管道工程課件

第一章

閥門的基礎(chǔ)知識(shí)

第一節(jié)

概述閥門是流體管路的控制裝置，其基本功能是接通或切斷管路介質(zhì)的流通，改變介質(zhì)的流通，改變介質(zhì)的流動(dòng)方向，調(diào)節(jié)介質(zhì)的壓力和流量，保護(hù)管路的設(shè)備的正常運(yùn)行。工業(yè)用的閥門的大量應(yīng)用是在瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)之后，近二三十年來，由于石油、化工、電站、冶金、船舶、核能、宇航等方面的需要，對(duì)閥門提出更高的要求，促使人們研究和生產(chǎn)高參數(shù)的閥門，其工作溫度從超低溫-269℃到高1200℃，甚至高達(dá)3430℃，工作壓力從超真空1.33x10-8Mpa（1x10-1㎜Hg）到超高壓1460MPa，閥門通徑從1mm到600mm，甚至達(dá)到9750mm，閥門的材料從鑄鐵，碳素鋼發(fā)展到鈦及鈦合金，高強(qiáng)度耐腐蝕鋼等，閥門的驅(qū)動(dòng)方式從手動(dòng)發(fā)展到電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)、程控、數(shù)控、遙控等。隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，閥門需求量不斷增長(zhǎng)，一個(gè)現(xiàn)代化的石油化工裝置就需要上萬只各式各樣的閥門，閥門使用量大。開閉頻繁，但往往由于制造、使用選型、維修不當(dāng)，發(fā)生跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，由此引起火焰、爆炸、中毒、燙傷事故，或者造成產(chǎn)品質(zhì)量低劣，能耗提高，設(shè)備腐蝕，物耗提高，環(huán)境污染，甚至造成停產(chǎn)等事故，已屢見不鮮，因此人們希望獲得高質(zhì)量的閥門，同時(shí)也要求提高閥門的使用，維修水平，這時(shí)對(duì)從事閥門操作人員，維修人員以及工程技術(shù)人員，提出新的要求，除了要精心設(shè)計(jì)、合理選用、正確操作閥門之外，還要及時(shí)維護(hù)、修理閥門，使閥門的“跑、冒、滴、漏”及各類事故降到最低限度。

第二節(jié)

閥門的分類

閥門的用途廣泛，種類繁多，分類方法也比較多。總的可分兩大類：第一類自動(dòng)閥門：依靠介質(zhì)（液體、氣體）本身的能力而自行動(dòng)作的閥門。如止回閥、安全閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、減壓閥等。第二類驅(qū)動(dòng)閥門：借助手動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)、氣動(dòng)來操縱動(dòng)作的閥門。如閘閥，截止閥、節(jié)流閥、蝶閥、球閥、旋塞閥等。此外，閥門的分類還有以下幾種方法：一、按結(jié)構(gòu)特征，根據(jù)關(guān)閉件相對(duì)于閥座移動(dòng)的方向可分：1．

截門形：關(guān)閉件沿著閥座中心移動(dòng)，如圖1—1所示。2．

閘門形：關(guān)閉件沿著垂直閥座中心移動(dòng)，如圖1—2所示。3．

旋塞和球形：關(guān)閉件是柱塞或球，圍繞本身的中心線旋轉(zhuǎn)，如圖1—3所示。4．

旋啟形；關(guān)閉件圍繞閥座外的軸旋轉(zhuǎn)，如圖1—4所示。5．

碟形：關(guān)閉件的圓盤，圍繞閥座內(nèi)的軸旋轉(zhuǎn)，如圖1—5所示。6．

滑閥形：關(guān)閉件在垂直于通道的方向滑動(dòng)，如圖1—6所示。

二、按用途，根據(jù)閥門的不同用途可分：1．

開斷用：用來接通或切斷管路介質(zhì)，如截止閥、閘閥、球閥、蝶閥等。2．

止回用：用來防止介質(zhì)倒流，如止回閥。3．

調(diào)節(jié)用：用來調(diào)節(jié)介質(zhì)的壓力和流量，如調(diào)節(jié)閥、減壓閥。4．

分配用：用來改變介質(zhì)流向、分配介質(zhì)，如三通旋塞、分配閥、滑閥等。5．

安全閥：在介質(zhì)壓力超過規(guī)定值時(shí)，用來排放多余的介質(zhì)，保證管路系統(tǒng)及設(shè)備安全，如安全閥、事故閥。6．

他特殊用途：如疏水閥、放空閥、排污閥等。三、按驅(qū)動(dòng)方式，根據(jù)不同的驅(qū)動(dòng)方式可分：1．

手動(dòng)：借助手輪、手柄、杠桿或鏈輪等，有人力驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)較大力矩時(shí)，裝有蝸輪、齒輪等減速裝置。2．

