天然气、成品油及高温中压大口径阀门中，我公司中标承接的四川普光气田集输工程，用的是CL900~2500LB的高压抗硫平板闸阀。·所谓楔式闸阀是指闸板为楔式（上厚下薄），楔式闸阀根据美国API-6D和API-600标准规定，凡“公称尺寸”（注：以往称为“公称通径”，API-6D2008版标准改称“公称尺寸”）DN≤40，用刚性单闸板（为：Z41或Z61）；凡“公称尺寸”DN≥50时，应采用弹性闸板（为：Z40或Z60)。在钢制楔式闸阀的设计上，以往只有刚性单闸板和双闸板两种，刚性单闸板俗称“死闸板”以Z41表示；双闸板是在闸板架上挂两块单闸板以Z42表示。刚性单阀板由于闸板与阀体两侧阀座吻合密封是不可调节型的,要求装配阀门时“配门”精度极高。且对高中压大口径闸阀，当阀体受压体腔产生变形或在高温状态下阀体体腔产生变形时，刚性单闸板本身无补偿功能，因此密封的可靠性不好，容易造成内漏。有时为了强制其密封,只得靠加大力量拧紧闸板，因而常造成将闸板“楔死”或把阀杆拧弯等事故。双闸板由于结构不紧凑，阀门体积大，阀门重量加重，造成用户管网负荷增大。特别是双闸板不适应高压、强冲击工况和不适用于稠油、油浆、催化剂颗粒等介质。1.闸阀：·为了解决单闸板和双闸板的不足和弊端，所以在闸阀的闸板设计上一种新型结构——“弹性闸板”诞生了，这是闸阀设计上的一项重大的技术进步。所谓“弹性闸板”是指闸板边缘内档带有“弹性槽”，而其中间仍为整体结构（可焊接或铸造、锻造后切开弹性槽）。弹性闸板兼备了单、双闸板的优点而摒弃了它们的缺点。弹性闸板当其中腔受压时，闸板会产生弹性变形紧贴在阀体两侧的阀座上，因而可实现可靠的密封。卸压时闸板的弹性变形随之消失，所以方便开启，且磨损小、寿命长。特别适合大口径和高温及低温等工况中使用的闸阀。·需要指出的是：除了特殊设计的专用闸阀之外，闸阀不允许用于作调节介质流量用，因此，在开启时必须将闸板全部提升到通道上方。1.闸阀：·附典型楔式闸阀结构图1.闸阀：·附典型楔式闸阀闸板结构图2.截止阀：·截止阀启闭件——阀瓣由阀杆带动，沿阀座的密封面的轴线作升降运动的阀门。它主要有：阀体、阀盖、阀瓣、阀杆、填料、垫片和操作装置等组成。·截止阀按阀杆与阀体间的角度又分为T型（成90°—J41或J11;J61等）及Y型（成45°—J45等）及角式（J44）等类型。截止阀的优点是：阀瓣与阀体的阀座一旦脱离就没有摩擦，因而，适用于输送氧气等怕摩擦产生火花的危险介质。其缺点是：开启和关闭时阀门的扭矩大，因此，阀杆比闸阀的要粗。所以，截止阀“公称尺寸”不宜过大，T形截止阀最大“公称尺寸”应控制在DN≤400。“公称尺寸”大的T形截止阀应采用介质为“高进低出”的操作方向。根据我公司的经验并规定：T形或Y型截止阀凡是公称压力PN1.6~4.0MPa（或CL150~300LB）“公称尺寸”DN≥100；凡是截止阀公称压力PN≥6.4MPa(或CL≥400LB)“公称尺寸”DN≥80介质流向都应实行“高进低出”，并在阀体上明显的部位铸造出介质流向箭头。·“高进低出”是指介质从阀座上方流入，从阀座下方流出。“高进低出”较好地解决关闭截止阀时的难点，因为在关闭阀门时，有介质作用于阀瓣上方因而有助于阀门的快速、平稳地关闭；数学分析计算证明,中大口径的截止阀介质采用“高进低出”有利于改善阀杆和阀瓣的受力及方便工人安全可靠地操作。我在《阀门》杂志2007年第3期上发表了“中大口径T形截止阀介质流向选择”的文章。·截止阀的阀瓣若为锥形，阀座亦为锥形时，根据开启时高度的不同而可起到调节介质流量的效果。因此，带节流锥的阀瓣的截止阀称为节流阀（L41或L44）。2.截止阀：·附典型T型直通式截止阀结构图2.截止阀：·附典型Y型截止阀结构图2.截止阀：·附典型角式截止阀结构图3.球阀：·球阀是启闭件——球体绕垂直于通道的轴线可作90°回转的阀门。它主要有：阀体根据球阀结构的不同，其中有一件式（仅用于小口径）；两片式：左、右阀体；三片式：主阀体和左、右两片副阀体；球体、阀杆、填料、垫片和操作装置等组成。·球阀由于启闭时作90°回转，因此它开关迅速，又球体在旋转时与阀座间有自清扫功能；双重阀座（金属阀座上镶嵌聚四氟乙烯软密封阀座）还具有防火功能等，它广泛用于输送天然气、油品、氧气、及其它要求快速启闭时等工况中。