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閥門的類型和用途
第一章   閥門概述
第一節        
閘閥是指關閉件(閘板)沿通路中心線的垂直方向移動的閥門。
閘閥在管路中主要作切斷用。
閘閥是使用很廣的一種閥門,一般口徑DN≥50mm的切斷裝置都選用它,有時口徑
很小的切斷裝置也選用閘閥,閘閥有以下優點:
①流體阻力小。
②開閉所需外力較小。
③介質的流向不受限制。
④全開時,密封面受工作介質的沖蝕比截止閥小。
⑤體形比較簡單,鑄造工藝性較好。
閘閥也有不足之處:
①外形尺寸和開啟高度都較大。安裝所需空間較大。
②開閉過程中,密封面間有相對摩擦,容易引起擦傷現象。
③閘閥一般都有兩個密封面,給加工、研磨和維修增加一些困難。
 
一、閘閥的種類
1.  按閘板的構造可分
1)平行式閘閥:密封面與垂直中心線平行,即兩個密封面互相平行的閘閥。如圖2—12所示。
          圖2-12                         圖2-13
在平行式閘閥中,以帶推力楔塊的結構最常為常見,既在兩閘板中間有雙面推力楔塊,這種閘閥適用于低壓中小口徑(DN40—300mm)閘閥。也有在兩閘板間帶有彈簧的,彈簧能產生予緊力,有利于閘板的密封。
2)楔式閘閥:密封面與垂直中心線成某種角度,即兩個密封面成楔形的閘閥如圖2—13所示。
密封面的傾斜角度一般有2°52´,3°30´,5°, 8°, 10°等,角度的大小主要取決于介質溫度的高低。一般工作溫度愈高,所取角度應愈大,以減小溫度變化時發生楔住的可能性。
在楔式閘閥中,又有單閘板,雙閘板和彈性閘板之分。單閘板楔式閘閥,結構簡單,使用可靠,但對密封面角度的精度要求較高,加工和維修較困難,溫度變化時楔住的可能性很大。雙閘板楔式閘閥在水和蒸氣介質管路中使用較多。它的優點是:對密封面角度的精度要求較低,溫度變化不易引起楔住的現象,密封面磨損時,可以加墊片補償。但這種結構零件較多,在粘性介質中易粘結,影響密封。更主要是上、下擋板長期使用易產生銹蝕,閘板容易脫落。彈性閘板楔式閘閥,它具有單閘板楔式閘閥結構簡單,使用可靠的優點,又能產生微量的彈性變形彌補密封面角度加工過程中產生的偏差,改善工藝性,現已被大量采用。
2.  按閥桿的構造閘閥又可分為
1)  明桿閘閥:閥桿螺母在閥蓋或支架上,開閉閘板時,用旋轉閥桿螺母來實現閥桿的升降。如圖2—12所示。這種結構對閥桿的潤滑有利,開閉程度明顯,因此被廣泛采用。
2)  暗桿閘閥:閥桿螺母在閥體內,與介質直接接觸。開閉閘板時,用旋轉閥桿來實現。如圖2—14所示。這種結構的優點是:閘閥的高度總保持不變,因此安裝空間小,適用于大口徑或對安裝空間受限制的閘閥。此種結構要裝有開閉指示器,以指示開閉程度。這種結構的缺點是:閥桿螺紋不僅無法潤滑,而且直接接受介質侵蝕,容易損壞。
     圖2-14                           圖2-15
二、閘閥的通徑收縮
如果一個閥體內的通道直徑不一樣(往往都是閥座處的通徑小于法蘭連接處的通徑),稱為通徑收縮。如圖2—15所示。
通徑收縮能使零件尺寸縮小,開、閉所需力相應減小,同時可擴大零部件的應用范圍。但通徑收縮后。流體阻力損失增大。
在某些部門的某些工作條件下(如石油部門的輸油管線),不允許采用通徑收縮的閥門。這一方面是為了減小管線的阻力損失,另一方面是為了避免通徑收縮后給機械清掃管線造成障礙。
 
第二節      截止閥    
 截止閥是關閉件(閥瓣)沿閥座中心線移動的閥門。
           截止閥在管路中主要作切斷用。截止閥有以下優點:
1.  在開閉過程中密封面的摩擦力比閘閥小,耐磨。
2.  開啟高度小。
3.  通常只有一個密封面,制造工藝好,便于維修。
截止閥使用較為普遍,但由于開閉力矩較大,結構長度較長,一般公稱通徑都限制在DN≤200mm以下。截止閥的流體阻力損失較大。因而限制了截止閥更廣泛的使用。
截止閥的種類很多,根據閥桿上螺紋的位置可分:
一、上螺紋閥桿截止閥
截止閥閥桿的螺紋在閥體的外面。其優點是閥桿不受介質侵蝕,便于潤滑,此種結構采用比較普遍。如圖 2—8所示。
二、下螺紋閥桿截止閥
截止閥閥桿的螺紋在閥體內。這種結構閥桿螺紋與介質直接接觸,易受侵蝕,并無法潤滑。此種結構用于小口徑和溫度不高的地方。如圖 2—9所示。
           圖2-8                                 圖2-9
根據截止閥的通道方向,又可分為;直通式截止閥,角式截止閥和三通式截止閥,后兩種截止閥通常做改變介質流向和分配介質用。
 
第三節      節流閥
節流閥是指通過改變通道面積達到控制或調節介質流量與壓力的閥門。
節流閥在管路中主要作節流使用。
最常見的節流閥是采用截止閥改變閥瓣形狀后作節流用。但用改變截止閥或閘閥開啟高度來作節流用是極不合適的,因為介質在節流狀態下流速很高,必然會使密封面沖蝕磨損,失去切斷密封作用。同樣用節流閥作切斷裝置也是不合適的。
常見的節流閥如圖 2 —10所示。
        圖2-10
節流閥的閥瓣有多種形狀,常見的有:
1.  鉤形閥瓣,常用于深冷裝置中的膨脹閥。如圖 2—11a所示。
2.  窗形閥瓣,適用于口徑較大的節流閥如圖2—11b所示。
3.  塞形閥瓣,適用于中小口徑節流閥,使用較普遍。如圖 2—11C所示。
           a                          b                       c
                                   圖2-11
                           
  
止回閥是指依靠介質本身流動而自動開、閉閥瓣,用來防止介質倒流的閥門。
止回閥根據其結構可分
一、升降式止回閥:閥瓣沿著閥體垂直中心線滑動的止回閥,如圖2—16所示。
     圖2-16                             圖2-17
升降式止回閥只能安裝在水平管道上,在高壓小口徑止回閥上閥瓣可采用圓球。
升降式止回閥的閥體形狀與截止閥一樣(可與截止閥通用),因此它的流體阻力系數較大。
二、旋啟式止回閥:閥瓣圍繞閥座外的銷軸旋轉的止回閥,如圖2—17所示。
旋啟式止回閥應用較為普遍。
三、碟式止回閥:閥瓣圍繞閥座內的銷軸旋轉的止回閥。如圖2—18所示。
碟式止回閥結構簡單,只能安裝在水平管道上,密封性較差。
四、管道式止回閥,閥瓣沿著閥體中心線滑動的閥門。如圖2—19所示。
         圖2-18                            圖2-19
管道式止回閥是新出現的一種閥門,它的體積小,重量較輕,加工工藝性好,是止回閥發展方向之一。但流體阻力系數比旋啟式止回閥略大。
 
第五節     旋塞閥
旋塞閥是指關閉件(塞子)繞閥體中心線旋轉來達到開啟和關閉的一種閥門。
旋塞閥在管路中主要用作切斷、分配和改變介質流動方向的。
旋塞閥是歷史上最早被人們采用的閥件。由于結構簡單,開閉迅速(塞子旋轉四分之一圈就能完成開閉動作),操作方便,流體阻力小,至今仍被廣泛使用。目前主要用于低壓,小口徑和介質溫度不高的情況下。
旋塞閥的塞子和塞體是一個配合很好的圓錐體,其錐度一般為1:6和1:7。
一、緊定式旋塞閥
緊定式旋塞閥通常用于低壓直通管道,密封性能完全取決于塞子和塞體之間的吻合度好壞,其密封面的壓緊是依靠擰緊下部的螺母來實現的。一般用于PN≤0.6Mpa。如圖2—1所示。
        圖2-1                              圖2-2
二、填料式旋塞閥。
填料式旋塞閥是通過壓緊填料來實現塞子和塞體密封的。由于有填料,因此密封性能較好。通常這種旋塞閥有填料壓蓋,塞子不用伸出閥體,因而減少了一個工作介質的泄漏途徑。這種旋塞閥大量用于PN≤1Mpa的壓力,如圖2—2所示。
 
三、自封式旋塞閥
自封式旋塞閥是通過介質本身的壓力來實現塞子和塞體之間的壓緊密封的。塞子的小頭向上伸出體外,介質通過進口處的小孔進入塞子大頭,將塞子向上壓緊,此種結構一般用于空氣介質。如圖2—3所示。
四、油封式旋塞閥
近年來旋塞閥的應用范圍不斷擴大,出現了帶有強制潤滑的油封式旋塞閥。由于強制潤滑使塞子和塞體的密封面間形成一層油膜。這樣密封性能更好,開閉省力,防止密封面受到損傷。如圖2—4所示。
          圖2-3                                          圖2-4
 
第六節       球閥
球閥和旋塞閥是同屬一個類型的閥門,只有它的關閉件是個球體,球體繞閥體中心線作旋轉來達到開啟、關閉的一種閥門。
球閥在管路中主要用來做切斷、分配和改變介質的流動方向。
球閥是近年來被廣泛采用的一種新型閥門,它具有以下優點:
1.  流體阻力小,其阻力系數與同長度的管段相等。
2.  結構簡單、體積小、重量輕。
3.  緊密可靠,目前球閥的密封面材料廣泛使用塑料、密封性好,在真空系統中也已廣
泛使用。
4.  操作方便,開閉迅速,從全開到全關只要旋轉90°,便于遠距離的控制。
5.  維修方便,球閥結構簡單,密封圈一般都是活動的,拆卸更換都比較方便。
6.  在全開或全閉時,球體和閥座的密封面與介質隔離,介質通過時,不會引起閥門密
封面的侵蝕。
7.  適用范圍廣,通徑從小到幾毫米,大到幾米,從高真空至高壓力都可應用。
球閥已廣泛應用于石油、化工、發電、造紙、原子能、航空、火箭等各部門,以及人們日常生活中。
球閥按結構形式可分:
一、浮動球球閥
球閥的球體是浮動的,在介質壓力作用下,球體能產生一定的位移并緊壓在出口端的密封面上,保證出口端密封。如圖2—5所示。
               