電動(dòng)：借助電機(jī)或其他電氣裝置來驅(qū)動(dòng)。3．

液動(dòng)：借助（水、油）來驅(qū)動(dòng)。4．

氣動(dòng)；借助壓縮空氣來驅(qū)動(dòng)。四、按壓力，根據(jù)閥門的公稱壓力可分：1．

真空閥：絕對(duì)壓力<0.1Mpa即760mm汞柱高的閥門，通常用mm汞柱或mm水柱表示壓力。2．

低壓閥：公稱壓力PN≤1.6Mpa的閥門（包括PN≤1.6MPa的鋼閥）3．

中壓閥：公稱壓力PN2.5—6.4MPa的閥門。4．

高壓閥：公稱壓力PN10.0—80.0MPa的閥門。5．

超高壓閥：公稱壓力PN≥100.0MPa的閥門。五、按介質(zhì)的溫度分，根據(jù)閥門工作時(shí)的介質(zhì)溫度可分：1．

普通閥門：適用于介質(zhì)溫度-40℃～425℃的閥門。2．

高溫閥門：適用于介質(zhì)溫度425℃～600℃的閥門。3．

耐熱閥門：適用于介質(zhì)溫度600℃以上的閥門。4．

低溫閥門：適用于介質(zhì)溫度-40℃～-150℃的閥門。5．

超低溫閥門：適用于介質(zhì)溫度-150℃以下的閥門。六、按公稱通徑分，根據(jù)閥門的公稱通徑可分：1．

小口徑閥門：公稱通徑DN<40mm的閥門。2．

中口徑閥門：公稱通徑DN50~300mm的閥門。3．

大口徑閥門：公稱通徑DN350~1200mm的閥門。4．

特大口徑閥門：公稱通徑DN≥1400mm的閥門。七、按與管道連接方式分，根據(jù)閥門與管道連接方式可分；1．

法蘭連接閥門：閥體帶有法蘭，與管道采用法蘭連接的閥門。2．

螺紋連接閥門：閥體帶有內(nèi)螺紋或外螺紋，與管道采用螺紋連接的閥門。3．

焊接連接閥門：閥體帶有焊口，與管道采用焊接連接的閥門。4．

夾箍連接閥門：閥體上帶有夾口，與管道采用夾箍連接的閥門。5．

卡套連接閥門：采用卡套與管道連接的閥門。第三節(jié)

閥門的型號(hào)編制方法一、閥門的型號(hào)閥門的型號(hào)是用來表示閥類、驅(qū)動(dòng)及連接形式、密封圈材料和公稱壓力等要素的。由于閥門種類繁雜，為了制造和使用方便，國(guó)家對(duì)閥門產(chǎn)品型號(hào)的編制方法做了統(tǒng)一規(guī)定。閥門產(chǎn)品的型號(hào)是由七個(gè)單元組成，用來表明閥門類別、驅(qū)動(dòng)種類、連接和結(jié)構(gòu)形式、密封面或襯里材料、公稱壓力及閥體材料。閥門型號(hào)的組成由七個(gè)單元順序組成（見下表）

1．閥門的類型代號(hào)

表

1—1閥門類型代

號(hào)閥

門

類

型代

號(hào)閥

門

類

型代號(hào)閘

閥

Z球

閥

Q疏

水

閥

S截

止

閥

J旋

塞

閥

X安

全

閥

A節(jié)

流

閥

L液

面

指

示

器

M減

壓

閥

Y隔

膜

閥

G止

回

閥

H

柱

塞

閥

U碟

閥

D

2．傳動(dòng)方式代號(hào)用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，按表1—2的規(guī)定傳

動(dòng)

方

式

代

號(hào)傳

動(dòng)

方

式

代

號(hào)電

磁

閥電

磁—

液

動(dòng)電

—

液

動(dòng)蝸

輪正

齒

輪

0

1

2

3

4傘

齒

輪氣

動(dòng)液

動(dòng)氣

—

液

動(dòng)電

動(dòng)56789注：焊接包括對(duì)焊和承插焊

4．結(jié)構(gòu)形式代號(hào)用阿拉伯?dāng)?shù)字表示1—4~13

閘

閥

結(jié)

構(gòu)

形

式

代

號(hào)

明

桿

楔

式

彈

性

閘

板

0

雙

閘

板

單

閘

板

1

雙

閘

板

2

平

行

式

單

閘

板

3

4

暗

桿

楔

式

單

閘

板

5

6

表

1—5

截

止

閥

和

節(jié)

流

閥

結(jié)

構(gòu)

形

式

代

號(hào)

直

通

式

1

角

式

4

直

流

式

5平

衡

直

通

式

6

角

式

7

球

閥

結(jié)

構(gòu)

形

式

代

號(hào)

浮

動(dòng)

直

通

式

1

L

形

三

通

式

4

T

形

5

固

定

直

通

式

7

蝶

閥

結(jié)

構(gòu)

形

式

代

號(hào)杠

桿

式垂

直

板

式斜

板

式013表1—7表1—8

隔

膜

閥

結(jié)

構(gòu)

形

式

代

號(hào)屋

脊

式截

止

式閘

板

式137表1—9

旋

塞

閥

結(jié)

構(gòu)

形

式

代

號(hào)

填

料

直

通

式

3

T

形

三

通

式

4

四

通

式

5

油

封

直

通

式

7

T

形

三

通

式

8表

1—10

止

回

閥

和

底

閥

結(jié)

構(gòu)

形

式

代

號(hào)

升

降

直

通

式

1

立

式

2

旋

啟

單

瓣

式

4

多

瓣

式

5

雙

瓣

式

6表1—11

安

全

閥

結(jié)

構(gòu)

形

式

代

號(hào)

彈

簧

封

閉

帶

散

熱

片全

啟

式

0

1

2微

啟

式全

啟

式

4

不

封

閉雙彈簧微啟式

3

7

8

5帶控制機(jī)構(gòu)全

啟

式

6

脈

沖

式

9表1—12

減

壓

閥

結(jié)

構(gòu)

形

式

代

號(hào)薄

膜

式1彈

簧

薄

膜

式2

活

塞

式

3波

紋

管

式4杠

桿

式

5

疏

水

閥

結(jié)

構(gòu)

形

式

代

號(hào)

浮

球

式

鐘

形

浮

子

式

脈

沖

式

熱

動(dòng)

力

式1589表1—136．

閥座密封面或襯里材料代號(hào)用漢語拼音字母表示，按表1—14的規(guī)定。

閥座密封面或襯里材料

代

號(hào)

閥座密封面或襯里材料

代

號(hào)銅

合

金橡

膠尼

龍

塑

料氟

塑

料巴

氏

合

金合

金

鋼TXNFBH

滲

氮

鋼

硬

質(zhì)

合

金

襯

膠

襯

鉛

搪

瓷

滲

硼

鋼DYJQCP\8．閥體材料代號(hào)用漢語拼音字母表示，按表1—15的規(guī)定

閥

體

材

料

代

號(hào)

閥

體

材

料

代

號(hào)HT25-47KT30-6QT40-15H62ZG25

ZKQTCCr5Mo1Cr18Ni9TiCr18Ni12Mo2Ti12CrMoVIPRV

傳

動(dòng)

方

式

代

號(hào)傳

動(dòng)

方

式

代

號(hào)

電

磁

閥

電

磁—

液

動(dòng)

電

—

液

動(dòng)

蝸

輪

正

齒

輪

0

1

2

3

4傘

齒

輪氣

動(dòng)液

動(dòng)氣

—

液

動(dòng)電

動(dòng)56789注：PN≤1.0MPa的灰鑄鐵閥體和PN≥2.5MPa的碳素鋼閥體，省略本代號(hào).