·球阀根据用于工作温度的不同，分为软密封（聚四氟乙烯：PTFE工作温度≤200℃；对位聚苯：PPL工作温度≤325℃）和硬密封（金属密封）。硬密封球阀主要用于高温、高压和耐磨损等工况。·球阀根据球体是否有固定轴，又分为浮动球阀和固定球阀，浮动球阀是单向密封，主要用于中低压小口径时。球阀还有三通球阀，它是用来切换介质流向的。近来又开发了球体和阀座用超音速喷涂碳化钨（HVOF）JK117{（WC）/17Co}.涂层硬度可达到DPH300:1055~1243（～HRC≥70）的特硬耐磨球阀，专用于煤化工生产灰浆系统；开发了扭矩小、密封可靠阀腔带放空的“双活塞效应阀座球阀”和全焊接埋地球阀，专用于输送天然气和成品油等管线中。3.球阀：·附典型全通径浮动球阀结构图3.球阀：·附典型全通径双截断双泄放蜗轮传动固定球阀结构图4.蝶阀：·蝶阀是启闭件——蝶板绕固定轴作90°旋转的阀门。它主要有阀体、蝶板、阀轴及操作装置等组成。蝶阀由于结构紧凑、重量轻、开关迅速而广泛应用于输送水、蒸汽、烟气等工况的中低压大口径管道上。蝶阀根据用于介质温度的不同，又分为软密封（橡胶、聚四氟乙烯等）和金属硬密封。蝶阀通过调整蝶板的角度，可以起到调节介质流量的作用。·近几年来开发的三偏心金属硬密封蝶阀是蝶阀设计上的一项重大革命。三偏心金属硬密封蝶阀结构原理：在蝶阀结构设计时，将阀门的轴心偏离密封面一个偏心C，形成第一个偏心；同时轴又偏离管道的中心形成第二个偏心h；又在上述双偏心的基础上，增加了第三个偏心，即锥面密封座中心线倾斜于通道中心线θ角，这一结构形式既实现了凸轮效应，又消除了阀门启闭过程中密封圈与阀座间大约20°的摩擦和摩损，因而大大地提高了阀门的使用寿命及密封的可靠性。三偏心金属硬密封蝶阀使蝶阀有了更广泛的市场。特别是在中低压大口径，在用于输送水和蒸汽及高温烟气时大量地替代闸阀。4.蝶阀：·附典型三偏心金属硬密封蜗轮蜗杆传动蝶阀结构图5.止回阀：·止回阀是启闭件——阀瓣借助介质的作用力，自动地阻止介质逆流的阀门。它主要有阀体、阀盖、阀瓣等组成。止回阀根据其结构的不同又分为：旋启式止回阀、升降式止回阀、立式止回阀、多瓣式止回阀、缓闭式止回阀、对夹式双瓣止回阀及保护火电厂汽轮机组的气控或液控0.5秒内关闭的抽汽止回阀（需加装辅助的气动或液动快关装置）等。5.止回阀：·附典型升降式止回阀结构图5.止回阀：·附典型旋启式止回阀结构图6.旋塞阀：·旋塞阀是启闭件——塞子绕其轴线作90°旋转的阀门。它主要有：阀体、旋塞、阀盖和操作装置等组成。·旋塞阀中的软密封是通过塞子的园锥面与衬套、衬套的园锥面与阀体内腔锥面进行严密的“面密封”的（其他的阀门是“线密封”）。因此，旋塞阀是加工工艺要求最高的，密封最可靠的阀门。所以，它多用于输送强腐蚀性介质，如氢氟酸、氯气、熔融尿素、熔融氯碱、苯酐等。旋塞阀还有三通旋塞阀，它是用来切换介质流向的。我公司在上个世纪七十年代，开发了用于乙烯装置的，工作温度为580℃的“提升式”高温硬密封旋塞。我公司是我国旋塞阀国家标准：《钢制旋塞阀》、《铁制旋塞阀》标准的起草第一作者单位。6.旋塞阀：·附典型手动旋塞阀结构图6.旋塞阀：·附典型高密封提升式蜗轮传动旋塞阀结构图7.安全阀：·安全阀是一种自动阀门，它不借助任何外力，而是利用介质本身的压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，阀门再次关闭并阻止介质继续流出。因此，安全阀是保护管道安全的重要装置。8.疏水阀（疏水器）：·疏水阀是用于输送蒸汽管道中，自动排放冷凝水并阻止蒸汽泄漏的自控阀门。9.减压阀：·减压阀是通过启闭件的节流，将介质的压力降低，并利用本身介质的能量，使阀后的压力自动满足预定要求的阀门。二、阀门其它几种常用的分类·阀门其它常见的分类的方式大致有以下几大类：1.按阀门的用途和作用分类：1.1截断阀类：主要用于截断或接通介质流，它包括闸阀、截止阀、球阀、旋塞阀、蝶阀等。1.2调节阀类：主要用于调节介质流量、压力等，它包括：调节蝶阀、节流阀、减压阀等。1.3止回阀类：是用于阻止介质倒流的阀门，它包括各种结构的止回阀门。1.4分流阀类：是用于分配，分离或混合介质的阀门，它包括各种结构的分配阀和疏