                           圖 2-5
浮動球球閥的結構簡單,密封性好,但球體承受工作介質的載荷全部傳給了出口密封圈,因此要考慮密封圈材料能否經受得住球體介質的工作載荷。這種結構,廣泛用于中低壓球閥。
二、固定球球閥
球閥的球體是固定的,受壓后不產生移動。固定球球閥都帶有浮動閥座,受介質壓力后,閥座產生移動,使密封圈緊壓在球體上,以保證密封。通常在與球體的上、下軸上裝有軸承,操作扭距小,適用于高壓和大口徑的閥門。如圖2—6所示。
為了減少球閥的操作扭矩和增加密封的可靠程度,近年來又出現了油封球閥,既在密封面間壓注特制的潤滑油,以形成一層油膜,即增強了密封性,又減少了操作扭矩,更適用高壓大口徑的球閥。
三、彈性球球閥
球閥的球體是彈性的。球體和閥座密封圈都采用金屬材料制造,密封比壓很大,依靠介質本身的壓力已達不到密封的要求,必須施加外力。這種閥門適用于高溫高壓介質。
如圖2—7所示。
彈性球體是在球體內壁的下端開一條彈性槽,而獲得彈性。當關閉通道時,用閥桿的楔形頭使球體漲開與閥座壓緊達到密封。在轉動球體之前先松開楔形頭,球體隨之恢復原原形,使球體與閥座之間出現很小的間隙,可以減少密封面的摩擦和操作扭矩。
球閥按其通道位置可分為直通式,三通式和直角式。后兩種球閥用于分配介質與改變介質的流向。
             
      圖2-6                                 圖2-7
第七節       蝶閥
蝶板在閥體內繞固定軸旋轉的閥門,叫蝶閥。
1.作為密封型的蝶閥,是在合成橡膠出現以后,才給它帶來了迅速的發展,因此它是一種新型的截流閥。在我國直至二十世紀八十年代,蝶閥主要作用于低壓閥門,閥座采用合成橡膠,到九十年代,由于國外交流增多,硬密封〈金屬密封〉蝶閥得以迅速發展。目前已有多家閥門廠能穩定地生產中壓金屬密封蝶閥,使蝶閥應運領域更為廣泛。
2.蝶閥能輸送和控制的介質有水、凝結水、循環水、污水、海水、空氣、煤氣、液態天然氣、干燥粉末、泥漿、果漿及帶懸浮物的混合物。
目前國產蝶閥參數如下:
公稱壓力:PN0.25——4.0MPa
公稱統徑:DN100——3000mm
工作溫度:≤425℃
3.蝶閥種類:
根據連接方式:法蘭式、對夾式。
根據密封面材料;軟密封、硬密封。
根據結構形式,蝶閥可分成以下類型:
——板式
蝶閥      ——斜板式
——偏置板式
——杠桿式
4.蝶閥的特點:
(1)結構簡單,外形尺寸小。由于結構緊湊,結構長度短,體積小,重量輕,適用于大口徑的閥門。
(2)流體阻力小,全開時,閥座通道有效流通面積較大,因而流體阻力較小。
(3)啟閉方便迅速,調節性能好,蝶板旋轉90°既可完成啟閉。通過改變蝶板的旋轉角度可以分級控   制流量。
(4)啟閉力矩較小,由于轉軸兩側蝶板受介質作用基本相等,而產生轉矩的方向相反,因而啟閉較省力。
(5)低壓密封性能好,密封面材料一般采用橡膠、塑料、故密封性能好。受密封圈材料的限制,蝶閥的使用壓力和工作溫度范圍較小。但硬密封蝶閥的使用壓力和工作溫度范圍,都有了很大的提高。
5.蝶閥的結構
蝶閥主要由閥體、蝶板、閥桿、密封圈和傳動裝置組成。蝶閥的結構見圖1--21。
(1)閥體    閥體呈圓筒狀,上下部分各有一個圓柱形凸臺,用于安裝閥桿。蝶閥與管道多采用法蘭連接;如采用對夾連接,其結構長度最小。
(2)閥桿     閥桿是蝶板的轉軸,軸端采用填料函密封結構,可防止介質外漏。閥桿上端與傳動裝置直接相接,以傳遞力矩。
(3)蝶板     蝶板是蝶閥的啟閉件。根據蝶板在閥體中的安裝方式,蝶閥可以分成以下幾種形式:
①中心對稱板。見圖1--21(A),閥桿固定在蝶板的徑向中心孔上,閥桿與蝶板均垂直安裝
(a)                (b)                  (c)                  (d)
                       圖1-2 蝶閥結構圖
a: 板式    b:斜板式  c:偏置板式  d:杠桿式
二、非密封形蝶閥:關閉時不能保證密封的蝶閥。在管路中只能做節流用,密封圈通常是用金屬制成的。
 
第八節      安全閥
    安全閥是防止介質壓力超過規定數值起安全作用的閥門。
    安全閥在管路中,當介質工作壓力超過規定數值時,閥門便自動開啟,排放出多余介質;而當工作壓力恢復到規定值時,又自動關閉。
一、安全閥常用的術語
  1、開啟壓力:當介質壓力上升到規定壓力數值時,閥瓣便自動開啟,介質迅速噴出,此時閥門進口處壓力稱為開啟壓力。
  2、排放壓力;閥瓣開啟后,如設備管路中的介質壓力繼續上升,閥瓣應全開,排放額定的介質排量,這時閥門進口處的壓力稱為排放壓力。
  3、關閉壓力:安全閥開啟,排出了部分介質后,設備管路中的壓力逐漸降低,當降低到小于工作壓力的預定值時,閥瓣關閉,開啟高度為零,介質停止流出。這時閥門進口處的壓力稱為關閉壓力,又稱回座壓力。
  4、工作壓力;設備正常工作中的介質壓力稱為工作壓力。此時安全閥處于密封狀態。
  5、排量:在排放介質閥瓣處于全開狀態時,從閥門出口處測得的介質在單位時間內的排出量,稱為閥的排量。
二、安全閥的種類
 1、根據安全閥的結構可分
 ⑴重錘(杠桿)式安全閥:用杠桿和重錘來平衡閥瓣的壓力。重錘式安全閥靠移動重錘的位置或改變重錘的重量來調整壓力。它的優點在于結構簡單;缺點是比較笨重回座力低。這種結構的安全閥只能用于固定的設備上。如圖2--22所示。
 ⑵彈簧式安全閥:利用壓縮彈簧的力來平衡閥瓣的壓力并使之密封。彈簧式安全閥靠調節彈簧的壓縮量來調整壓力。它的優點在于比重錘式安全閥體積小、輕便,靈敏度高,安裝位置不受嚴格限制;缺點是作用在閥桿上的力隨彈簧變形而發生變化。同時必須注意彈簧的隔熱和散熱問題。彈簧式安全閥的彈簧作用力一般不要超過2000公斤。因為過大過硬的彈簧不適于精確的工作。如圖2--23所示。
 ⑶脈沖式安全閥:脈沖式安全閥由主閥和輔閥組成。主閥和輔閥連在一起,通過輔閥的脈沖作用帶動主閥動作。如圖2--24所示。
             圖2-22                圖2-23                  圖2-24
        脈沖式安全閥通常用于大口徑管路上。因為大口徑安全閥如采用重錘或彈簧式時都不適應。脈沖式安全閥由主閥和輔閥兩部分組成。當管路中介質超過額定值時,輔閥首先動作帶動主閥動作,排放出多余介質。
 2、根據安全閥閥瓣最大開啟高度與閥座通徑之比,又為分可:
 ⑴微啟式:閥瓣的開啟高度為閥座通徑的1/20~1/10。如圖2--25所示。由于開啟高度小,對這種閥的結構和幾何形狀要求不象全啟式那樣嚴格,設計、制造、維修、和試驗都比較方便,但效率較低。
 ⑵全啟式:閥瓣的開啟高度為閥座通徑的1/4~1/3。如圖2--26所示。
                 圖 2-25                               圖2-26
        全啟式安全閥是借助氣體介質的膨脹沖力,使閥瓣達到足夠的升高和排量。它利用閥瓣和閥座的上、下兩個調節環,使排出的介質在閥瓣和上下兩個閥節環之間形成一個壓力區,使閥瓣上升到要求的開啟高度和規定的回座壓力。此種結構靈敏度高,使用較多,但上、下調節環的位置難于調整,使用須仔細。
3、根據安全閥閥體構造又可分
⑴全封閉式:排放介質時不向外泄漏,而全部通過排泄管放掉。
⑵半封閉式:排放介質時,一部分通過排泄管排放,另一部分從閥蓋與閥桿配合處向外泄漏。
⑶敞開式:排放介質時,不引到外面,直接由閥瓣上訪排泄。
                                                    
          
第二章   閥門主要零件材料
 
       
制造閥門零件材料很多,包括各種不同牌號的黑色金屬和有色金屬及其合金、各種非金屬材料等。
 制造閥門零件的材料要根據下列因素來選擇:
 1、工作介質的壓力、溫度和特性。
 2、該零件的受力情況以及在閥門結構中所起作用。
 3、有較好的工藝性。
 4、在滿足以上條件情況下,要有較低的成本。
 
第一節       閥體、閥蓋和閥板(閥瓣)的材料
 
閥體、閥蓋和閘板(閥瓣)是閥門主要零件之一,直接承受介質壓力,所用材料必須符合“閥門的壓力與溫度等級”的規定。常用材料有下面幾種:
一、灰鑄鐵:灰鑄鐵適用于公稱壓力PN≤1.0MPa,溫度為-10℃~200℃的水、蒸汽、空氣、煤氣及油品等介質。灰鑄鐵常用牌號為:HT200、HT250、HT300、HT350。
二、可鍛鑄鐵:適用于公稱壓力PN≤2.5MPa,溫度為-30~300℃的水、蒸汽、空氣及油品介質,常用牌號有:KTH300—06、KTH330—08、KTH350—10。
三、球墨鑄鐵:適用于PN≤4.0MPa,溫度為-30~350℃的水、蒸汽、空氣及油品等介質。常用牌號有:QT400—15、QT450—10、QT500—7。
    鑒于目前國內工藝水平,各廠參差不齊,用戶又往往不易檢驗。根據經驗,建議PN≤2.5MPa,閥門還是采用鋼制閥門為安全。
四、耐酸高硅球墨鑄鐵:適用于公稱壓力PN≤0.25MPa,溫度低于120℃的腐蝕性介質。
五、碳素鋼:適用于公稱壓力PN≤32.0MPa,溫度為-30~425℃的水、蒸汽、空氣、氫、氨、氮及石油制品等介質。常用牌號有WC1、WCB、ZG25及優質鋼20、25、30及低合金結構鋼16Mn。
六、銅合金:適用于PN≤2.5MPa的水、海水、氧氣、空氣、油品等介質,以及溫度-40~250℃的蒸汽介質,常用牌號為ZGnSn10Zn2(錫青銅),H62、Hpb59—1(黃銅)、QAZ19—2、QA19—4(鋁青銅)。
七、高溫銅:適用于公稱壓力PN≤17.0MPA、溫度≤570℃的蒸汽及石油產品。常用牌號有ZGCr5Mo,1Cr5M0. ZG20CrMoV, ZG15Gr1Mo1V, 12CrMoV , WC6, WC9等牌號。具體選用必須按照閥門壓力與溫度規范的規定。
八、低溫鋼,適用于公稱壓力PN≤6.4Mpa,溫度≥—196℃乙烯,丙烯,液態天然氣,液氮等介質,常用牌號)有ZG1Cr18Ni9 、0Cr18Ni9、 1Cr18Ni9Ti 、ZG0Cr18Ni9
九、不銹耐酸鋼,適用于公稱壓力PN≤6.4Mpa 、溫度≤200℃硝酸,醋酸等介質,常用牌號有ZG0Cr18Ni9Ti 、 ZG0Cr18Ni10<耐硝酸>,ZG0Cr18Ni12Mo2Ti 、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti<耐酸和尿素>
 