2．傳動(dòng)方式代號(hào)用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，按表1—2的規(guī)定注：①手輪、手柄和扳手傳動(dòng)以及安全閥、減壓閥、疏水閥省略本代號(hào)。

②對(duì)于氣動(dòng)或液動(dòng)：常開式用6K、7K表示；常閉式用6B、7B表示；氣動(dòng)帶手動(dòng)用6S表示。防爆電動(dòng)用“9B”表示。3．連接形式代號(hào)用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，按表1—3的規(guī)定

表1—3連接型式代號(hào)連接型式代號(hào)內(nèi)

螺

紋1對(duì)

夾7外

螺

紋2卡

箍8法蘭4卡

套

9焊接

6注：焊接包括對(duì)焊和承插焊

4．結(jié)構(gòu)形式代號(hào)用阿拉伯?dāng)?shù)字表示1—4~13表1—4

閘

閥

結(jié)

構(gòu)

形

式

代

號(hào)

明

桿

楔

式

彈

性

閘

板

0平

行

式

剛

性

單

閘

板

1平

行

式

雙閘板

2

暗

桿

楔

式

單閘板

3雙閘板

4單閘板

5雙閘板

6表1—5

截

止

閥

和

節(jié)

流

閥

結(jié)

構(gòu)

形

式

代號(hào)直

通

式

1

角

式

4

直

流

式

5平衡

直

通

式

6角

式

7

表1—6球

閥

結(jié)

構(gòu)

形

式

代號(hào)

浮

動(dòng)

直

通

式

1

L

形

三

通

式

4T

形

5固

定

直

通

式

7

表1—7

蝶

閥

結(jié)

構(gòu)

形

式

代

號(hào)

杠

桿

式

代

號(hào)

0垂

直

板

式

代

號(hào)

1斜

板

式

代

號(hào)3

表1—8

隔

膜

閥

結(jié)

構(gòu)

形

式

代

號(hào)屋

脊

式

1截

止

式

3閘

板

式

7表1—9

旋

塞

閥

結(jié)

構(gòu)

形

式

代

號(hào)

填

料直

通

式

3

T

形

三

通

4

四

通

式

5油

封直

通

式

7

T

形

三

通

式8表1—10

止

回

閥

和

底

閥

結(jié)

構(gòu)

形

式

代

號(hào)

升

降

直

通

式

1

立

式2

旋

啟

單

瓣

式

4

多

瓣

式

5

雙

瓣

式

6表1—11安

全

閥

結(jié)

構(gòu)

形

式

代號(hào)彈

簧

封

閉

帶

散

熱

片全

啟

式

帶

散

熱

片全

啟

式012帶

板

手

全

啟

式4不

封

閉

雙彈簧微啟式

3微

啟

式7全

啟

式8微

啟

式5帶控制機(jī)構(gòu)全

啟

式6

脈

沖

式

9

注：杠桿式安全閥在類型代號(hào)前加“G”漢語拼音字母。表1—12

減

壓

閥

結(jié)

構(gòu)

形

式

代

號(hào)薄

膜

式

1彈簧薄

膜式

2活

塞

式

3波

紋

管

式

4杠

桿

5表1—13

疏

水

閥

結(jié)

構(gòu)

形

式

代

號(hào)

浮球式1

鐘

形

浮

子

式

5脈

沖

式8熱

動(dòng)

力

式96．

閥座密封面或襯里材料代號(hào)用漢語拼音字母表示，按表1—14的規(guī)定

閥座密封面或襯里材料

代

號(hào)

閥座密封面或襯里材料

代

號(hào)銅

合

金T滲

氮

鋼D橡

膠X

硬

質(zhì)

合

金Y尼

龍

塑

料N

襯

膠J氟

塑

料F

襯

鉛Q巴

氏

合

金B(yǎng)

搪

瓷C合

金

鋼

H

滲

硼

鋼P(yáng)注：由閥體直接加工的閥座密封面材料代號(hào)用“W”表示；當(dāng)閥座和閥瓣（閘板）密封面材料不同時(shí)，用低硬度材料代號(hào)表示（隔膜閥除外）。8．閥體材料代號(hào)用漢語拼音字母表示，按表1—15的規(guī)定

表1—15

閥

體

材

料

代

號(hào)

閥

體

材

料

代

號(hào)HT25-47

ZCr5MoIKT30-6K1Cr18Ni9TiPQT40-15QCr18Ni12Mo2TiRH62T12CrMoVVZG25C

注：PN≤1.0MPa的灰鑄鐵閥體和PN≥2.5MPa的碳素鋼閥體，省略本代號(hào)。第二章閥門的類型和用途

閥門類型繁多，本文只介紹常用閥門

第一節(jié)

閘

閥閘閥是指關(guān)閉件（閘板）沿通路中心線的垂直方向移動(dòng)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(shí)口徑很小的切斷裝置也選用閘閥，閘閥有以下優(yōu)點(diǎn)：①流體阻力小。②開閉所需外力較小。③介質(zhì)的流向不受限制。④全開時(shí)，密封面受工作介質(zhì)的沖蝕比截止閥小。⑤體形比較簡(jiǎn)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(duì)摩擦，容易引起擦傷現(xiàn)象。③閘閥一般都有兩個(gè)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(gòu)造可分1）平行式閘閥：密封面與垂直中心線平行，即兩個(gè)密封面互相平行的閘閥。如圖2—12所示。圖2-13

