調(diào)節(jié)閥課件完

儀表調(diào)節(jié)閥基礎知識主要內(nèi)容一閥門概述和分類二閥門的基本結(jié)構(gòu)和技術(shù)規(guī)格三調(diào)節(jié)閥基本功能的介紹四調(diào)節(jié)閥手輪的介紹五調(diào)節(jié)閥基本材料的介紹六閥門常見故障及維護閥門的定義

閥門是流體輸送系統(tǒng)中的控制部件，在石油化工裝置中發(fā)揮重要作用接通和截斷介質(zhì)防止介質(zhì)倒流調(diào)節(jié)介質(zhì)壓力、流量分離、混合或分配介質(zhì)防止介質(zhì)壓力超過規(guī)定數(shù)值，保證管道或設備安全運行。一閥門的概述和分類閥門的分類按用途和作用分類截斷類：主要用于截斷或接通介質(zhì)流。如閘閥、截止閥、球閥、碟閥、旋塞閥、隔膜閥止回類：用于阻止介質(zhì)倒流。包括各種結(jié)構(gòu)的止回閥。調(diào)節(jié)類：調(diào)節(jié)介質(zhì)的壓力和流量如減壓閥、調(diào)壓閥、節(jié)流閥安全類：在介質(zhì)壓力超過規(guī)定值時，用來排放多余的介質(zhì)，保證管路系統(tǒng)及設備安全。分配類：改變介質(zhì)流向、分配介質(zhì)，如三通旋塞、分配閥、滑閥等按壓力分類真空閥工作壓力低于標準大氣壓的閥門低壓閥公稱壓力PN<1.6MPa的閥門中壓閥公稱壓力PN<2.5~6.4Mpa的閥門高壓閥公稱壓力PN10.0~80.0Mpa的閥門超高壓閥公稱壓力PN≥100Mpa的閥門按介質(zhì)工作溫度分類高溫閥——T＞450℃的閥門中溫閥——120℃＜T＜450℃的閥門常溫閥——-40℃＜T＜120℃的閥門低溫閥——-100℃＜T＜-40℃的閥門超低溫閥——T＜-100℃的閥門按閥體材質(zhì)分類三、按閥體材料分類非金屬材料閥門如陶瓷閥門、玻璃鋼閥門、塑料閥門金屬材料閥門如銅合金閥門、鋁合金閥門、鉛合金閥門、鈦合金閥門鐵閥門、碳鋼閥門、低合金鋼閥門、高合金鋼閥門金屬閥體襯里閥門如襯鉛閥門、襯塑料閥門、襯搪瓷閥門按工程尺寸分類小口徑閥門：公稱通徑DN<40mm的閥門中口徑閥門：公稱通徑DN50~300mm的閥門大口徑閥門：公稱通徑DN350~1200mm的閥門特大口徑閥門：公稱通徑DN≥1400mm的閥門二調(diào)節(jié)閥的基本結(jié)構(gòu)和技術(shù)規(guī)格1調(diào)節(jié)閥的基本結(jié)構(gòu)

國際電工委員會IEC的對調(diào)節(jié)閥的定義是：工業(yè)過程控制系統(tǒng)中由動力操作的裝置形成的終端元件，它包括一個閥體部件，內(nèi)部有一個改變過程流體流率的組件，閥體部件有于一個或多個執(zhí)行機構(gòu)相連接。執(zhí)行機構(gòu)用來響應控制元件送來的信號?？梢姡{(diào)節(jié)閥是由執(zhí)行機構(gòu)和閥體兩部分組成，即：