第二節       密封面材料
 
密封面是閥門最關鍵的工作面,密封面質量的好壞關系到閥門的使用壽命,通常密封面材料要考慮耐腐蝕,耐擦傷,耐沖蝕,抗氧化等因素。
通常分兩大類:
(一)   軟質材料
1、  橡膠(包括丁睛橡膠,氟橡膠等)
2、  塑料(聚四氟乙烯,尼龍等)
(二)   硬密封材料
1、  銅合金(用于低壓閥門)
2、  鉻不銹鋼(用于普通高中壓閥門)
3、  司太立合金(用于高溫高壓閥門及強腐蝕閥門)
4、  鎳基合金(用于腐蝕性介質)
 
第三節        
 
閥桿在閥門開啟和關閉過程中,承受拉、壓和扭轉作用力,并與介質直接接觸,同時和填料之間還有相對的摩擦運動,因此閥桿材料必須保證在規定溫度下有足夠的強度和沖擊韌性,有一定的耐腐蝕性和抗擦傷性,以及良好的工藝性。
常用的閥桿材料有以下幾種。
一、碳素鋼
用于低壓和介質溫度不超過300℃的水、蒸汽介質時,一般選用A5普通碳素鋼。
用于中壓和介質溫度不超過450℃的水、蒸汽介質時,一般選用35優質碳素鋼。
二、合金鋼
用于中壓和高壓,介質溫度不超過450℃的水、蒸汽、石油等介質時,一般選用
40Cr(鉻鋼)。
用于高壓、介質溫度不超過540℃的水、蒸汽等介質時,可選用38CrMoALA滲
氮鋼。
用于高壓、介質溫度不超過570℃的蒸汽介質時,一般選用25Cr2MoVA鉻鉬釩鋼。
三、不銹耐酸鋼
用于中壓和高壓、介質溫度不超過450℃的非腐蝕性介質與弱腐蝕性介質,可選
用1Cr13、2Cr13、3Cr13鉻不銹鋼。
用于腐蝕性介質時,可選用Cr17Ni2、1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti、Cr18Ni12Mo3Ti
等不銹耐酸鋼和PH15-7Mo沉淀硬化鋼。
四、耐熱鋼
用于介質溫度不超過600℃的高溫閥門時,可選用4Cr10Si2Mo馬氏體型耐熱鋼和
4Cr14Ni14W2Mo奧氏體型耐熱鋼。
 
第四節     閥桿螺母材料
 
閥桿螺母在閥門開啟和關閉過程中,直接承受閥桿軸向力,因此必須具備一定的強度。同時它與閥桿是螺紋傳動,要求摩擦系數小,不生銹和避免咬死現象。
一、銅合金
銅合金的摩擦系數較小,不生銹,是目前普遍采用的材料之一。對于Pg<1.6Mpa的低壓閥門可采用ZHMn58-2-2鑄黃銅。對于Pg16-6.4Mpa的中壓閥門可采用ZQAL9-4無錫青銅。對于高壓閥門可采用ZHAL66-6-3-2鑄黃銅。
二、鋼
當工作條件不允許采用銅合金時,可選用35、40等優質炭素鋼,2Cr13、1Cr18Ni9、Cr17Ni2等不銹耐酸鋼。
工作條件不允許指下列情況。
1、用于電動閥門上,帶有瓜形離合器的閥桿螺母,需要進行熱處理獲得高的硬度或表面硬度。
2、工作介質或周圍環境不適合選用銅合金時,如對銅有腐蝕的氨介質。
選用鋼制閥桿螺母時,要特別注意螺紋的咬死現象。
 
第五節       緊固件、填料及墊片材料
 
一、緊固件材料
緊固件主要包括螺栓、雙頭螺栓和螺母。緊固件在閥門上直接承受壓力,對防止介質外流起關重要作用,因此選用的材料必須保證在使用溫度下有足夠的強度與沖擊韌性。
根據介質壓力和溫度選擇緊固件材料時可按表5-1選擇。
 
名稱
公稱壓力
Pg
(Mpa)
介 質 溫 度 (℃)
300
350
400
425
450
530
螺栓
 雙頭
 螺栓
1.6-2.5
A3
35
30CrMoA
_
4.0-10.0
35
35CrMoA
25Cr2MoVA
16.0-20.0
30CrMoA
35CrMoA
25Cr2MoVA
 
螺母
1.6-2.5
A3
30
35
_
4.0-10.0
30
35
35CrMoA
16.0-20.2
35
35CrMoA
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
表5-1
選用合金鋼材料時必須經過熱處理。對緊回件有特殊耐腐蝕要求時,可選用Cr17Ni2、2Cr13、1Cr18Ni9等不銹耐酸鋼。
二、填料材料
在閥門上,填料是用來充填閥蓋填料室的空間,以防止介質經由閥桿和閥蓋填料室空間泄漏。
1、  對填料的要求
1)  耐腐蝕性好,填料與介質接觸,必須能耐介質的腐蝕。
2)  密封性好,填料在介質及工作溫度的作用下不泄漏。
3)  摩擦系數小,以減小閥桿與填料間的摩擦力矩。
2、  填料的種類
填料可分為軟質填料及硬質填料兩種:
1)軟質填料:系由植物質,即大麻、亞麻、棉、黃麻等,或由礦物質,即石棉纖維,
或由石棉纖維內夾金屬絲和外涂石墨粉等編織的線繩,也有壓成的成型的填料,以及近年來新發展的柔性石墨填料材料。
植物質填料較便宜,常用于100℃以下的低壓閥門;礦物質填料可用于450-500℃的閥門。
近年來使用橡膠O型圈做填料的結構在逐步推廣,但介質溫度一般限制在60℃以下。
高溫高壓閥門上的填料也有采用純石棉加片狀石墨粉壓緊而成的。
2)硬質填料:即由金屬或金屬與石棉、石墨混合而成的填料以及聚四氟乙烯壓合燒結而成型的填料,金屬填料使用較少。
3、  填料的選擇
選擇填料要根據介質、溫度和壓力來選擇,常用的材料有以下幾種:
1)油浸石棉繩,可按表5-2選擇。
2)橡膠石棉繩:可按表5-3選擇。
3)石墨石棉繩:石棉繩上涂有石墨粉,可用溫度450℃以上,壓力可以達到16Mpa
,一般適用于高壓蒸汽上。近后來又逐步采用了壓成人字型填料,單圈放置,密封性好。
4)聚四氟乙烯:這是一種目前使用較廣的一種填料。特別適用腐蝕性介質上,但溫度不得起過200℃。一般采用壓制或棒料車制而成,形狀如圖5-1所示。
          a                       b                     c
                               圖5-1
 
 牌
規           格
(直徑或方形邊長)
適用極限壓力
kgf/cm²
適用極限溫度
(℃)
用途
 
 
 
 
 
 
 
YS450
F
3.4.5.6.8.10
13.16.19.22.25
 
 
 
       60
 
 
 
450
 
 
用于水蒸氣、空氣、
石油產品
Y
5.6.8.10.13
16.19.22.25
N
3.5.6.8.10.13
16.19.22.25
YS350
F、Y、N
3.5.6.8.10.13
16.19.22.25.
45
350
YS250
F、Y、N
3.5.6.8.10.13.
16.19.22.25
45
250
表5-2
注:形狀代號F表示方的,穿心或一至多層編結;Y表示圓的,中間是一扭制芯子,外邊是一至多層編結;N表示扭制的。
規     格
(直公式或方形邊長)
適用極限壓力
kgf/cm²
適用極限溫度
(℃)
橡膠
石棉
盤根
XS450
3 . 4 . 5 . 6 . 8
10 . 13 . 16 . 19
22 . 25 . 28
60
450
用于蒸汽
、石油產
XS350
45
350
XS250
45
250
                                 表5-3
三、墊片材料
墊片是用來充填兩個結合面(如閥體和閥蓋之間的密封面)間所有凹凸不平處,以防止介質從結合面間泄漏。
1、  對墊片的要求
墊片材料在工作溫度下具有一定的彈性和塑性以及足夠的強度,以保證密封。同時要具有良好的耐腐蝕性。
2、  墊片材料的種類和選擇
墊片可分為軟質和硬質兩種,軟質一般為非金屬材料,如硬紙板、橡膠、石棉橡膠板,
聚四氟乙烯等。硬質一般為金屬材料或者金屬包石棉、金屬與石棉纏繞的等。
    墊片的形狀有很多,有扁平的、圓形的、橢圓形的、齒形的、透鏡式的以及其他特殊形狀的。
圖5-2為金屬包有石棉襯墊和金屬石棉纏繞式墊片
圖5-3為橡膠制O形圈。
圖5-4為梯形槽式金屬墊片。
圖5-5為密封面凹凸式金屬齒形墊片。
圖5-6為密封面透鏡式金屬墊片。
                          
         圖5-5                                           圖5-6
金屬墊片的材料一般用08、10、20優質碳素鋼和1Cr13、1Cr18Ni9不銹鋼,加工精度和表面光潔度要求較高,適用于高溫高壓閥門。
非金屬墊片材料一般塑性較好,用不大的壓力就能達到密封。適用于低溫低壓閥門。
墊片材料可按表5-4選擇。
 
                                                                   表5-4
墊 片 材 料
介   質
應用范圍
壓力(Mpa)
溫度(℃)
厚紙板
水、油類
≤10
40
油浸紙板
水、油類
≤10
40
橡膠板
水、空氣
≤6
50
石棉板
蒸汽、煤氣
≤6
450
聚四氟乙烯
腐蝕性介質
≤25
200
橡膠石棉板XB-450
水蒸汽、空氣、煤氣
≤60
450
           XB-350
水蒸汽、空氣、煤氣
≤40
350
           XB-200
水蒸汽、空氣、煤氣
≤15
200
耐油橡膠石棉板
油類
160
30
08鋼與XB-450充填
蒸汽
100
450
08鋼與XB-350充填
蒸汽
40
350
1Cr13、0Cr13石棉充填
蒸汽
100
600
08鋼與耐油橡膠石棉充填
油類
100
350
水蒸汽、空氣
100
250
水蒸汽、空氣
64
350
10鋼、20鋼
水蒸汽、油類
200
450
1Cr13
蒸汽
200
550
1Cr13Ni9
蒸汽
200
600
                                表5-4
 