圖2-12

在平行式閘閥中，以帶推力楔塊的結(jié)構(gòu)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(chǎn)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(gè)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(zhì)溫度的高低。一般工作溫度愈高，所取角度應(yīng)愈大，以減小溫度變化時(shí)發(fā)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用可靠，但對(duì)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(shí)楔住的可能性很大。雙閘板楔式閘閥在水和蒸氣介質(zhì)管路中使用較多。它的優(yōu)點(diǎn)是：對(duì)密封面角度的精度要求較低，溫度變化不易引起楔住的現(xiàn)象，密封面磨損時(shí)，可以加墊片補(bǔ)償。但這種結(jié)構(gòu)零件較多，在粘性介質(zhì)中易粘結(jié)，影響密封。更主要是上、下?lián)醢彘L(zhǎng)期使用易產(chǎn)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用可靠的優(yōu)點(diǎn)，又能產(chǎn)生微量的彈性變形彌補(bǔ)密封面角度加工過程中產(chǎn)生的偏差，改善工藝性，現(xiàn)已被大量采用

2．

按閥桿的構(gòu)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(shí)，用旋轉(zhuǎn)閥桿螺母來實(shí)現(xiàn)閥桿的升降。如圖2—12所示。這種結(jié)構(gòu)對(duì)閥桿的潤(rùn)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(nèi)，與介質(zhì)直接接觸。開閉閘板時(shí)，用旋轉(zhuǎn)閥桿來實(shí)現(xiàn)。如圖2—14所示。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)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?qū)Π惭b空間受限制的閘閥。此種結(jié)構(gòu)要裝有開閉指示器，以指示開閉程度。這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是：閥桿螺紋不僅無法潤(rùn)滑，而且直接接受介質(zhì)侵蝕，容易損壞。

圖2-14

圖2-15二、閘閥的通徑收縮如果一個(gè)閥體內(nèi)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(yīng)減小，同時(shí)可擴(kuò)大零部件的應(yīng)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(jī)械清掃管線造成障礙。

第二節(jié)

截止閥

截止閥是關(guān)閉件（閥瓣）沿閥座中心線移動(dòng)的閥門。

截止閥在管路中主要作切斷用。截止閥有以下優(yōu)點(diǎn)：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(gè)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(jié)構(gòu)長(zhǎng)度較長(zhǎng)，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(jù)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(yōu)點(diǎn)是閥桿不受介質(zhì)侵蝕，便于潤(rùn)滑，此種結(jié)構(gòu)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(nèi)。這種結(jié)構(gòu)閥桿螺紋與介質(zhì)直接接觸，易受侵蝕，并無法潤(rùn)滑。此種結(jié)構(gòu)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(jù)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閥，后兩種截止閥通常做改變介質(zhì)流向和分配介質(zhì)用。

第三節(jié)

節(jié)流閥節(jié)流閥是指通過改變通道面積達(dá)到控制或調(diào)節(jié)介質(zhì)流量與壓力的閥門。節(jié)流閥在管路中主要作節(jié)流使用。最常見的節(jié)流閥是采用截止閥改變閥瓣形狀后作節(jié)流用。但用改變截止閥或閘閥開啟高度來作節(jié)流用是極不合適的，因?yàn)榻橘|(zhì)在節(jié)流狀態(tài)下流速很高，必然會(huì)使密封面沖蝕磨損，失去切斷密封作用。同樣用節(jié)流閥作切斷裝置也是不合適的。常見的節(jié)流閥如圖2—10所示。

圖2-10節(jié)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(jié)流閥如圖2—11b所示。3．

塞形閥瓣，適用于中小口徑節(jié)流閥，使用較普遍。如圖2—11C所示。第四節(jié)

止回閥止回閥是指依靠介質(zhì)本身流動(dòng)而自動(dòng)開、閉閥瓣，用來防止介質(zhì)倒流的閥門。止回閥根據(jù)其結(jié)構(gòu)可分一、升降式止回閥：閥瓣沿著閥體垂直中心線滑動(dòng)的止回閥，如圖2—16所示。

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(shù)較大。

圖2-16

圖2-17

二、旋啟式止回閥：閥瓣圍繞閥座外的銷軸旋轉(zhuǎn)的止回閥，如圖2—17所示。旋啟式止回閥應(yīng)用較為普遍。三、碟式止回閥：閥瓣圍繞閥座內(nèi)的銷軸旋轉(zhuǎn)的止回閥。如圖2—18所示。碟式止回閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(dòng)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(xiàn)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(fā)展方向之一。但流體阻力系數(shù)比旋啟式止回閥略大。

第五節(jié)

旋塞閥

旋塞閥是指關(guān)閉件（塞子）繞閥體中心線旋轉(zhuǎn)來達(dá)到開啟和關(guān)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(zhì)流動(dòng)方向的。旋塞閥是歷史上最早被人們采用的閥件。由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開閉迅速（塞子旋轉(zhuǎn)四分之一圈就能完成開閉動(dòng)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(zhì)溫度不高的情況下。旋塞閥的塞子和塞體是一個(gè)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(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)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(gè)工作介質(zhì)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(zhì)本身的壓力來實(shí)現(xiàn)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(zhì)通過進(jìn)口處的小孔進(jìn)入塞子大頭，將塞子向上壓緊，此種結(jié)構(gòu)一般用于空氣介質(zhì)。如圖2—3所示。四、油封式旋塞閥近年來旋塞閥的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，出現(xiàn)了帶有強(qiáng)制潤(rùn)滑的油封式旋塞閥。由于強(qiáng)制潤(rùn)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(jié)

球閥

球閥和旋塞閥是同屬一個(gè)類型的閥門，只有它的關(guān)閉件是個(gè)球體，球體繞閥體中心線作旋轉(zhuǎn)來達(dá)到開啟、關(guān)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(zhì)的流動(dòng)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(yōu)點(diǎn)：1．

流體阻力小，其阻力系數(shù)與同長(zhǎng)度的管段相等。2．

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(tǒng)中也已廣泛使用。4．

操作方便，開閉迅速，從全開到全關(guān)只要旋轉(zhuǎn)90°，便于遠(yuǎn)距離的控制。5．

維修方便，球閥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封圈一般都是活動(dòng)的，拆卸更換都比較方便。6．