調(diào)節(jié)閥=閥體+執(zhí)行機構(gòu)閥體閥體部件是調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)部分，它直接與介質(zhì)接觸，通過執(zhí)行機構(gòu)推桿的位移，改變調(diào)節(jié)閥的節(jié)流面積，達到調(diào)節(jié)的目的。閥體按照閥體類型來區(qū)分調(diào)節(jié)閥，目前使用的調(diào)節(jié)還有以下幾種（圖片見圖片庫）直通單座閥直通雙座閥套筒閥角行閥三通閥隔膜閥蝶閥球閥偏心旋轉(zhuǎn)閥直通單座閥圖一直通單座閥閥體內(nèi)只有一個閥芯和閥座，是目前化工裝置使用較廣的氣動調(diào)節(jié)閥之一，其使用特點如下：由于只有一個閥芯，容易保證密封，泄漏量小，但不能完全切斷，其標準泄漏量為0.01％KV，因此適用于泄漏量要求小的場合。正因為只有一個閥芯，壓差對閥芯產(chǎn)生的不平衡推力大。設閥前壓力為P1，閥后壓力為P2，閥桿直徑為ds，閥座直徑為dg，見圖一，則往上的推力為0.25πdg2Pl，往下的推力為0.5π（dg2-ds2）P2。直通單座閥不平衡力是：Ft＝0.25πdg2Pl－0.25（dg2-ds2）P2由公式可知，口徑越大，上推的不平衡力越大，所以，允許壓差△P越小，因此直通單座調(diào)節(jié)閥僅適用于△P小的場合，否則必須選用推力大的執(zhí)行機構(gòu)，或配用閥門定位器。但口徑較小時，因△P作用面積小，也可用于大壓差場合。因閥體流路較復雜，加之導向處易被固體卡住，不適用于高粘度、懸浮液、含固體顆粒等易沉淀、易堵塞的場合。直通雙座閥直通雙座閥由于流體壓力作用在兩個閥芯上,不平衡力相互抵消許多,因此允許壓差大。這種能互相抵消許多不平衡力的結(jié)構(gòu)為平衡式結(jié)構(gòu)。在關閉時,因存在著加工誤差,閥芯與閥座的兩個密封面不能同時密封,因此,泄漏量比單座閥大十倍到上百倍；同時,溫度變化時泄漏量也會增大,這這是它的突出的缺點,所以不能用在工藝要求泄漏的場合因閥體流路較復雜,加之上下導向處易被固體顆粒卡住,不適用于高粘度、懸浮液、含固體顆粒等易沉淀、易堵塞場合套筒閥套筒閥閥的穩(wěn)定性好。由于套筒閥的閥塞設有平衡孔，可以減少介質(zhì)作用在閥塞上的不平衡力，加上足夠的閥塞導向，因此不易引起閥芯的振蕩套筒提供的節(jié)流窗口有開大窗口和打小孔（噴射型）兩種，后者有降低噪音，減小共振的功能閥的泄漏大，因為是雙密封結(jié)構(gòu)（道理同雙座閥也因為是雙密封結(jié)構(gòu)，故許用壓差大維修方便它由閥塞自身導向，加上流路復雜，更容易堵卡套筒閥調(diào)節(jié)閥常見流量特性主要由三種：快開等百分比線性套筒閥直線套筒閥等百分比角閥角閥流路簡單，具有“自潔”性能，可適用于不干凈介質(zhì)場合。流阻小，具有雙座閥的流量系數(shù)（比單座閥大）需要角形連接的場合閥體易于鍛造毛坯，所以高壓閥通常采用角形閥三通閥三通閥三通閥工作時,一個通路處全關,另一個通路全開位置,關閉時受力與單座閥相似.三通閥是由單、雙座閥改型而成，并利用閥芯自身導向,更換氣開氣閉時,必須更換執(zhí)行機構(gòu).由于小口徑不平衡力小,當Dg≤80時,合流閥可用于分流場合。三通閥閥芯與套筒閥的套筒一樣，其節(jié)流面積有開大窗口和打小孔（噴射型）兩種，后者有降低噪音，減小共振的功能。隔膜閥隔膜閥軟的橡膠隔膜閥能切斷介質(zhì)做到不漏因橡膠有一定的耐蝕性，在60年代前，還沒有更好的耐腐蝕材質(zhì)，它通常又被當作耐腐蝕材料來推廣應用，甚至還延續(xù)到今天流路簡單，有“自潔”作用，可用于不干凈介質(zhì)開特性，但作為耐腐蝕調(diào)節(jié)閥用時，只好用快開特性的前部分，其有效行程短，調(diào)節(jié)品質(zhì)差尤如一個疲勞試驗件，強迫它上下折疊，容易破壞，因為隔膜是一個不可靠的零件，導致閥壽命較短,這是致命缺點隔膜閥關閉時,介質(zhì)作用力把膜片往上頂,不平衡力較大,需要較大的執(zhí)行機構(gòu)推力,因此,必須選用特別大的又笨又重的執(zhí)行機構(gòu)，同時，膜片的耐壓，耐溫系數(shù)不高，因此只能使用在壓力不高，溫度不高的一般場合。尤其需要強調(diào)的是:耐腐蝕材質(zhì)越來越多,尤其是80年代末襯氟塑料工藝得以解決,襯氟球閥問世由于氟塑料比橡膠耐腐蝕、耐溫,而球閥的球芯又遠比隔膜閥隔膜的剛度強十倍百倍,所以建議在腐蝕介質(zhì)的切斷和調(diào)節(jié)場合，盡量不選用隔膜閥，選用耐腐蝕襯氟球閥、蝶閥和全四氟單座閥。蝶閥蝶閥閥大致分為普通蝶閥、高性能蝶閥、三偏心蝶閥具有體積小、重量輕，特別適應于大口徑的場有較好的近似對數(shù)流量特性，調(diào)節(jié)性能好。因其閥體又兼閥座功能，能很好地利用節(jié)流的沖刷有效地對閥體內(nèi)壁進行沖洗，又帶來較好的“自潔”性能最適用于大口徑、大流量、低壓力、不干凈介質(zhì)的場合。隨著工藝參數(shù)的強化，口徑的不斷增大蝶閥的應用將越來越廣泛。球閥球閥最大特點是流路最簡單、損失最小，“自潔”性能最好?！癘”形球閥無阻調(diào)節(jié)，Kv值最大，通常用于不干凈介質(zhì)的兩位切斷。