制造閥門零件材料很多,包括各種不同牌號的黑色金屬和有色金屬及其合金、各種非金屬材料等。
 制造閥門零件的材料要根據下列因素來選擇:
 1、工作介質的壓力、溫度和特性。
 2、該零件的受力情況以及在閥門結構中所起作用。
 3、有較好的工藝性。
 4、在滿足以上條件情況下,要有較低的成本。
 
 
                    第三章 閥門的安裝、維護與操作
 
  正確地選擇了閥門之后,還要正確安裝、維護與操作,這樣才能充分發揮其效能。
 
第一節      安裝
 
閥門安裝的質量、直接影響著使用,所以必須認真注意。
(一) 方向和位置
  許多閥門具有方向性,例如截止閥,節流閥,減壓閥、止回閥等,如果裝倒裝反,就會影響使用效果與壽命(如節流閥),或者根本不起作用(如減壓閥),甚至造成危險(如止回閥)。一般閥門,在閥體上有方向標志;萬一沒有,應根據閥門的工作原理,正確識別。
  截止閥的閥腔左右不對稱,流體要讓其由下而上通過閥口,這樣流體阻力小(由形狀所決定),開啟省力(因介質壓力向上),關閉后介質不壓填料,便于檢修。這就是截止閥為什么不可安反的道理。其它閥門也有各自的特性。
閥門安裝的位置,必須方便于操作;即使安裝暫時困難些,也要為操作人員的長期工作著想。最好閥門手輪與胸口取齊(一般離操作地坪1.2米),這樣,開閉閥門比較省勁。落地閥門手輪要朝上,不要傾斜,以免操作別扭。靠墻機靠設備的閥門,也要留出操作人員站立余地。要避免仰天操作,尤其是酸堿、有毒介質等,否則很不安全。
閘閥不要倒裝(即手輪向下),否則會使介質長期留存在閥蓋空間,容易腐蝕閥桿,而且為某些工藝要求所禁忌。同時更換填料極不方便。
明桿閘閥,不要安裝在地下,否則由于潮濕而腐蝕外露的閥桿。
升降式止回閥,安裝時要保證其閥瓣垂直,以便升降靈活。
旋啟式止回閥,安裝時要保證其銷軸水平,以便旋啟靈活。
  減壓閥要直立安裝在水平管道上,各個方向都不要傾斜。
(二)施工作業
安裝施工必須小心,切忌撞擊脆性材料制作的閥門。
安裝前,應將閥門作一檢查,核對規格型號,鑒定有無損壞,尤其對于閥桿。還要轉動幾下,看是否歪斜,因為運輸過程中,最易撞歪閥桿。還要清除閥內的雜物。
閥門起吊時,繩子不要系在手輪或閥桿上,以免損壞這些部件,應該系在法蘭上。
對于閥門所連接的管路,一定要清掃干凈。可用壓縮空氣吹去氧化鐵屑、泥砂、焊渣和其他雜物。這些雜物,不但容易擦傷閥門的密封面,其中大顆粒雜物(如焊渣),還能堵死小閥門,使其失效。
安裝螺口閥門時,應將密封填料(線麻加鉛油或聚四氟乙烯生料帶),包在管子螺紋上,不要弄到閥門里,以免閥內存積,影響介質流通。
安裝法蘭閥門時,要注意對稱均勻地把緊螺栓。閥門法蘭與管子法蘭必須平行,間隙合理,以免閥門產生過大壓力,甚至開裂。對于脆性材料和強度不高的閥門,尤其要注意。
須與管子焊接的閥門,應先點焊,再將關閉件全開,然后焊死。
(三)保護設施
有些閥門還須有外部保護,這就是保溫和保冷。保溫層內有時還要加伴熱蒸汽管線。什么樣的閥門應該保溫或保冷,要根據生產要求而定。原則地說,凡閥內介質降低溫度過多,會影響生產效率或凍壞閥門,就需要保溫,甚至伴熱;凡閥門裸露,對生產不利或引起結霜等不良現象時,就需要保冷。保溫材料有石棉,礦渣棉、玻璃棉、珍珠巖,硅藻土、蛭石等;保冷材料有軟木、珍珠巖、泡沫、塑料等。
長期不用的水、蒸汽閥門必須放掉積水。
(四)旁路和儀表
有的閥門,除了必要的保護設施外,還要有旁路和儀表。安裝了旁路,便于疏水閥檢修。其它閥門,也有安裝旁路的。是否安裝旁路,要看閥門狀況,重要性和生產上的要求而定。
(五)填料更換
庫存閥門,有的填料已不好使,有的與使用介質不符,這就需要更換填料。
閥門制造廠無法考慮使用單位千門萬類的不同介質,填料函內總是裝填普通盤根,但使用時,必須讓填料與介質相適應。
在更換填料時,要一圈一圈地壓入。每圈接縫以45度為宜,圈與圈接縫錯開180度。填料高度要考慮壓蓋繼續壓緊的余地,現時又要讓壓蓋下部壓填料室適當深度,此深度一般可為填料室總深度的10-20%。
對于要求高的閥門,接縫角度為30度。圈與圈之間接縫錯開120度。
除上述填料之處,還可根據具體情況,采用橡膠O形環(天然橡膠耐60攝氏度以下弱堿,丁睛橡膠耐80攝氏度以下油品,氟橡膠耐150攝氏度以下多種腐蝕介質)三件疊式聚四氟乙烯圈(耐200攝氏度以下強腐蝕介質)尼龍碗狀圈(耐120攝氏度以下氨、堿)等成形填料。在普通石棉盤根外面,包一層聚四氟乙烯生料帶,能提高密封效果,減輕閥桿的電化學腐蝕。
在壓緊填料時,要同時轉動閥桿,以保持四周均勻,并防止太死,擰緊壓蓋要用力均勻,不可傾斜。
第二節       維護
 
對閥門的維護,可分兩種情況;一種是保管維護,另一種是使用維護。
(一)保管維護
保管維護的目的,是不讓閥門在保管中損壞,或降低質量。而實際上,保管不當是閥門損壞的重要原因之一。
閥門保管,應該井井有條,小閥門放在貨架上,大閥門可在庫房地面上整齊排列,不能亂堆亂垛,不要讓法蘭連接面接觸地面。這不僅為了美觀,主要是保護閥門不致碰壞。
由于保管和搬運不當,手輪打碎,閥桿碰歪,手輪與閥桿的固定螺母松脫丟失等等,這些不必要的損失,應該避免。
對短期內暫不使用的閥門,應取出石棉填料,以免產生電化學腐蝕,損壞閥桿。
對剛進庫的閥門,要進行檢查,如在運輸過程中進了雨水或污物,要擦試干凈,再予存放。
閥門進出口要用蠟紙或塑料片封住,以防進去臟東西。
對能在大氣中生銹的閥門加工面要涂防銹油,加以保護。
放置室外的閥門,必須蓋上油氈或苫布之類防雨、防塵物品。存放閥門的倉庫要保持清潔干燥。
(二)使用維護
使用維護的目的,在于延長閥門壽命和保證啟閉可靠。
閥桿螺紋,經常與閥桿螺母摩擦,要涂一點黃干油、二硫化鉬或石墨粉,起潤滑作用。
不經常啟閉的閥門,也要定期轉動手輪,對閥桿螺紋添加潤滑劑,以防咬住。  
室外閥門,要對閥桿加保護套,以防雨、雪、塵土銹污。
如閥門系機械待動,要按時對變速箱添加潤滑油。
要經常保持閥門的清潔。
要經常檢查并保持閥門另部件完整性。如手輪的固定螺母脫落,要配齊、不能湊合使用,否則會磨園閥桿上部的四方,逐漸失去配合可靠性,乃至不能開動。
不要依靠閥門支持其它重物,不要在閥門上站立。
閥桿,特別是螺紋部分,要經常擦拭,對已經被塵土弄臟的潤滑劑要換成新的,因為塵土中含有硬雜物,容易磨損螺紋和閥桿表面,影響使用壽命。
 
第三節      操作
 
對于閥門,不但要會安裝和維護,而且還要會操作。
(一)手動閥門的開閉
手動閥門是使用最廣的閥門,它的手輪或手柄,是按照普通的人力來設計的,考慮了密封面的強度和必要的關閉力。因此不能用長杠桿或長板手來板動。有些人習慣于使用板手,應嚴格注意,不要用力過大過猛,否則容易損壞密封面,或板斷手輪、手柄。
啟閉閥門,用力應該平穩,不可沖擊。某些沖擊啟閉的高壓閥門各部件已經考慮了這種沖擊力與一般閥門不能等岡。
對于蒸氣閥門,開啟前,應預先加熱,并排除凝結水,開啟時,應盡量徐緩,以免發生水擊現象。
當閥門全開后,應將手輪倒轉少許,使螺紋之間嚴緊,以免松動損傷。
對于明桿閥門,要記住全開和全閉時的閥桿位置,避免全開時撞擊上死點。并便于檢查全閉時是否正常。假如閥辦脫落,或閥芯密封之間嵌入較大雜物,全閉時的閥桿位置就要變化。
管路初用時,內部臟物較多,可將閥門微啟,利用介質的高速流動,將其沖走,然后輕輕關閉(不能快閉、猛閉,以防殘留雜質夾傷密封面),再次開啟,如此重復多次,沖凈臟物,再投入正常工作。
常開閥門,密封面上可能粘有臟物,關閉時也要用上述方法將其沖刷干凈,然后正式關嚴。
如手輪、手柄損壞或丟失,應立即配齊,不可用活絡板手代替,以免損壞閥桿四方,啟閉不靈,以致在生產中發生事故。
某些介質,在閥門關閉后冷卻,使閥件收縮,操作人員就應于適當時間再關閉一次,讓密封面不留細縫,否則,介質從細縫高速流過,很容易沖蝕密封面。
操作時,如發現操作過于費勁,應分析原因。若填料太緊,可適當放松,如閥桿歪斜,應通知人員修理。有的閥門,在關閉狀態時,關閉件受熱膨脹,造成開啟困難;如必須在此時開啟,可將閥蓋螺紋擰松半圈至一圈,消除閥桿應力,然后板動手輪。
(二)注意事項
1、200℃以上的高溫閥門,由于安裝時處于常溫,而正常使用后,溫度升高,螺栓受熱膨脹,間隙加大,所以必須再次擰緊,叫做“熱緊”,操作人員要注意這一工作,否則容易發生泄露。
2、天氣寒冷時,水閥長期閉停,應將閥后積水排除。汽閥停汽后,也要排除凝結水。閥底有如絲堵,可將它打開排水。
3、非金屬閥門,有的硬脆,有的強度較低,操作時,開閉力不能太大,尤其不能使猛勁。還要注意辟免物件磕碰。
4、新閥門使用時,填料不要壓得太緊,以不漏為度,以免閥桿受壓太大,加快磨損,而又啟閉費勁。
               