在全開或全閉時(shí)，球體和閥座的密封面與介質(zhì)隔離，介質(zhì)通過時(shí)，不會(huì)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(yīng)用。球閥已廣泛應(yīng)用于石油、化工、發(fā)電、造紙、原子能、航空、火箭等各部門，以及人們?nèi)粘Ｉ钪?。球閥按結(jié)構(gòu)形式可分：一、浮動(dòng)球球閥球閥的球體是浮動(dòng)的，在介質(zhì)壓力作用下，球體能產(chǎn)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(dòng)球球閥的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封性好，但球體承受工作介質(zhì)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(jīng)受得住球體介質(zhì)的工作載荷。這種結(jié)構(gòu)，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(chǎn)生移動(dòng)。固定球球閥都帶有浮動(dòng)閥座，受介質(zhì)壓力后，閥座產(chǎn)生移動(dòng)，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(xiàn)了油封球閥，既在密封面間壓注特制的潤(rùn)滑油，以形成一層油膜，即增強(qiáng)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(zhì)本身的壓力已達(dá)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(zhì)。如圖2—7所示。彈性球體是在球體內(nèi)壁的下端開一條彈性槽，而獲得彈性。當(dāng)關(guān)閉通道時(shí)，用閥桿的楔形頭使球體漲開與閥座壓緊達(dá)到密封。在轉(zhuǎn)動(dòng)球體之前先松開楔形頭，球體隨之恢復(fù)原原形，使球體與閥座之間出現(xiàn)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(zhì)與改變介質(zhì)的流向。

圖2-6

圖2-7

第七節(jié)

蝶閥蝶板在閥體內(nèi)繞固定軸旋轉(zhuǎn)的閥門，叫蝶閥。1.作為密封型的蝶閥，是在合成橡膠出現(xiàn)以后，才給它帶來了迅速的發(fā)展，因此它是一種新型的截流閥。在我國(guó)直至二十世紀(jì)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(guó)外交流增多，硬密封〈金屬密封〉蝶閥得以迅速發(fā)展。目前已有多家閥門廠能穩(wěn)定地生產(chǎn)中壓金屬密封蝶閥，使蝶閥應(yīng)運(yùn)領(lǐng)域更為廣泛。2.蝶閥能輸送和控制的介質(zhì)有水、凝結(jié)水、循環(huán)水、污水、海水、空氣、煤氣、液態(tài)天然氣、干燥粉末、泥漿、果漿及帶懸浮物的混合物。目前國(guó)產(chǎn)蝶閥參數(shù)如下：公稱壓力：PN0.25——4.0MPa公稱統(tǒng)徑：DN100——3000mm工作溫度：≤425℃3.蝶閥種類：根據(jù)連接方式：法蘭式、對(duì)夾式。根據(jù)密封面材料；軟密封、硬密封。根據(jù)結(jié)構(gòu)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(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形尺寸小。由于結(jié)構(gòu)緊湊，結(jié)構(gòu)長(zhǎng)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(shí)，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(diào)節(jié)性能好，蝶板旋轉(zhuǎn)90°既可完成啟閉。通過改變蝶板的旋轉(zhuǎn)角度可以分級(jí)控

制流量。（4）啟閉力矩較小，由于轉(zhuǎn)軸兩側(cè)蝶板受介質(zhì)作用基本相等，而產(chǎn)生轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)蝶閥主要由閥體、蝶板、閥桿、密封圈和傳動(dòng)裝置組成。蝶閥的結(jié)構(gòu)見圖1--21。（1）閥體

閥體呈圓筒狀，上下部分各有一個(gè)圓柱形凸臺(tái)，用于安裝閥桿。蝶閥與管道多采用法蘭連接；如采用對(duì)夾連接，其結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度最小。（2）閥桿

閥桿是蝶板的轉(zhuǎn)軸，軸端采用填料函密封結(jié)構(gòu)，可防止介質(zhì)外漏。閥桿上端與傳動(dòng)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(jù)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(duì)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(jié)構(gòu)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(guān)閉時(shí)不能保證密封的蝶閥。在管路中只能做節(jié)流用，密封圈通常是用金屬制成的。第八節(jié)

安全閥

安全閥是防止介質(zhì)壓力超過規(guī)定數(shù)值起安全作用的閥門。

安全閥在管路中，當(dāng)介質(zhì)工作壓力超過規(guī)定數(shù)值時(shí)，閥門便自動(dòng)開啟，排放出多余介質(zhì)；而當(dāng)工作壓力恢復(fù)到規(guī)定值時(shí)，又自動(dòng)關(guān)閉。一、安全閥常用的術(shù)語

1、開啟壓力：當(dāng)介質(zhì)壓力上升到規(guī)定壓力數(shù)值時(shí)，閥瓣便自動(dòng)開啟，介質(zhì)迅速噴出，此時(shí)閥門進(jìn)口處壓力稱為開啟壓力。

2、排放壓力；閥瓣開啟后，如設(shè)備管路中的介質(zhì)壓力繼續(xù)上升，閥瓣應(yīng)全開，排放額定的介質(zhì)排量，這時(shí)閥門進(jìn)口處的壓力稱為排放壓力。

3、關(guān)閉壓力：安全閥開啟，排出了部分介質(zhì)后，設(shè)備管路中的壓力逐漸降低，當(dāng)降低到小于工作壓力的預(yù)定值時(shí)，閥瓣關(guān)閉，開啟高度為零，介質(zhì)停止流出。這時(shí)閥門進(jìn)口處的壓力稱為關(guān)閉壓力，又稱回座壓力。

4、工作壓力；設(shè)備正常工作中的介質(zhì)壓力稱為工作壓力。此時(shí)安全閥處于密封狀態(tài)。

5、排量：在排放介質(zhì)閥瓣處于全開狀態(tài)時(shí)，從閥門出口處測(cè)得的介質(zhì)在單位時(shí)間內(nèi)的排出量，稱為閥的排量。二、安全閥的種類

