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阀门的拆卸与组装

发布时间:2020-05-19 00:41

  阀门的拆卸与组装_机械/仪表_工程科技_专业资料。阀门的拆卸与组装 阀门的拆卸与组装是阀门修理中的两个重要工序。拆卸不当,容易损坏阀件;组装不正,影响阀门的使用。 因此,遵守规程,正确操作,严格把关,精心装配,是提高拆卸与组装质量的重要措施。 第一节

  阀门的拆卸与组装 阀门的拆卸与组装是阀门修理中的两个重要工序。拆卸不当,容易损坏阀件;组装不正,影响阀门的使用。 因此,遵守规程,正确操作,严格把关,精心装配,是提高拆卸与组装质量的重要措施。 第一节 修理场地的布置与管理 在修理现场应该集中一定的设备和工具,组织一部分有经验的工人,按照现代管理要求,建立阀门修理 班组。这样有利于均衡修理阀门,节约人力物力,加快修理速度,提高修理质量。 一、场地的布局 修理场地的合理布置和摆放,集中反映出修理厂的管理水平和职工的精神面貌。 靠墙设置一排多层储物架,其中工具架摆放常用研具和拆装工具、通用工具等; 阀件架用来摆放各类阀门易损零部备件,以及垫片、填料、常用紧固件等备品、配件;物料架摆放清理工 器具、涂料及油类物料等。 修理作业钳工台一般设置在场地的中心位置,主要用来修理小型阀门及较大型阀门的零、部件。钳工台上 设有旋转平口虎钳和小型研磨平板;下部设有抽屉,用以存放个人保管的各种钳工工具、小型修理用具、 磨具、量具等。钳台旁设有清洗阀件的清洗器皿。 修理场地中间还摆放着一些不同规格的装有单臂吊的作业台,以适应大中型不同规格的阀门的拆、装、起 吊、修理等作业。 修理场地设置了多能研磨机、阀体研磨机、闸板及阀瓣研磨机、剪垫机和钻床等设备和工具,供修理阀件、 研磨密封面和制作垫片用。还有大型检验平板、大型研磨平板、阀杆校正架手推车等。 修理场地设有手动、电动试压机,用以检查修理后的阀门的密封性能和强度性能。其间有水源、汽源、气 源等,供试压、吹扫、烘干取暖和驱动工具用,并配有低压照明设施。 修理场地上空配有简易行车、工人可以在地面操纵行车作横向运动,其上的电动葫芦可沿横梁作纵向运动, 以便起吊场内各部位的阀门及大型工具。 上例介绍的只是一个一般的修理厂模型,各厂应该根据本单位的修理规模、厂房条件、环境因素以及设备 和人员组成等具体情况确定场地布置。总之,布局应该有利于上、下工序的衔接、产品运输方便,以提高 修理效率。 二、阀门修理的分类 阀门是设备和管道上的重要部件,它的维修必须结合设备和管道的检修计划进行。炼油厂设备一年一次大 检修,火电站发电机组两年一次大检修,在大检修期间设备和管道上的待修阀门同时进行检修或更换。 原燃料化学工业部制定的炼油厂设备维修检修规程中, 规定了炼油厂公称压力在 16Mpa、 介质温度在 550℃ 以下的油品、蒸汽、水及各类气体的高、中、低压阀门的修理内容,共分三类。 1.小修:包括清洗油嘴、油杯,更换填料,清洗阀杆及其螺纹,清除阀内杂物,更换紧固件,配齐操作手 柄等。 2.中修:包含小修的所有项目,解体清洗零部件,阀体修补、研磨密封面、矫正阀杆等。 3.大修:包含中修项目,更换阀杆,修理支架,更换弹簧与密封件等。 待修的阀门,一般都应该解体检查和更换垫片。通常阀门的中、小修较为普遍。 三、场地的管理 修理场地的管理要建立和建全以经济责任制为中心的各项管理制度。 物资管理应该有兼职的保管员领发和保管,帐物相符。备品、备件、物料、器具要分门别摆放整齐,便于 清理,以利取用。按照生产需要,备足配件和物料。 设备要有专人管理、专人维护、定期维修,结合设备性能制定一套切实可行的安全技术操作规程。 修理生产的管理应该有年、季、月度计划,原始记录应该完整、齐全。