“V”形球閥提供近似對數(shù)流量特性的調(diào)節(jié)特性，“V”形球閥與閥座相對轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生剪切作用，尤其適用于高粘度、懸浮液、紙漿等不干凈、含纖維介質(zhì)的調(diào)節(jié)、切斷。閥芯的受力是在△P作用下,將閥芯球推向一側(cè)閥座上,對閥座產(chǎn)生的壓緊力增加了閥芯轉(zhuǎn)動時的摩擦力,因此△P主要產(chǎn)生的是一種摩擦力,執(zhí)行機構(gòu)克服這一摩擦力容易得多,即球閥切斷壓差較大。偏心旋轉(zhuǎn)閥偏心旋轉(zhuǎn)閥球面壓緊閥座時，容易把結(jié)晶結(jié)巴物破壞流路簡單，Kv值大，“自潔”性能好閥體體積小、重量輕執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)是調(diào)節(jié)閥的的推動裝置，它按信號壓力的大小產(chǎn)生相應的推力，使推桿產(chǎn)生相應的位移，從而帶動調(diào)節(jié)閥閥芯的動作。目前化工裝置主要使用的執(zhí)行機構(gòu)主要由三種動力裝置，分別是:氣動，電動，液動。建峰裝置主要使用的調(diào)節(jié)閥是氣動調(diào)節(jié)閥氣動執(zhí)行機構(gòu)主要分：單作用執(zhí)行機構(gòu)

雙作用執(zhí)行機構(gòu)單作用執(zhí)行機構(gòu)反作用正作用雙作用執(zhí)行機構(gòu)二

調(diào)節(jié)閥的主要技術(shù)參數(shù)

強度性能:選擇材料要有足夠的強度和剛度密封性能:密封部位有一處內(nèi)漏和兩處外漏流動阻力:從節(jié)約能源上考慮,盡量減少閥門的壓損啟閉力矩:填料和材料的選擇盡量降低啟閉力矩動作速度:按工況要求考慮快速開啟或快速關閉靈敏度和可靠性:控制精確性和安全性的要求

使用壽命:按啟閉次數(shù)和工況環(huán)境考慮公稱通徑

DIN標準:DN6,DN10,DN15,DN20,DN25,DN40,DN50,DN65,DN80,…….

ANSI標準:?”,?”,1”,1?”,2”,2?”,3”,4”,6”,…….公稱壓力／壓力等級DIN標準:PN1.0,PN1.6,PN2.5,PN4.0,PN6.4,PN10,PN16,…….ANSI標準:CL150,CL300,CL600,CL900,CL1500,CL2500,…….閥門常用金屬材料LCC/LF2低溫碳鋼(閥體)Duplex雙面不銹鋼(閥體、閥芯)Monel蒙耐爾(閥體、閥芯)Hastelloy哈式合金(閥體、閥芯)Inconel因康耐爾(閥體、閥芯)

Titanium鈦材(閥體、閥芯)

Ziconium鋯材(閥體、閥芯)

410HT加硬不銹鋼(閥芯)416HT加硬不銹鋼(閥芯)440HT加硬不銹鋼(閥芯)Alloy6斯太來合金(閥芯)Tungsten碳化鎢(閥芯)閥門常用非金屬材料Buna-N丁腈橡膠

(密封圈)EPDM乙丙橡膠

(密封圈)PCTFE聚三氟氯乙烯

(密封墊片閥座)PEEK聚醚醚酮(密封圈)PFA全氟烷氧基

(閥內(nèi)襯、閥芯)