1、根據(jù)安全閥的結(jié)構(gòu)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(dòng)重錘的位置或改變重錘的重量來調(diào)整壓力。它的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)是比較笨重回座力低。這種結(jié)構(gòu)的安全閥只能用于固定的設(shè)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(diào)節(jié)彈簧的壓縮量來調(diào)整壓力。它的優(yōu)點(diǎn)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(yán)格限制；缺點(diǎn)是作用在閥桿上的力隨彈簧變形而發(fā)生變化。同時(shí)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?yàn)檫^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(dòng)主閥動(dòng)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?yàn)榇罂趶桨踩y如采用重錘或彈簧式時(shí)都不適應(yīng)。脈沖式安全閥由主閥和輔閥兩部分組成。當(dāng)管路中介質(zhì)超過額定值時(shí)，輔閥首先動(dòng)作帶動(dòng)主閥動(dòng)作，排放出多余介質(zhì)。

2、根據(jù)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(duì)這種閥的結(jié)構(gòu)和幾何形狀要求不象全啟式那樣嚴(yán)格，設(shè)計(jì)、制造、維修、和試驗(yàn)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(zhì)的膨脹沖力，使閥瓣達(dá)到足夠的升高和排量。它利用閥瓣和閥座的上、下兩個(gè)調(diào)節(jié)環(huán)，使排出的介質(zhì)在閥瓣和上下兩個(gè)閥節(jié)環(huán)之間形成一個(gè)壓力區(qū)，使閥瓣上升到要求的開啟高度和規(guī)定的回座壓力。此種結(jié)構(gòu)靈敏度高，使用較多，但上、下調(diào)節(jié)環(huán)的位置難于調(diào)整，使用須仔細(xì)。3、根據(jù)安全閥閥體構(gòu)造又可分⑴全封閉式：排放介質(zhì)時(shí)不向外泄漏，而全部通過排泄管放掉。⑵半封閉式：排放介質(zhì)時(shí)，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(zhì)時(shí)，不引到外面，直接由閥瓣上訪排泄。

第三章

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(hào)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(jù)下列因素來選擇：

1、工作介質(zhì)的壓力、溫度和特性。

2、該零件的受力情況以及在閥門結(jié)構(gòu)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(jié)

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(zhì)壓力，所用材料必須符合“閥門的壓力與溫度等級(jí)”的規(guī)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(zhì)?；诣T鐵常用牌號(hào)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(zhì)，常用牌號(hào)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(zhì)。常用牌號(hào)有：QT400—15、QT450—10、QT500—7。

鑒于目前國(guó)內(nèi)工藝水平，各廠參差不齊，用戶又往往不易檢驗(yàn)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，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(zhì)。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(zhì)。常用牌號(hào)有WC1、WCB、ZG25及優(yōu)質(zhì)鋼20、25、30及低合金結(jié)構(gòu)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(zhì)，以及溫度－40～250℃的蒸汽介質(zhì)，常用牌號(hào)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(chǎn)品。常用牌號(hào)有ZGCr5Mo,1Cr5M0.ZG20CrMoV,ZG15Gr1Mo1V,12CrMoV,WC6,WC9等牌號(hào)。具體選用必須按照閥門壓力與溫度規(guī)范的規(guī)定。八、低溫鋼，適用于公稱壓力PN≤6.4Mpa,溫度≥—196℃乙烯，丙烯，液態(tài)天然氣，液氮等介質(zhì)，常用牌號(hào)）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(zhì)，常用牌號(hào)有ZG0Cr18Ni9Ti、ZG0Cr18Ni10<耐硝酸>，ZG0Cr18Ni12Mo2Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti<耐酸和尿素>

第二節(jié)

密封面材料

密封面是閥門最關(guān)鍵的工作面，密封面質(zhì)量的好壞關(guān)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(zhì)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(qiáng)腐蝕閥門）4、

鎳基合金（用于腐蝕性介質(zhì)）

第三節(jié)

閥

桿

材

料閥桿在閥門開啟和關(guān)閉過程中，承受拉、壓和扭轉(zhuǎn)作用力，并與介質(zhì)直接接觸，同時(shí)和填料之間還有相對(duì)的摩擦運(yùn)動(dòng)，因此閥桿材料必須保證在規(guī)定溫度下有足夠的強(qiáng)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(zhì)溫度不超過300℃的水、蒸汽介質(zhì)時(shí)，一般選用A5普通碳素鋼。用于中壓和介質(zhì)溫度不超過450℃的水、蒸汽介質(zhì)時(shí)，一般選用35優(yōu)質(zhì)碳素鋼。二、合金鋼用于中壓和高壓，介質(zhì)溫度不超過450℃的水、蒸汽、石油等介質(zhì)時(shí)，一般選用40Cr（鉻鋼）。用于高壓、介質(zhì)溫度不超過540℃的水、蒸汽等介質(zhì)時(shí)，可選用38CrMoALA滲氮鋼。用于高壓、介質(zhì)溫度不超過570℃的蒸汽介質(zhì)時(shí)，一般選用25Cr2MoVA鉻鉬釩鋼。三、不銹耐酸鋼用于中壓和高壓、介質(zhì)溫度不超過450℃的非腐蝕性介質(zhì)與弱腐蝕性介質(zhì)，可選用1Cr13、2Cr13、3Cr13鉻不銹鋼。用于腐蝕性介質(zhì)時(shí)，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(zhì)溫度不超過600℃的高溫閥門時(shí)，可選用4Cr10Si2Mo馬氏體型耐熱鋼和4Cr14Ni14W2Mo奧氏體型耐熱鋼。

第四節(jié)