 
第四章       閥門的檢查、修理與壽命
無論是使用新閥門,還是使用修復后的閥門,安裝前必須試壓試漏。
                  
第一節、 試壓試漏
試壓,指的是閥體強度試驗。試漏,指的是密封面嚴密性試驗,這兩項試驗是對閥門主要性能的檢查。
試驗介質,一般是常溫清水,重要閥門可使用煤油。安全閥定壓試驗,可使用氮氣較穩定氣體,也可用蒸汽或空氣代替。對于隔膜閥,使用空氣作試驗。
(一)試驗壓力
      閥門強度試驗壓力,與公稱壓力有下列關系
          公稱壓力(Mpa)                強度試驗壓力(Mpa)
             0.1                                    0.2
               0.25                                     0.4
             0.4                                   0.6
               0.6                                    0.9
               1.0                                    1.5
                1.6                                   2.4
              2.5                                 3.8
                4.0                                    6.0
                6.4                                    9.6
                10.0                                     15.0
                16.0                                  24.0
                20.0                                     30.0
                25.0                                     38.0
                32.0                                     48.0
由上可見,公稱壓力從0.4Mpa-32Mpa,這些常用壓力閥門,其強度試驗壓力為其1.5倍。
閥門密封試驗壓力,等于公稱壓力。
(二)試驗方法
試壓試漏,在試驗臺上進行。試驗臺(如圖5-1)的結構,試驗臺上面有一壓緊部件,下面有一條與試壓泵相連通的管路。將閥壓緊后,試壓泵工作,從試壓泵的壓力表上,可以讀出閥門承受壓力的數字。試壓閥門充水時,要將閥內空氣排凈。試驗臺上部壓盤,有排氣孔,用小閥門開閉。空氣排凈的標志是,排氣孔中出來的全部都是水。
關閉排氣孔后,開始升壓。升壓過程要緩慢,不要急劇。達到規定壓力后,保持3分鐘,壓力不變為合格。
                      圖5-1 閥門試驗臺
 試壓試漏程序可以分三步:
1、打開閥門通路,用水(或煤油)充滿閥腔,并升壓至強度試驗要求壓力,檢查閥體,閥蓋、墊片、填料有無滲漏。
2、關死閥路,在閥門一側加壓至公稱壓力,從另一側檢查有無滲漏。
3、將閥門顛倒過來,試驗相反一側。
             
             圖5-2 閥門試壓之一    圖5-3 閥門試壓之二
 
第二節、檢修的一般程序
閥門拆除時,用鋼字在閥門上及與閥門相連的法蘭上,打好檢修編號,并記錄該閥門的工作介質、工作壓力和工作溫度,以便修理時選用相應材料。
檢修閥門時,要求在干凈的環境中進行。首先清理閥門外表面,或用壓縮空氣吹或用煤油清洗。但要記清銘牌及其他標識。檢查外表損壞情況,并作記錄。接著拆卸閥門各另部件,用煤油清洗(不要用汽油清洗,以免引起火災),檢查另部件損壞情況,并作記錄。
對閥體閥蓋進行強度試驗。如系高壓閥門,還要進行無損探傷,如超聲波探傷,x光探傷。
對密封圈可用紅丹粉檢驗,閥座、閘板(閥辦)的吻合度。檢查閥桿是否彎曲,有否腐蝕,螺紋磨損如何。檢查閥桿螺母磨損程度。
對檢查到的問題進行處理。閥體補焊缺陷。堆焊或更新密封圈。校直或更換閥桿。修理一切應修理的另部件;不能修復者更換。
重新組裝閥門。組裝時,墊片、填料要全部更換。
進行強度試驗和密封性試驗。
              
 第三節、常見故障及預防
(一)、一般閥門
1、填料函泄漏
這是跑、冒、漏的主要方面,在工廠里經常見到。產生填料函泄漏的原因有下列幾點:1、填料與工作介質的腐蝕性、溫度、壓力不相適應;2、裝填方法不對,尤其是整根填料備用旋放入,最易產生泄漏;3、閥桿加工精度或表面光潔度不夠,或有橢圓度,或有刻痕;4、閥桿已發生點蝕,或因露天缺乏保護而生銹;5、閥桿彎曲;6、填料使用太久已經老化。7、操作太猛。
2、關閉件泄漏
                          
      圖5-4密封面泄漏示意圖            圖5-5密封圈根部泄漏示意圖
通常將填料函泄漏叫外漏,把關閉件泄漏叫做內漏,關閉件泄漏,在閥門里在,不易發現。
關閉件泄漏,可分兩類;一類是密封面泄漏(如圖5-4);另一類是密封件根部泄漏(如圖5-5)
引起泄漏的原因有:1>、密封面研磨得不好;2>、密封圈與閥座、閥辦配合不嚴緊;3>、閥辦與閥桿連接不牢靠;4>、閥桿彎扭,使上下關閉件不對中;5>、關閉太快,密封面接觸不好或早已損壞;6>、材料選擇不當,經受不住介質的腐蝕;7>、將截止閥、閘閥作調節使用,密封面經受不住高速流動介質的沖擊;8>、某些介質,在閥門關閉后逐漸冷卻,使密封面出現細縫,也會產生沖蝕現象;9>、某些密封圈與閥座、閥辦之間采用螺紋連接,容易產生氧濃差電池,腐蝕松脫;10>、因焊渣、鐵銹、塵土等雜質嵌入,或生產系統中有機械另件脫落堵住閥芯,使閥門不能關嚴。
3、閥桿升降失靈。
其原因有:1>、操作過猛使螺紋損傷;2>、缺乏潤滑劑或潤滑劑失效;3>、閥桿彎扭;4>、表面光潔度不夠;5>、配合公差不準,咬得過緊;6>、閥桿螺母傾斜;7>、材料選擇不當;例如閥桿與閥桿螺母為同一材質,容易咬住;8>、螺紋波介質腐蝕(指暗桿閥門或閥桿在下部的閥門);9>、露天閥門缺少保護,閥桿螺紋粘滿塵砂,或者被雨露霜雪等銹蝕。
4其它
閥體開裂:一般是冰凍造成的。天冷時,閥門要有保溫伴熱措施,否則停產后應將閥門及連接管路中的水排凈(如有閥底絲堵,可打開絲堵排水)。
    手輪損壞:撞擊或長杠桿猛力操作所致。只要操作人員或其他有關人員注意,便可避免。
填料壓蓋斷裂:壓緊填料時用力不均勻,或壓蓋有缺陷。壓緊填料,要對稱地旋轉螺絲,不可偏歪。制造時不僅要注意大件和關鍵件,也要注意壓蓋之類次要件,否則影響使用。
閥桿與閘板連接失靈:閘閥采用閥桿長方頭與閘板T形槽連接形式較多,T形槽內有時不加工,因此使閥桿長方頭磨損較快。主要從制造方面來解決。但使用單位也可對T行槽進行補加工,讓她有一定光潔度。
雙閘板閥門的閘板不能壓緊密封面:雙閘板的張力是靠頂楔產生的,有些閘閥,頂楔材質不佳(低牌號鑄鐵),使用不久便磨損或折斷。頂楔是個小件,換下原來的鑄鐵件。
(二)自動閥門
1、彈簧式安全閥
故障之一,密封面滲漏。原因有:①密封面之間夾有雜物;②密封面損壞。
這種故障要靠定期檢修來預防。故障之二,靈敏度不高。原因有:①彈簧疲勞;②彈簧使用不當。
彈簧疲勞,無疑應該更換。彈簧使用不當,是使用者不注意一種公稱壓力的彈簧式安全閥,有幾個壓力段,每一個壓力段有一種對應的彈簧。如公稱壓力為16公斤/厘米2的安全閥,使用壓力是2.5~4公斤/厘米2的壓力段,安裝了10~16公斤/厘米2的彈簧,雖也能湊合開啟,但忽高忽低,很不靈敏。
2、止回閥
長見故障有:①閥瓣打碎;②介質倒流。
引起閥辦打碎的原因是:止回閥前后介質壓力處于接近平衡而又互相“拉鋸”的狀態,閥辦經常與閥座拍打,某些脆性材料(如鑄鐵,黃銅等)做成的閥辦就被打碎。預防的辦法是采用閥辦為韌性材料的止回閥。
 介質倒流的原因有:①密封面破壞;②夾入雜質。修復密封面和清除雜質,就能防止倒流。
以上關于常見故障及預防方法的敘述,只能起啟發作用,實際使用中,還會遇到其它故障,要做到主動靈活地預防閥門故障的發生,最根本的的一條是熟悉它的結構、材質和動作原理。
 第四節、閥門的使用壽命
 
由于閥門應用領域廣泛,使用介質繁多,腐蝕情況各不相同,因此從國家標準到行業標準均未對閥門的, 使用壽命做出規定,在1980年機械工業部為了提高機械工業產品的質量并配合全國優質產品評比,制定了“閥門行業產品質量分等規定”其中對閘閥、截止伐的一等品、優等品規定了壽命實驗要求;如Dn≤200~400高中壓閥門一等品耐擦傷次數2000次,優等品為4000次。由于核電站的特殊性,各國對核電閥門的使用壽命都做了規定;如美國、法國都規定40年,日本規定30年~40年。
 
              
第五章     閥門技術的發展
    閥門技術的發展,依賴于材料科學,結構學的發展。近年,我國合成材料,新合金鋼及新技術的發展,新興金屬材料的利用,取得了很大進展,這些都為閥門技術的發展增添了新的內容。如鈦金屬的發展,由于鈦對氧有極高親和力,能生成一層牢固的氧化物保護膜,以致在許多強腐蝕介質中呈鈍態,顯示優異的耐腐蝕性能,可在, 酸、堿和有機, 物中廣泛使用,在某些混合有機酸中不銹鋼伐只使用一二星期,而鈦閥可以長期使用。另外,金屬材料鋯,也是另一種耐腐蝕性能良好的金屬。合成材料更是層出不窮,如聚丙烯、聚碳酯、尼龍等材料制造閥門,已在化工領域使用。新型陶瓷閥門也正在逐步推廣使用。
新的結構,也在不斷推出,如硬密封蝶閥的推出,在國內是近十多年的事情。
    高溫高壓電站閥門的開發、應用等。
新密封材料;柔性石墨的應用。
它是在石墨的晶格中浸入某種液體,隨后強制汽化,改變晶格排列方向,從而改變石墨脆性而成為柔軟的物質,他可以做墊片和盤根,由于石墨純度高,幾乎能耐所有化學品種,如果在其中夾鎳絲增加強, 度可用于高溫高壓電控閥門作填料、墊片。
世界各國為了降低成本,提高競爭能力,成套設備向大型化發展;
  目前最大火力發電機組是130萬千瓦(美國、瑞士造)一臺60萬千瓦發電機組與三臺20萬千瓦發電機組相比,設備單位功率造價下降10~20%,電站建設費用,單位功率,制造工時,鋼材消耗量減少20%
一座600萬噸/年煉油廠與兩座300萬噸/年煉油廠相比,投資只相當于后者的69%,鋼材消耗量為53%,占地面積為54%,生產費用是75%,而勞動生產率卻提高了170%
國外目前最大煉油廠為3640萬噸/年,而2000萬噸/年以上已有20多家。
隨著煉油業發展輸油管線也得到快速發展。目前已建成最長輸油管線4830公里(伊朗)。最長輸氣管線7680公里(從阿拉斯加經加拿大到美國)最大管徑1420mm和1620mm。最大管線壓力9~12MPa這些管線對閥門有著嚴格要求,均采用遙控操縱。
    火力發電也隨著機組增大,為了提高效率,其工作參數也隨之提高;
               規范         溫度          壓力
           亞臨界溫度      566°C        16.9MPa
 起臨界溫度      583°C        24.6MPa
           超臨界溫度      650°C        35MPa
    以上綜述,由設備的大型化對閥門材料、結構、可靠性提出了更為嚴格的要求。                       
 