生产计划要承包或分解落实到个人, 下达计划时要兼顾数量与造价,防止只修中、小规格而不修大规格的阀门,或只修大规格而不修小规格的 阀门,只修贵重阀门而不修普通阀门的倾向。班组长要正确执行维修计划,善于调配各环节的相互关系, 保证修理工作顺利进行。 技术管理除了经常组织岗位练兵,操作竞赛、开办技术辅导课外,还应该做大量的基础培训工作,使有关 人员懂得阀门的修理和拆装的操作规程;阀门的试压操作规程和质量验收标准;阀门型号的编制方法;各 种垫片和填料的材料名称,规格型号及使用条件;各种砂布(纸)和磨拭磨具的名称、规格型号及使用条 件;常用螺栓、螺母等紧固件的材料名称、性能、规格型号及应用范围;阀件常用材料牌号、力学性能及 适用条件;阀门零件的公差配合、技术要求等参考图表。有关规程、标准以及参考图表、技术要求等,最 好抄写整齐放入玻璃镜框,分类、整齐地悬挂墙上,便于查阅和保存。 第二节 阀门的选用 选用阀门首先掌握介质的性能、流量特性,以及温度、压力、流速、流量等性能,然后,结合工艺、操作、 安全诸因素,选用相应类型、结构形式、型号规格的阀门。 一、根据流量特性选用阀门 阀门启闭件及阀门流道的形状使阀门具备一定的流量特性。在选择阀门时候,必须考虑到这一点。 ⑴截断和接通介质用阀门:通常选择流阻较小、流道为直通式的阀门。这类阀门有闸阀、截止阀、柱塞阀。 向下闭合式阀门,由于流道曲折,流阻比其他阀门高,故较少选用。但是,在允许有较高流阻的场合,也 可以选用闭合式阀门。 ⑵控制流量用的阀门:通常选择易于调节流量的阀门。如调节阀、节流阀、柱塞阀,因为它的阀座尺寸与 启闭件的行程成正比例关系。旋转式(如旋塞阀、球阀、碟阀)和挠曲阀体式(夹管阀、隔膜阀)阀门也 可以用于节流控制,但通常仅在有限的阀门口径范围内适用。在大多数情况下,人们通常采用改变截止阀 的阀瓣形状后作节流用。应该指出,用改变闸阀或截止阀的开启高度来实现节流作用是极不合理的。因为, 管路中介质在节流状态下,流速很高,密封面容易被冲刷磨损,失去切断密封作用,同理,用节流阀作为 切断装置也是不合理的。 ⑶换向分流用阀门:根据换向分流需要,这种阀门可以有三个或者更多的通道,适宜于选用旋塞阀和球阀。 大部分换向分流用的阀门都选用这类阀门。在某些情况下,其他类型的阀门,用两只或更多只适当地相互 连接起来,也可以用作介质地换向分流。 ⑷带有悬浮颗粒地介质用阀门:如果介质带有悬浮颗粒,最适于采用其启闭件沿密封面地滑动带有擦拭作 用地阀门。如平板闸阀。 二、根据连接形式选用阀门 阀门用于管路的连接形式有多种,其中最主要的有螺纹、法兰及焊接连接。 ⑴螺纹连接:这种连接通常是将阀门进出口端部加工成锥管或直管螺纹,使之旋入锥管的螺纹接头或管道 上。由于这种连接可能出现较大的泄漏沟道,故可以采用密封剂、密封胶带或填料来堵塞这些沟道。如果 阀体的材料是可以焊接的,螺纹连接后还可以进行密封焊。如果连接部件的材料是允许焊接的,但膨胀系 数差异很大,或者工作温度的变化幅度范围较大,螺纹连接部必须进行密封焊。 螺纹连接的阀门主要是公称通径在 50mm 以下的阀门。如果公称通径尺寸过大,连接部的安装和密封都十 分困难。 为了便于安装和拆卸螺纹连接的阀门,在管路系统的适当位置上可以使用管接头。公称通径在 50mm 以下 的阀门可以使用管套节作为管接头,管套节的螺纹将连接的两部连在一起。 ⑵法兰连接:法兰连接的阀门,其安装和拆卸都比较方便。但是比螺纹连接的笨重,相应价格也比较高。 故可以适用于各种通径和压力的管道连接。但是,当温度超过 350℃时候,由于螺栓、垫片和法兰蠕变松 弛,会明显地降低螺栓的负荷,对受力很多的法兰连接而言,就可能产生泄漏。 ⑶焊接连接:这种连接适用于各种压力和温度,在较苛刻的条件下使用时候,比法兰连接更为可靠。