閥桿螺母材料

閥桿螺母在閥門開啟和關(guān)閉過程中，直接承受閥桿軸向力，因此必須具備一定的強(qiáng)度。同時(shí)它與閥桿是螺紋傳動(dòng)，要求摩擦系數(shù)小，不生銹和避免咬死現(xiàn)象。一、銅合金銅合金的摩擦系數(shù)較小，不生銹，是目前普遍采用的材料之一。對(duì)于Pg<1.6Mpa的低壓閥門可采用ZHMn58-2-2鑄黃銅。對(duì)于Pg16-6.4Mpa的中壓閥門可采用ZQAL9-4無錫青銅。對(duì)于高壓閥門可采用ZHAL66-6-3-2鑄黃銅。二、鋼當(dāng)工作條件不允許采用銅合金時(shí)，可選用35、40等優(yōu)質(zhì)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(dòng)閥門上，帶有瓜形離合器的閥桿螺母，需要進(jìn)行熱處理獲得高的硬度或表面硬度。2、工作介質(zhì)或周圍環(huán)境不適合選用銅合金時(shí)，如對(duì)銅有腐蝕的氨介質(zhì)。選用鋼制閥桿螺母時(shí)，要特別注意螺紋的咬死現(xiàn)象。第五節(jié)

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(duì)防止介質(zhì)外流起關(guān)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(qiáng)度與沖擊韌性。根據(jù)介質(zhì)壓力和溫度選擇緊固件材料時(shí)可按表5-1選擇。

名稱公稱壓力Pg(Mpa)介

質(zhì)

溫

度

（℃）300350400425450530螺栓

雙頭

螺栓1.6-2.5A33530CrMoA_4.0-10.03535CrMoA25Cr2MoVA16.0-20.030CrMoA35CrMoA25Cr2MoVA

螺母1.6-2.5A33035_4.0-10.0303535CrMoA16.0-20.23535CrMoA表5-1選用合金鋼材料時(shí)必須經(jīng)過熱處理。對(duì)緊回件有特殊耐腐蝕要求時(shí)，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(zhì)經(jīng)由閥桿和閥蓋填料室空間泄漏。1、

對(duì)填料的要求1）

耐腐蝕性好，填料與介質(zhì)接觸，必須能耐介質(zhì)的腐蝕。2）

密封性好，填料在介質(zhì)及工作溫度的作用下不泄漏。3）

摩擦系數(shù)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(zhì)填料及硬質(zhì)填料兩種：1）軟質(zhì)填料：系由植物質(zhì)，即大麻、亞麻、棉、黃麻等，或由礦物質(zhì)，即石棉纖維，或由石棉纖維內(nèi)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(fā)展的柔性石墨填料材料。植物質(zhì)填料較便宜，常用于100℃以下的低壓閥門；礦物質(zhì)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(jié)構(gòu)在逐步推廣，但介質(zhì)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(zhì)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(jié)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(jù)介質(zhì)、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(dá)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(zhì)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名稱

牌號(hào)形狀規(guī)

格（直徑或方形邊長(zhǎng)）適用極限壓力kgf/cm2適用極限溫度（℃）用途

油浸石棉繩

YS450F3.4.5.6.8.1013.16.19.22.25

60

450

用于水蒸氣、空氣、石油產(chǎn)品Y5.6.8.10.1316.19.22.25N3.5.6.8.10.1316.19.22.25YS350F、Y、N3.5.6.8.10.1316.19.22.25.45350YS250F、Y、N3.5.6.8.10.13.16.19.22.2545250表5-2注：形狀代號(hào)F表示方的，穿心或一至多層編結(jié)；Y表示圓的，中間是一扭制芯子，外邊是一至多層編結(jié)；N表示扭制的。名稱牌號(hào)

規(guī)

格（直公式或方形邊長(zhǎng)）

適用極限壓力kgf/cm2

適用極限溫度（℃）

用途

橡膠石棉盤根XS4503.4.5.6.810.13.16.1922.25.28

60450用于蒸汽、石油產(chǎn)品

XS35045350

XS25045250

表5-3三、墊片材料墊片是用來充填兩個(gè)結(jié)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(zhì)從結(jié)合面間泄漏。1、

對(duì)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(qiáng)度，以保證密封。同時(shí)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(zhì)和硬質(zhì)兩種，軟質(zhì)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(zhì)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(yōu)質(zhì)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(dá)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(zhì)應(yīng)用范圍壓力（Mpa）溫度（℃）厚紙板水、油類≤1040油浸紙板水、油類≤1040橡膠板水、空氣≤650石棉板蒸汽、煤氣≤6450聚四氟乙烯腐蝕性介質(zhì)≤25200橡膠石棉板XB-450水蒸汽、空氣、煤氣≤60450

XB-350水蒸汽、空氣、煤氣≤40350

XB-200水蒸汽、空氣、煤氣≤15200耐油橡膠石棉板油類1603008鋼與XB-450充填蒸汽10045008鋼與XB-350充填蒸汽403501Cr13、0Cr13石棉充填蒸汽10060008鋼與耐油橡膠石棉充填油類100350銅水蒸汽、空氣100250鋁水蒸汽、空氣6435010鋼、20鋼水蒸汽、油類2004501Cr13蒸汽2005501Cr13Ni9蒸汽200600制造閥門零件材料很多，包括各種不同牌號(hào)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(jù)下列因素來選擇：

1、工作介質(zhì)的壓力、溫度和特性。

2、該零件的受力情況以及在閥門結(jié)構(gòu)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(jié)

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(zhì)壓力，所用材料必須符合“閥門的壓力與溫度等級(jí)”的規(guī)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(zhì)?；诣T鐵常用牌號(hào)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(zhì)，常用牌號(hào)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(zhì)。常用牌號(hào)有：QT400—15、QT450—10、QT500—7。

鑒于目前國(guó)內(nèi)工藝水平，各廠參差不齊，用戶又往往不易檢驗(yàn)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，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(zhì)。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(zhì)。常用牌號(hào)有WC1、WCB、ZG25及優(yōu)質(zhì)鋼20、25、30及低合金結(jié)構(gòu)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(zhì)，以及溫度－40～250℃的蒸汽介質(zhì)，常用牌號(hào)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(chǎn)品。常用牌號(hào)有ZGCr5Mo,1Cr5M0.ZG20CrMoV,ZG15Gr1Mo1V,12CrMoV,WC6,WC9等牌號(hào)。具體選用必須按照閥門壓力與溫度規(guī)范的規(guī)定。八、低溫鋼，適用于公稱壓力PN≤6.4Mpa,溫度≥—196℃乙烯，丙烯，液態(tài)天然氣，液氮等介質(zhì)，常用牌號(hào)）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(zhì)，常用牌號(hào)有ZG0Cr18Ni9Ti、ZG0Cr18Ni10<耐硝酸>，ZG0Cr18Ni12Mo2Ti、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti<耐酸和尿素>第二節(jié)