Viton氟橡膠(膜片)------調(diào)節(jié)閥作用方式FO=FAILOPEN氣源中斷時閥開FC=FAILCLOSE氣源中斷時閥關FL=FAILLOCKED氣源中斷時閥保持原來位置FI=FAILINTERMEDIATE氣源中斷時不定位FL(O)=FAILLOCKEDEXTENDTOOPEN保位（開）FL(C)=FAILLOCKEDEXTENDTOOPEN保位（關）DEC（O）=失能關（開）閥門于管道的連接方式螺紋連接連接方式法蘭連接連接方式堆焊連接連接方式承插焊連接方式對夾連接三調(diào)節(jié)閥功能調(diào)節(jié)閥功能控制回路的組成變送器控制器調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)閥功能調(diào)節(jié)閥定義IEC定義:一個在過程控制系統(tǒng)中改變流體流量的動力操作裝置.它由一個具有接收控制系統(tǒng)信號來改變閥門內(nèi)節(jié)流件位置的執(zhí)行機構(gòu)和被連接上的閥門組成.ISA定義:一個在過程控制系統(tǒng)中改變流體流量的動力操作裝置.它由一個具有接收控制系統(tǒng)信號來改變閥門內(nèi)流量控制元件的執(zhí)行機構(gòu)和被連接上的閥門組成.調(diào)節(jié)閥功能調(diào)節(jié)閥動作過程開關閥的動作過程調(diào)節(jié)閥功能特征進行無規(guī)則地往復工況始終提供緊密關斷閥門內(nèi)腔接近管道尺寸行程改變始終影響系統(tǒng)用于按照控制信號改變流量“消耗”大量能源

開關閥NoYesYesNoNoNo

調(diào)節(jié)閥YesNoNoYesYesYes調(diào)節(jié)閥功能總結(jié)：調(diào)節(jié)閥是直接安裝在工藝管道上的，其使用條件較惡劣的環(huán)境下，如高溫高壓、深度冷凍、極毒、易燃、易爆、易滲透、易結(jié)晶、強腐蝕和高黏度等環(huán)境。它的好壞直接影響到系統(tǒng)的質(zhì)量，從而影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量及系統(tǒng)運行的效益。如果選型不當或維護不善，就會發(fā)生問題。例如，有的調(diào)節(jié)回路怎樣也穩(wěn)定不好，一直振蕩，若在選型上作了改進，將線性特性閥芯改為對數(shù)特性閥芯或改變流向之后，調(diào)節(jié)品質(zhì)會大有改善，動作很不靈活;再如上，調(diào)節(jié)閥的泄漏將造成廠區(qū)污染，甚至造成事故等。因此，應重視調(diào)節(jié)閥的作用，加強對其的維護和保養(yǎng)。這就是調(diào)節(jié)閥的作用四調(diào)節(jié)閥手輪目前的化工生產(chǎn)現(xiàn)場，有不少調(diào)節(jié)閥配備有手動操作的的手輪，以備在調(diào)節(jié)閥因某種非工藝原因（可能原因有儀表氣源故障，調(diào)節(jié)閥膜片破裂泄露，定位器故障，4-20MA信號故障或DCS輸出故障），致使調(diào)節(jié)閥不能主控室遙控操作，但工藝生產(chǎn)過程又不希望因此而中斷運行，或在某種特殊工況和特定條件下不允許工藝中斷，只能使用閥門操作的情況下，調(diào)節(jié)閥的手輪就具有重要意義。調(diào)節(jié)閥手輪的操作調(diào)節(jié)閥手輪的作用：調(diào)節(jié)功能限位功能開關功能維修需要節(jié)約成本其他功能手輪的操作目前手輪主要分為：蝸輪蝸桿式，直接作用式◆閥門的開啟方向，通常是逆時針表示閥門打開，順時針表示閥門關閉。因此，開關閥門時要注意方向◆閥門的手柄，手輪大小是根據(jù)閥門人力開關設計的。因此，只要手工轉(zhuǎn)動閥門即可實現(xiàn)開關，一般不允許借助杠桿或扳手來開關閥門。為了防止用力過猛，損壞密封面及其他零件◆當關閉式開啟閘閥及截止閥至死點時，要回轉(zhuǎn)1/4圈至1/2圈，使螺紋更好密合，以免擰得過緊，損壞閥件

手輪的操作◆開啟蒸汽閥門時，應緩慢開啟，排除管道中的凝結(jié)水，防止產(chǎn)生水擊現(xiàn)象。損壞閥門及管道◆大口徑的閘閥、截止閥和蝶閥，有的設有旁通閥，其作用是平衡閥門兩側(cè)壓力，減少開啟力。因此開啟時，應先打開旁通閥，再慢慢開啟閥門，關閥時，應先關閉旁通閥，再慢慢關閉主閥門