第六章    中國閥門標準匯編
一、閥門基礎
GB/T 1047—1995  管道元件的公稱通經
GB/T 1048—1990  管道元件公稱壓力
GB/T 11698—1989  船用法蘭連接金屬閥門的結構長度
GB/T 12220—1989  通用閥門  標志
GB/T 12221—1989  法蘭連接金屬閥門  結構長度
GB/T 12222—1989  多回轉閥門驅動裝置的連接
GB/T 12223—1989  部分回轉閥門驅動裝置的連接
GB/T 12224—1989  鋼制閥門  一般要求
GB/T 12247—1989  蒸汽疏水閥  分類
GB/T 12248—1989  蒸汽疏水閥  術語
GB/T 12249—1989  蒸汽疏水閥  標志
GB/T 12250—1989  蒸汽疏水閥  結構長度
GB/T 12712—1991  蒸汽供熱系統凝結水回收及蒸汽疏水閥技術管理要求
GB/T 15188.1—1994  閥門的結構長度  對焊連接閥門
GB/T 15188.2—1994  閥門的結構長度  對夾連接閥門
GB/T 15188.3—1994  閥門的結構長度  內螺紋連接閥門
GB/T 15188.4—1994  閥門的結構長度  外螺紋連接閥門
JB/T 74—1994  管道法蘭  技術條件
JB/T 7928—1999  通用閥門  供貨要求
JB/T 8530—1997  閥門電動裝置型號編制方法
二、閥門材料
GB/T 12225—1989  通用閥門  銅合金鑄件技術條件
GB/T 12226—1989  通用閥門  灰鑄鐵件技術條件
GB/T 12227—1989  通用閥門  球墨鑄鐵件技術條件
GB/T 12228—1989  通用閥門  碳素鋼鍛件技術條件
GB/T 12229—1989  通用閥門  碳素鋼鑄件技術條件
GB/T 12230—1989  通用閥門  奧氏體鋼鑄件技術條件
JB/T 5300—1991  通用閥門  材料
JB/T 6438—1992  閥門密封面等離子弧堆焊技術要求
JB/T 7248—1994  閥門用低溫鋼鑄件技術條件
JB/T 7744—1995  閥門密封面等離子弧堆焊用合金粉末
三、閥門產品
GB/T 4213—1992  氣動調節閥
GB7512—1998  液化石油氣瓶閥
GB/T 8464—1989  水暖用內螺紋連接閥門
GB 10877—1989  氧氣瓶閥
GB 10879—1989  溶解乙炔氣瓶閥
GB/T 12232—1989  通用閥門  法蘭連接鐵制閘閥
GB/T 12233—1989  通用閥門  鐵制截止閥與升降式止回閥
GB/T 12234—1989  通用閥門  法蘭和對焊連接鋼制閘閥
GB/T 12235—1989  通用閥門  法蘭連接鋼制截止閥和升降式止回閥
GB/T 12236—1989  通用閥門  鋼制旋啟式止回閥
GB/T 12237—1989  通用閥門  法蘭和對焊連接鋼制球閥
GB/T 12238—1989  通用閥門  法蘭和對夾連接蝶閥
GB/T 12239—1989  通用閥門  隔膜閥
GB/T 12240—1989  通用閥門  鐵制旋塞閥
GB/T 12241—1989  安全閥一般要求
GB/T 12243—1989  彈簧直接載荷式安全閥
GB/T 12244—1989  減壓閥一般要求
GB/T 12246—1989  先導式減壓閥
GB 13438—1992  氬氣瓶閥
GB 13439—1992  液氯瓶閥
GB/T 13932—1992  通用閥門  鐵制旋啟式止回閥
GB/T 14178—1993  平面鋼閘閥  技術條件
GB/T 15185—1994  鐵制和銅制球閥
GB 15382—1994  氣瓶閥通用技術條件
JB/T 450—1992  PN 1.6~32.0MPa鍛造角式高壓閥門、管件、緊固件技術條件
JB/T 2766—1992  PN16.0~32.0MPa管子、管件、閥門端部尺寸
JB/T 2769—1992  PN16.0~32.0MPa螺紋法蘭
JB/T 2770—1992  PN16.0~32.0MPa接頭螺母
JB/T 2771—1992  PN16.0~32.0MPa接頭
JB/T 2772—1992  PN16.0~32.0MPa盲板
JB/T 2773—1992  PN16.0~32.0MPa雙頭螺柱
JB/T 2774—1992  PN16.0~32.0MPa階端雙頭螺柱及螺孔尺寸
JB/T 2775—1992  PN16.0~32.0MPa螺母
JB/T 2776—1992  PN16.0~32.0MPa透鏡墊
JB/T 2777—1992  PN16.0~32.0MPa無孔透鏡墊
JB/T 2778—1992  PN16.0~32.0MPa管件和緊固件溫度標記
JB/T 5298—1991  管線用鋼制平板閘閥
JB/T 5299—1998  液控止回蝶閥
JB/T 6441—1992  壓縮機用安全閥
JB/T 6900—1993  排污閥
JB/T 6901—1993  封閉式眼鏡閥
JB/T 7245—1994  制冷裝置用截止閥
JB/T 7376—1994  氣動空氣減壓閥技術條件
JB/T 7550—1994  空氣分離設備用切換蝶閥
JB/T 7745—1995  管線球閥
JB/T 7746—1995  縮徑鍛鋼閥門
JB/T 7747—1995  針形截止閥
JB/T 7749—1995  低溫閥門技術條件
JB/T 8527—1997  金屬密封蝶閥
JB/T 8528—1997  普通密封蝶閥
JB/T 8529—1997  隔爆型閥門電動裝置技術條件
JB/T 8531—1997  閥門手動裝置技術條件
JB/T 8691—1998  對夾式刀形閘閥
JB/T 8692—1998  煙道蝶閥
JB/T 8937—1999  對夾式止回閥
JB/T 9093—1999  蒸汽疏水閥  技術條件
JB/T 9094—1999  液化石油氣設備用緊急切斷閥  技術條件
四、 閥門試驗與檢驗
GB/T 12242—1989  安全閥  性能試驗方法
GB/T 12245—1989  減壓閥  性能試驗方法
GB/T 12251—1989  蒸汽疏水閥  試驗方法
GB/T 13927—1992  通用閥門  壓力試驗
JB/T 5296—1991  通用閥門  流量系數和流阻系數的試驗方法
JB/T 6439—1992  閥門受壓鑄鋼件磁粉探傷檢驗
JB/T 6440—1992  閥門受壓鑄鋼件射線照相檢驗
JB/T 6899—1993  閥門的耐火試驗
JB/T 6902—1993  閥門鑄鋼件液體滲透檢查方法
JB/T 6903—1993  閥門鍛鋼件超聲波檢查方法
JB/T 6904—1993  氣瓶閥的檢驗與試驗
JB/T 7748—1995  閥門清潔度和測定方法
JB/T 7927—1999  閥門鑄鋼件  外觀質量要求
JB/T 9092—1999  閥門的檢驗與試驗
 