密封面材料

密封面是閥門最關(guān)鍵的工作面，密封面質(zhì)量的好壞關(guān)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(zhì)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(qiáng)腐蝕閥門）4、

鎳基合金（用于腐蝕性介質(zhì)）

第三節(jié)

閥

桿

材

料

閥桿在閥門開啟和關(guān)閉過程中，承受拉、壓和扭轉(zhuǎn)作用力，并與介質(zhì)直接接觸，同時(shí)和填料之間還有相對(duì)的摩擦運(yùn)動(dòng)，因此閥桿材料必須保證在規(guī)定溫度下有足夠的強(qiáng)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(zhì)溫度不超過300℃的水、蒸汽介質(zhì)時(shí)，一般選用A5普通碳素鋼。用于中壓和介質(zhì)溫度不超過450℃的水、蒸汽介質(zhì)時(shí)，一般選用35優(yōu)質(zhì)碳素鋼。二、合金鋼用于中壓和高壓，介質(zhì)溫度不超過450℃的水、蒸汽、石油等介質(zhì)時(shí)，一般選用40Cr（鉻鋼）。用于高壓、介質(zhì)溫度不超過540℃的水、蒸汽等介質(zhì)時(shí)，可選用38CrMoALA滲氮鋼。用于高壓、介質(zhì)溫度不超過570℃的蒸汽介質(zhì)時(shí)，一般選用25Cr2MoVA鉻鉬釩鋼。三、不銹耐酸鋼用于中壓和高壓、介質(zhì)溫度不超過450℃的非腐蝕性介質(zhì)與弱腐蝕性介質(zhì)，可選用1Cr13、2Cr13、3Cr13鉻不銹鋼。用于腐蝕性介質(zhì)時(shí)，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(zhì)溫度不超過600℃的高溫閥門時(shí)，可選用4Cr10Si2Mo馬氏體型耐熱鋼和4Cr14Ni14W2Mo奧氏體型耐熱鋼。第四節(jié)

閥桿螺母材料

閥桿螺母在閥門開啟和關(guān)閉過程中，直接承受閥桿軸向力，因此必須具備一定的強(qiáng)度。同時(shí)它與閥桿是螺紋傳動(dòng)，要求摩擦系數(shù)小，不生銹和避免咬死現(xiàn)象。一、銅合金銅合金的摩擦系數(shù)較小，不生銹，是目前普遍采用的材料之一。對(duì)于Pg<1.6Mpa的低壓閥門可采用ZHMn58-2-2鑄黃銅。對(duì)于Pg16-6.4Mpa的中壓閥門可采用ZQAL9-4無錫青銅。對(duì)于高壓閥門可采用ZHAL66-6-3-2鑄黃銅。二、鋼當(dāng)工作條件不允許采用銅合金時(shí)，可選用35、40等優(yōu)質(zhì)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(dòng)閥門上，帶有瓜形離合器的閥桿螺母，需要進(jìn)行熱處理獲得高的硬度或表面硬度。2、工作介質(zhì)或周圍環(huán)境不適合選用銅合金時(shí)，如對(duì)銅有腐蝕的氨介質(zhì)。選用鋼制閥桿螺母時(shí)，要特別注意螺紋的咬死現(xiàn)象。

第五節(jié)

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(duì)防止介質(zhì)外流起關(guān)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(qiáng)度與沖擊韌性。根據(jù)介質(zhì)壓力和溫度選擇緊固件材料時(shí)可按表5-1選擇。

表5-1

名稱公稱壓力PN(Mpa)介

質(zhì)

溫

度

（℃）300350400425450530螺栓

雙頭

螺栓1.6-2.5A33530CrMoA_4.0-10.03535CrMoA25Cr2MoVA16.0-20.030CrMoA35CrMoA25Cr2MoVA

螺母1.6-2.5A33035_4.0-10.0303535CrMoA16.0-20.23535CrMoA選用合金鋼材料時(shí)必須經(jīng)過熱處理。對(duì)緊回件有特殊耐腐蝕要求時(shí)，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(zhì)經(jīng)由閥桿和閥蓋填料室空間泄漏。1、

對(duì)填料的要求1）

耐腐蝕性好，填料與介質(zhì)接觸，必須能耐介質(zhì)的腐蝕。2）

密封性好，填料在介質(zhì)及工作溫度的作用下不泄漏。3）

摩擦系數(shù)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(zhì)填料及硬質(zhì)填料兩種：1）軟質(zhì)填料：系由植物質(zhì)，即大麻、亞麻、棉、黃麻等，或由礦物質(zhì)，即石棉纖維，或由石棉纖維內(nèi)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(fā)展的柔性石墨填料材料。植物質(zhì)填料較便宜，常用于100℃以下的低壓閥門；礦物質(zhì)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(jié)構(gòu)在逐步推廣，但介質(zhì)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(zhì)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(jié)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(jù)介質(zhì)、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(dá)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(zhì)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。

圖5-1

名稱

牌號(hào)形狀規(guī)

格（直徑或方形邊長(zhǎng)）適用極限壓力kgf/cm2適用極限溫度（℃）用途

油浸石棉繩

YS450F3.4.5.6.8.1013.16.19.22.25

60

450

用于水蒸氣、空氣、石油產(chǎn)品Y5.6.8.10.1316.19.22.25N3.5.6.8.10.1316.19.22.25YS350F、Y、N3.5.6.8.10.1316.19.22.25.45350YS250F、Y、N3.5.6.8.10.13.16.19.22