手輪的操作注意事項：任何手輪機構(gòu)，當閥桿達到終端位置后，再用過大的力轉(zhuǎn)動手輪，閥桿或手輪機構(gòu)可能會被損壞，或者中間發(fā)生不可預見的情況閥桿或手輪機構(gòu)也可能會被損壞，因此在手輪的操作過程中，不能使用“F”扳手操作，另外，在操作手輪過程中，如果手輪操作起來很費力，切忌使用蠻力，此時應該檢查操作過程是否正確。手輪的操作在進行手動操作時，對于雙作用執(zhí)行機構(gòu)，應開啟平衡閥或釋放掉氣室內(nèi)的氣壓，以免發(fā)生危險或損壞設備。自動操作時，必須將手動機構(gòu)置于自然位置并且鎖定，否則，可能發(fā)生行程限位或者損壞執(zhí)行機構(gòu)。五調(diào)節(jié)閥基本材料的介紹閥門的主體材料1碳素鋼碳素鋼適用于非腐蝕性介質(zhì)，在某些特定的條件下，例如某些有腐蝕性的介質(zhì)在一定范圍內(nèi)的溫度濃度條件下也可采用碳素鋼。碳素鋼的適用溫度范圍：-29~425℃。中石化標準SH3064《石油化工鋼制通用閥門選用、檢驗及驗收》規(guī)定碳素鋼制閥門的適用溫度范圍為20~425℃，其下限定為-20℃的依據(jù)是GB150《鋼制壓力容器》。調(diào)節(jié)閥基本材料調(diào)節(jié)閥基本材料不銹鋼奧氏體不銹鋼閥門中常用的不銹鋼是奧氏體不銹鋼，適用溫度范圍很廣，低溫可用于-296℃（液氦），高溫可達到816℃，常用的溫度范圍為-196℃（液氮）至700℃。奧氏體不銹鋼具有良好的耐腐蝕性、高溫抗氧化性和耐低溫性能。因此，奧氏體不銹鋼廣泛用于制作耐腐蝕閥門、高溫閥門和低溫閥門。調(diào)節(jié)閥基本材料調(diào)節(jié)閥基本材料

馬氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼是一種鉻不銹鋼，其金相組織為馬氏體，可通過熱處理進行強化，具有良好的力學性能和高溫抗氧化性。該鋼種在大氣、水和弱腐蝕介質(zhì)如加鹽水溶液、稀硝酸及某些濃度不高的有機酸，在溫度不高的情況下均有良好的耐腐蝕性。但該鋼種不耐強酸如硫酸、鹽酸、濃硝酸等的腐蝕，常用于水、蒸汽、油品等弱腐蝕性介質(zhì)。由于鉻不銹鋼可通過熱處理強化，因此為了避免強度過高產(chǎn)生脆性，應采用正確的熱處理工藝。如ASTMA217CA15規(guī)定其最低回火溫度為595℃調(diào)節(jié)閥基本材料

閥內(nèi)件材料閥內(nèi)件是閥門的主要工作面之一，材料選擇是否合理以及它的質(zhì)量狀況直接影響閥門的功能和使用壽命。由于閥門用途十分廣泛，因此閥門密封面的工作條件差異很大。壓力可以從真空到超高壓，溫度可以從-269℃到816℃，有些工作溫度可達1200℃，工作介質(zhì)從非腐蝕介質(zhì)到各種酸堿等強腐蝕性介質(zhì)。從密封面的受力情況來看，它受擠壓和剪切。從磨擦學的角度來看，有磨拉磨損、腐蝕磨損、表面疲勞磨損、沖蝕等等。因此，應該根據(jù)不同的工作條件選擇相適應的密封面材料。調(diào)節(jié)閥基本材料密封面材料主要分：軟密封材料和硬密封材料軟密封材料包含：丁晴橡膠、氟橡膠、聚四氟乙烯

ＰＲＦＥ、ＰＦＡ硬質(zhì)密封材料包含：不銹鋼、硬質(zhì)合金（鉻、鎳合金）、調(diào)節(jié)閥基本材料填料材料主要為軟質(zhì)材料和硬質(zhì)材料軟質(zhì)材料包含：大麻、亞麻、棉、黃麻；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，亦有用橡膠壓制的成形填料構(gòu)成硬質(zhì)材料包含：金屬或金屬與無石棉、石墨混合而成的填料，以聚四氟乙烯壓合燒結(jié)的成形填料構(gòu)成。金屬填料使用較少。調(diào)節(jié)閥基本材料墊片的材質(zhì)在閥門上，墊片是為了阻止介質(zhì)外漏的主要密封件，用來充填兩個結(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。墊片亦可分為軟質(zhì)和硬質(zhì)兩種。軟質(zhì)一般為非金屬的，如硬