第七章      采購閥門時,對閥門的技術要求
 
1、通用要求
1.1 閥門規格及類別,應符合管道設計文件的要求。
1.2 閥門的型號應注明依據的國標編號要求。若是企業標準,應注明型號的相關說明。
1.3 閥門工作壓力,要求≥管道的工作壓力,在不影響價格的前提下,閥門可承受的工壓應大于管道實際的工壓;閥門關閉狀況下的任何一側應能承受1.1倍閥門工壓值,而不滲漏;閥門開啟狀況下,閥體應能承受二倍閥門工壓的要求。
1.4 閥門制造標準,應說明依據的國標編號,若是企業標準,采購合同上應附企業文件。
2、閥門材質
2.1 閥門材質,由于灰鑄鐵管材逐漸不推薦使用,閥體材質應以球墨鑄鐵為主,并注明牌號及鑄件實際的物理化學檢測數據。
2.2 閥桿材質,力求不銹鋼閥桿(2CR13),大口徑閥門也應是不銹鋼嵌包的閥桿。
2.3 螺母材質,采用鑄鋁黃銅或鑄鋁青銅,且硬度與強度均大于閥桿。
2.4 閥桿襯套材質,其硬度與強度均應不大于閥桿,且在水浸泡狀況下與閥桿、閥體不形成電化學腐蝕。
2.5 密封面的材質
①閥門類別不一,密封方式及材質要求不一;
②普通楔式閘閥,銅環的材質、固定方式、研磨方式均應說明;
③軟密封閘閥,閥板襯膠材料的物理化學及衛生檢測數據;
④蝶閥應標明閥體上密封面材質及蝶板上密封面材質;它們的物理化學檢測數據,特別是橡膠的衛生要求、抗老化性能、耐磨性能;通常采用丁睛橡膠及三元乙丙橡膠等,嚴禁摻用再生膠。
2.6 閥軸填料
①由于管網中的閥門,通常是啟閉不頻繁的,要求填料在數年內不活動,填料亦不老化,長期保持密封效果;
②閥軸填料亦應在承受頻繁啟閉時,密封效果的良好性;
③鑒于上述要求,閥軸填料力求終身不換或十多年不更換;
④填料若需更換,閥門設計應考慮能有水壓的狀況下更換的措施。
3、變速傳動箱
3.1 箱體材質及內外防腐要求與閥體原則一致。
3.2 箱體應有密封措施,箱體組裝后能承受3米水柱狀況的浸泡。
3.3 箱體上的啟閉限位裝置,其調節螺帽應在箱體內。
3.4 傳動結構設計合理,啟閉時只能帶動閥軸旋轉,不使其上下竄動,傳動部件咬合適度,不產生帶負荷啟閉時分離打滑。
3.5 變速傳動箱體與閥軸密封處不可連接成無泄漏的整體。
3.6 箱體內無雜物,齒輪咬合部位應有潤滑脂保護。
4、閥門的操作機構
4.1 閥門操作時的啟閉方向,一律應順時針關閉。
4.2 由于管網中的閥門,經常是人工啟閉,啟閉轉數不宜過多,就是大口徑閥門亦應在200-600轉內。
4.3 為了便于一個人的啟閉操作,在管道工壓狀況下,最大啟閉力矩宜為240m-m。
4.4 閥門啟閉操作端應為方榫,且尺寸標準化,并面向地面,以便人們從地面上可直接操作。帶輪盤的閥門不適用于地下管網。
4.5 閥門啟閉程度的顯示盤
①閥門啟閉程度的刻度線,應鑄造在變速箱蓋上或轉換方向后的顯示盤的外殼上,一律面向地面,刻度線刷上熒光粉,以示醒目;
②指示盤針的材質在管理較好的情況下可用不銹鋼板,否則為刷漆的鋼板,切勿使用鋁皮制作;
③指示盤針醒目,固定牢靠,一旦啟閉調節準確后,應以鉚釘鎖定。
4.6 若閥門埋設較深,操作機構及顯示盤離地面距離≥15m時,應設有加長桿設施,且固定穩牢,以便人們從地面上觀察及操作。也就是說,管網中的閥門啟閉操作,不宜下井作業。
5、閥門的性能檢測
5.1 閥門某一規格批量制造時,應委托權威性機構進行以下性能的檢測:
①閥門在工壓狀況下的啟閉力矩;
②在工壓狀況下,能保證閥門關閉嚴密的連續啟閉次數;
③閥門在管道輸水狀況下的流阻系數的檢測。
5.2 閥門在出廠前應進行以下的檢測:
①閥門在開啟狀況下,閥體應承受閥門工壓值二倍的內壓檢測;
②閥門在關閉狀況下,兩側分別承受11倍閥門工壓值,無滲漏;但金屬密封的蝶閥,滲漏值亦不大于相關要求。
6、閥門的內外防腐
6.1 閥體(包括變速傳動箱體)內外,首先應拋丸清砂除銹,力求靜電噴涂粉狀無毒環氧樹脂,厚度達03mm以上。特大型閥門靜電噴涂無毒環氧樹脂有困難時,亦應刷涂、噴涂相似的無毒環氧漆。
6.2 閥體內部以及閥板各個部位要求全面防腐,一方面浸泡在水中不會銹蝕,在兩種金屬之間不產生電化學腐蝕;二方面表面光滑使過水阻力減少。
6.3 閥體內防腐的環氧樹脂或油漆的衛生要求,應有相應權威機關的檢測報告。化學物理性能亦應符合相關要求。
7、閥門包裝運輸
7.1 閥門兩側應設輕質堵板固封。
7.2 中、小口徑閥門應以草繩捆扎,并以集裝箱方式運輸為宜。
7.3 大口徑閥門亦有簡易木條框架固位包裝,以免運輸過程中碰損。
8、閥門的出廠說明書
  閥門是設備,在出廠說明書中應標明以下相關數據:
  閥門規格;型號;工作壓力;制造標準;閥體材質;閥桿材質;密封材質;閥軸填料材質;閥桿軸套材質;內外防腐材質;操作啟動方向;轉數;工壓狀況下啟閉力矩;制造廠廠名;出廠日期;出廠編號;重量;連接法蘭盤的孔徑、孔數、中心孔距;以圖示方式標明整體長、寬、高的控制尺寸;閥門流阻系數;有效啟閉次數;閥門出廠檢測的相關數據及安裝、維護的注意事項等。
 
 
第八章  國內外閥門市場需求新動向
 
一、國內外閥門市場特征
從整個閥門市場來看,主要有兩個:
1、 國內市場,國內市場又分新建、擴建 程項目市場,老裝置維修、改造項目市場。
從這兩塊市場來看,普通閥門產品嚴懲代大于求,其次,企業之間竟相壓仰,無序競爭,假冒偽劣……,市場很不規范,導致某些閥門生產企業在慘烈的競爭中,連年大幅度虧損。從這兩塊市場的需求來看,隨著市場經濟的發展和完善,特別是進步世界貿易組織( WTO),其市場變化越來越大,企業受市場的影響越來越深,用戶對市場產品的需求越來越高,對產品開發、生產周期的需求越來越短。
2、 國外市場。國外市場近幾年十分活躍,競爭相當激烈。東亞和東南亞的閥門進出口增長迅速,北美的歐共體等發達國家間的市場貿易持續發展,德國、意大利、日本、中國等國家和地區的出口擴大,美國、英國、法國等國家進口的高速增長,形成了國際閥門市場繁榮的支撐點,再者,由于世界經濟進一步國際化,跨國公司將不斷推動國際閥門市場的發展,國際貿易地區化是畢成為另一大特點。
二、國內市場。我國閥門生產廠家約2300多個,能提供的閥門產品有幾大類,3500多個品種,40000多個規格。
(1) 城市建筑用閥門:城建系統一般采用低壓閥門,目前正向環保型和節能型方向發展。環保型的膠板閥、平衡閥及中線蝶閥、金屬密封蝶閥正在逐漸取代低壓鐵制閘閥。國內城市建筑需用閥門多為平衡閥、軟密封閘閥、蝶閥等。
(2) 城市供熱用閥門:城市代熱系統中,需用大量的金屬密封蝶閥、水平平衡閥及直埋式球閥、因這類閥解決管道縱向、橫向水力失調問題,達到節能、代熱平衡的目的。
(3) 環保用閥門:國內環保系統中,給水系統主要需用中線蝶閥、軟密封向閘閥、球閥、排氣閥(用于排除管道中的空氣)。污水處理系統主要需用軟密封閘閥、蝶閥。
(4) 城市燃氣用閥門:城市燃氣占整個天然全市場的22%,閥門用量大,其類型也多。主要需要球閥、旋塞閥、減壓閥、安全閥。
(5) 長輸管線用閥門:長輸管線主要為原油、成品沒及天然管線。這類管線需用量居多的閥門是鍛鋼三體式全通徑球閥、抗硫平板閘閥,安全閥,止回閥。
(6) 石化裝置用閥門:
a、 煉油裝置,煉油裝置需用的閥門大多是管道閥門,主要為閘閥、截止閥、止回閥、安全閥、球閥、蝶閥、疏水閥、其中,閘閥需量占閥門總數的80%左右,(閥門占裝置總投資的3%~5%)。
b、 化纖裝置,化纖產品主要有滌綸、晴綸、維綸三大類。其需用的閥門的球閥、夾套閥(夾套球閥、夾套閘閥、夾套截止閥)。
c、 丙烯晴裝置。該裝置一般需用API標準生產的閥門,主要為閘閥、截止閥、止回閥、球閥、疏水閥、針型閥、旋塞閥、其中,閘閥占閥門總量的75%左右。
d、 合成氨裝置。由于合成氨原和凈化方法不同,其工藝流程不同,所需閥門的技術性能也不同。目前,國內合成氨裝置主要需用閘閥、截止閥、止回閥、疏水閥、蝶閥、球閥、隔膜閥、調節閥、針型閥、安全閥、高溫低溫閥。其中,截止閥占裝置用閥總數據的53.4%,閘閥占25.1%,疏水閥占7.7%,安全閥占2.4%,調節閥和離低溫閥及其它占11.4%.
e、 乙烯裝置,乙烯裝置是石油化工的龍頭裝置,其需用閥門種類繁多。閘閥、截止閥、止回閥、升降桿式球閥占大多數,其中閘閥需居首。“十五”規劃,全國還需建年產66萬噸的乙烯裝置6套,其閥門需求量可觀。另外,大型乙烯和高壓聚乙烯裝置還需用超高溫,越低溫及超高壓閥門系列產品。
f、 空分裝置。“空分”即空氣分離,該裝置主要需用截止閥、安全閥、止回閥、調節閥、球閥、蝶閥、低溫閥。
g、 聚丙烯裝置,聚丙烯易是以丙烯為原料,經聚合而成的高分子化合物,該裝置主要需用閘閥、截止閥、止回閥、針型閥、球閥、疏水閥。
(7) 電站用閥門:我國電站的建設正向大型化方向發展,所以需用大口徑及高壓的安全閥、減壓閥、截止閥、閘閥、蝶閥、緊急切斷閥及流量控制閥、球面密封儀表截止閥,(根據國家“十五”規劃,除內蒙、貴州兩省還可建20萬千瓦以上機組外,其它省市則只能建30萬千瓦以上的機組)。
(8) 冶金用閥門:冶金行業中氧化鋁行為主要需用耐磨料漿閥(在流式截止閥)、調節疏水閥。煉鋼行業主要需用金屬密封球閥、蝶閥及氧化球閥、截止閃和四通換向閥。
(9) 海洋平合用閥門:隨著海上油田開采的發展,其海洋平發需用閥門的量也逐漸增多。海洋平臺需用關斷球閥、止回閥、多路閥。
(10) 食品醫藥用閥門:該行業主要需用不銹鋼球閥、無毒全塑球閥及蝶閥。
3、 國外市場。隨著進入WTO,我國閥門市場正面臨國外閥門廠商的競爭,從國外進口的閥門數額將有較大的增長,同時,中國的中、低檔閥門產品,出品會有更大的空間。
(1) 發達國家將從我國購買閥門進入發展中國家:發達國家需從我國購買的閥門,主要為API閘閥、截止閥、止回閥、球閥、蝶閥等。
(2) 中東、伊拉克等國,油田、管線被毀從我國進口石油系統及管線用閥:中東、伊拉克等國需從我國進口的石油系統用閥主要為閘閥、截止閥、止回閥、長輸管線主要為平板閥和球閥。
(3) 常規的進出口公司需購買一般的通用閥門:這類通用閥門從閘閥、截止閥、止回閥、球閥、蝶閥居多。
目前,國內外閥門市場競爭很劇烈,尤其是國內市場,國營企業與鄉鎮企業和民營個體企業之間的競爭,加之其購買力的相對減弱,使一些閥門企業面臨生存的危機,同時,國外市場的一些機會,也導致國內企業為了生存去努力開拓。借美國對中東伊拉克、伊朗制裁的機會和出口形勢的看好,我國質量較高、價格較廉的閥門產品,很容易打入中東市場、出口到發達國家。因此,所有的閥門企業,應抓住機會,針對國內外閥門市場的需求,拓展市場,增加出口,以求發展。
三、國內應開發的閥門新產品
閥門產品的開發要圍繞國家經濟建設的重點來發展。我國“十五”經濟建設的重點是能源、農業、環保工業和城建,也就是說,閥門產品的未來市場主要在電力、石化、化肥、環保和城建等行業。而這些行業,待開發或正試制但還需提高質量的閥門產品主要為:
1、 高溫、高壓、鍛造的先導式閘閥
2、 鍛鋼高壓大口徑截止閥
3、 鍛鋼高壓大口徑止回閥
4、 金屬密封、油密封AVDCO閥
5、 全焊接全通徑管線球閥
6、 升降桿式球閥
7、 大口徑緊急切斷蝶閥
8、 全焊接直埋式球閥
9、 高性能蝶閥(ANS1 B16.104 6級,壽合達50萬次以上
10、 先導式安全閥
11、 API 6A平板閘閥
12、 API 6A CHOKT2S閥
13、 控制閃(調節閥)
14、 調節疏水閥
15、 成品油用撐開式軟密封旋塞閥
16、 深海油田用(3000m以下海底)閘閥、球閥
17、 高壓大口徑上裝式球閥
18、 氧化鋁高壓熔出用料漿閥
19、 天然氣調節裝置
此外,閥門試驗裝置也有待進一步提高發展。
目前,盡管我國閥門行業各生產廠家正逐步加大科研和開發力度,但產品技術上的落伍,使得競爭不得力,生產的閥門品種僅能滿足市場需求的70%左右。短缺的低壓大口徑閥門及產需矛盾在品種和材質上的高中壓閥門,還有上述待開發的新產品,都需要我們的閥門企業老研實、開發、拓展。市場的競爭,永遠是優勝劣汰。加快產品結構的調整,技術的更新,新品的開發,各牌的創立……是企業自身生存、發展、占場國內外市場的根基。
        
第九章   通用閥門  試驗壓力
本標準參照采用國標標準GB/T13927—1992《工業用閥門  閥門的壓力試驗》。
1主題內容與適用范圍
   本標準規定了通用閥門壓力試驗的要求、方法和評定指標。
   本標準適用于閘閥、截止閥、止回閥、旋塞閥、球閥、蝶閥、隔膜閥等的壓力試驗。
2術語
2.1試驗壓力
     試驗時閥門內腔應承受的計示壓力。
2.2殼體試驗
    對閥體和閥蓋等聯結而成的整個閥門外殼進行的壓力試驗。目的是檢驗閥體和閥蓋的致密性及包括閥體與閥蓋聯結處在內的整個殼體的耐壓能力。
2.3密封試驗
    檢驗啟閉件和閥體密封副密封性能的試驗。
2.4上密封試驗
    檢驗閥桿與閥蓋密封副密封性能的試驗。
2.5試驗持續時間
    在試驗壓力下試驗所持續的時間。
3試驗項目
  壓力試驗的項目包括:
a.  殼體試驗;
b.  上密封試驗(具有上密封結構的閥門應做該項試驗);
c.  密封試驗。
4實驗要求
4.1每臺閥門出廠前均應進行壓力試驗。
4.2在殼體試驗完成之前,不允許對閥門涂漆或使用其它防止滲漏的涂層,但允許進行無密封作用的化學防銹處理及給襯里閥襯里。對于已涂過漆的庫存閥門,如果用戶代表要求重做做壓力試驗時,則不需除去涂層。
4.3密封試驗之前,應除去密封面上的油漬,但允許涂一薄層粘度不大于煤油的防護劑,靠油脂密封的閥門,允許涂敷按設計規定選用的油脂。
4.4試驗過程中不應使閥門受到可能影響試驗結果的外力。
4.5如無特殊規定,試驗介質的溫度應在5~40℃之間。
4.6下列試驗介質由制造廠自行選擇,但應符合表1和表2的規定;
a 液體:水(可以加入防銹劑),煤油或粘度不大于的其它適宜液體;
b氣體:空氣或其它適宜的氣體。
4.7用液體作試驗時,應排除閥門腔體內的氣體。用氣體作試驗時,應采用安全防護措施。
4.8進行密封和上密封試驗時,應以設計給定的方式關閉。 
4.9試驗壓力應符合規定。
4.9.1殼體試驗的試驗壓力按表1的規定。
                            表1
公稱壓力PN,MPa
試驗介質
試驗壓力
<0.25
液體
0.1 MPa+20℃下最大允許工作壓力
≥0.25
液體
20℃下最大允許工作壓力的1.5倍
注:20℃下最大允許工作壓力值,按有關產品標準的規定。當有關標準未作規定時,可按錄A(參考件)確定。
4.9.2密封和上密封試驗的試驗壓力按表2的規定。
                                表2
公稱通經DN,mm
公稱壓力PN,MPa
試驗介質
試驗壓力
≤80
所有壓力
液體或氣體
20℃下最大允許工作壓力的1.1倍(液體)0.6MPa(氣體)
100~200
≤5
>5
液體
20℃下最大允許工作壓力的1.1倍
≥250
所有壓力
4.9.3試驗壓力在試驗持續時間內應維持不變。
4.10試驗的持續時間應符合規定。
4.10.1殼體試驗的試驗持續時間應不少于表3的規定。
                               表3
公稱通經DN,mm
≤50
65~200
≥250
最短試驗持續時間,S
15
60
180
4.10.2密封和上密封試驗的試驗持續時間應不少與表4的規定。
                           表4
公稱通經DN
mm
最短試驗持續時間,S
密封試驗
上密封試驗
金屬密封
非金屬彈性密封
≤50
15
15
10
65~200
30
15
15
250~450
60
30
20
≥500
120
60
30
4.10.3試驗持續時間除應符合表3、表4的規定外,還應滿足具體的檢漏方法對試驗持續時間的要求。
5試驗方法和步驟
應先進行上密封試驗和殼體試驗,然后進行密封試驗。
5.1上密封試驗
   封閉閥門進口和出口,放松填料壓蓋(如果閥門設有上密封檢查裝置,且在不放松填料壓蓋的情況下能夠可靠地檢查上密封的性能,則不必放松填料壓蓋),閥門處于全開狀態,使上密封關閉,給體腔充滿試驗介質,并逐漸加壓到試驗壓力,然后檢查上密封性能。
5.2殼體試驗
     封閉閥門進口和出口,壓緊填料壓蓋以便保持試驗壓力,啟閉件處于部分開啟狀態。給體腔充滿試驗介質,并逐漸加壓到試驗壓力(止回閥應從進口端加壓),然后對殼體(包括填料函及閥體與閥蓋聯結處)進行檢查。
5.3主要閥類的加壓方法按表5的規定。但對于規定了介質流通方向的閥門,應按規定的流通方向加壓(止回閥除外)。試驗時應逐漸加壓到規定的試驗壓力,然后檢查密封副的密封性能。
表5
閥類
    加  壓   方   法
閘閥
球閥
旋塞閥
封閉閥門兩端,啟閉件處于微開啟狀態,給體腔充滿試驗介質,并逐漸加壓到試驗壓力,關閉啟閉件,釋放閥門一端的壓力。閥門另一端也按同樣方法加壓。有兩個獨立密封副的閥門也可以向兩個密封副之間的體腔引入介質并施加壓力
截止閥
隔膜閥
應在對閥座密封最不利的方向上向啟閉件加壓。例如:對于截止閥和角式隔膜閥,應沿著使閥瓣打開的方向引入介質并施加壓力
蝶閥
應沿著對密封最不利的方向引入介質并施加壓力。對稱閥座的蝶閥可沿任一方向加壓
止回閥
應沿著使閥瓣關閉的方向引入介質并施加壓力
 
6評定指標
6.1殼體試驗
     殼體試驗時,承壓壁及閥體與閥蓋聯結處不得有可見滲漏,殼體(包括填料函及閥體與閥蓋聯結處)不應有結構損傷。
    如無特殊規定,在殼體試驗壓力下允許填料處泄漏,但當成試驗壓力降到密封試驗壓力時,應無可見泄漏。
6.2上密封試驗
    在試驗持續時間內無可見泄漏。
6.3密封試驗
    密封試驗的最大允許泄漏量見表6的規定。表6中的泄漏量只適用于向大氣排放的情況。A級適用于非金屬彈性密封閥門,B、C、D級適用于金屬密封閥門。其中:B級適用于比較關鍵的閥門,D級適用于一般的閥門。各類閥門的最大允許泄漏量(等級)應按有關產品標準的規定。如果有關標準未作具體規定,則非金屬彈性密封閥門按A級要求,金屬密封閥門按D級要求。如用戶要求按B級或C級時,應在訂貨合同中規定。
                        表6
試驗
介質
最大允許泄漏,mm3/S
A級
B級
C級
D級
液體
在試驗持續時間內無可見泄漏
0.01×DN
0.03×DN
0.1×DN
氣體
0.3×DN
3×DN
30×DN
 
 
, 性以及足夠的強度,以保證密封。同時要具有
良好的耐腐蝕性。
2、  墊片材料的種類和選擇
墊片可分為軟質和硬質兩種,軟質一般為非金屬材料,如硬紙板、橡膠、石棉橡膠板,聚四
氟乙烯等。硬質一般為金屬材料或者金屬包石棉、金屬與石棉纏繞的等。 墊片的形狀有很多,
有扁平的、圓形的、橢圓形的、齒形的、透鏡式的以及其他特殊形狀的。
圖5-2為金屬包有石棉襯墊和金屬石棉纏繞式墊片
圖5-3為橡膠制O形圈。
圖5-4為梯形槽式金屬墊片。
圖5-5為密封面凹凸式金屬齒形墊片。
圖5-6為密封面透鏡式金屬墊片。
                          
         圖5-5                                           圖5-6
金屬墊片的材料一般用08、10、20優質碳素鋼和1Cr13、1Cr18Ni9不銹鋼,加工精度和表面光潔度要求較高,適用于高溫高壓閥門。
非金屬墊片材料一般塑性較好,用不大的壓力就能達到密封。適用于低溫低壓閥門。
墊片材料可按表5-4選擇。
 
                                                                   表5-4
墊 片 材 料
介   質
應用范圍
壓力(Mpa)
溫度(℃)
厚紙板
水、油類
≤10
40
油浸紙板
水、油類
≤10
40
橡膠板
水、空氣
≤6
50
石棉板
蒸汽、煤氣
≤6
450
聚四氟乙烯
腐蝕性介質
≤25
200
橡膠石棉板XB-450
水蒸汽、空氣、煤氣
≤60
450
           XB-350
水蒸汽、空氣、煤氣
≤40
350
           XB-200
水蒸汽、空氣、煤氣
≤15
200
耐油橡膠石棉板
油類
160
30
08鋼與XB-450充填
蒸汽
100
450
08鋼與XB-350充填
蒸汽
40
350
1Cr13、0Cr13石棉充填
蒸汽
100
600
08鋼與耐油橡膠石棉充填
油類
100
350
水蒸汽、空氣
100
250
水蒸汽、空氣
64
350
10鋼、20鋼
水蒸汽、油類
200
450
1Cr13
蒸汽
200
550
1Cr13Ni9
蒸汽
200
600
                                表5-4
 
 
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