但是 焊接连接的阀门拆卸和重新安装都比较困难,所以它的使用限于通常能长期可靠地运行,或使用条件苛刻、 温度较高的场合。如火力发电站、核能工程、乙烯工程的管道上。 公称通径在 50mm 以下的焊接阀门通常具有焊接插口来承接带平面端的管道。由于承插焊接在插口于管道 间形成缝隙,因而有可能使缝隙受到某些介质的腐蚀,同时管道的振动会使连接部位疲劳,因此承插焊接 的使用也受到一定的限制。 在公称通径较大,使用条件苛刻,温度较高的场合,阀体通常采用坡口对焊连接,同时,对焊缝有严格的 要求。 三、根据介质性能选用阀门 许多介质都有一定的腐蚀性;同一种介质,随着温度、压力和浓度的变化,其腐蚀性也不同。因此,应该 根据材料腐蚀性能,选择适宜于该介质的阀门。 ⑴铸铁阀门: 灰铸铁阀门:适用于水、蒸汽、石油产品、氨能在绝大多数的醇、醛、醚、酮、酯等腐蚀性较低的介质 中工作。它不适用于盐酸、硝酸等介质。但能用于浓硫酸中,这是因为浓硫酸能对其金属表面产生一层纯 化膜,以阻止浓硫酸对铸铁的腐蚀。? 球墨铸铁阀门:耐腐蚀性较强,能在一定浓度的硫酸、硝酸、酸性盐中工作。但不耐氟酸、强碱、盐酸 和三氯化铁热溶液的腐蚀。使用时要避免骤热、骤冷,否则会破裂。? 镍铸铁阀门:耐碱性能比灰铸铁、球墨铸铁阀门强;用于稀硫酸、稀盐酸和苛性碱中,镍铸铁是一种理 想的阀用材料。? ⑵碳素钢阀门:碳素钢阀门的耐蚀性能与灰铸铁相近,稍逊于灰铸铁。 ⑶不锈钢阀门:不锈钢阀门耐大气性优良,能耐硝酸和其它氧化性介质,也能耐碱、水、盐、有机酸及其 它有机化合物的腐蚀。但不耐硫酸、盐酸等非氧化性酸的腐蚀,也不耐不干燥的氯化氢、氧化性的氯化物 和草酸、乳酸等有机酸。 含钼 2%~4%的不锈钢,如 Crl8Nil2M02Ti 等,其耐蚀性能比铬镍不锈钢更为优越,它在非氧化性酸和热 的有机酸、氯化物中的耐蚀性能比铬镍不锈钢好,抗孔蚀性也好。 含钛或铌的不锈钢对晶间腐蚀有较强的抗力。 含高铬、高镍的不锈钢,其耐蚀性能比普通不锈钢更高,可用于处理硫酸、磷酸、混酸、亚硫酸、有机酸、 碱、盐溶液、硫化氢等,甚至可用于某些浓度下的高温场合。但不耐浓或热的盐酸、湿的氟、氯、溴、碘、 王水等的腐蚀。 ⑷铜阀门:铜阀门对水、海水、多种盐溶液、有机物有良好的耐蚀性能。对不含有氧或氧化剂的硫酸、磷 酸、醋酸、稀盐酸等有较好的耐蚀性,同时对碱有很好的抗力。但不耐硝酸、浓硫酸等氧化性酸的腐蚀, 也不耐熔融金属、硫和硫化物的腐蚀。切忌与氨接触,它能使铜及铜合金产生应力腐蚀破裂。选用时应该 注意,铜合金的牌号不同,其耐腐蚀性有一定的差异。 ⑸铝阀门:对强氧化性的浓硝酸的耐蚀性好,能耐有机酸和溶剂。但在还原性介质、强酸、强碱中不耐蚀。 铝的纯度越高,耐蚀性越好,但强度随之下降,只能用作压力很低的阀门或阀门衬里。 ⑹钛阀门:钛是活性金属,在常温下能生成耐蚀性很好的氧化膜。它能耐海水、各种氯化物和次氯酸盐、 显氯、氧化性酸、有机酸、碱等的腐蚀。但它不耐较纯的还原性酸,如硫酸、盐酸的腐蚀,却耐含有氧化 剂的硝酸腐蚀。钛阀门对孔蚀有良好的抗力。但在红发烟硝酸、氯化物、甲醇等介质中会产生应力腐蚀。 ⑺锆阀门:锆也属于活性金属,它能生成紧密的氧化膜,它对硝酸、铬酸、碱液、熔碱、盐液、尿素、海 水等有良好的耐蚀性能,但不耐氢氟酸、浓硫酸、王水的腐蚀,也不耐湿氯和氧化性金属氯化物的腐蚀。 ⑻陶瓷阀门:以二氧化硅为主熔化烧结制成的阀门,如氧化锆、氧化铝、氮化硅等,除有极高的耐磨、耐 温、隔热性能外,还具有很高的耐蚀能力,除不耐氧氟酸、氟硅酸和强碱外,能耐热浓硝酸、盐酸、王水、 盐溶液和有机溶剂等介质。这类阀门如使用了其它材料,选用时,应该考虑其它材料的耐蚀性能。 ⑼玻璃阀门:以二氧化硅为主熔化烧结制成的阀门,其耐蚀性能与陶瓷阀门相同。 ⑽搪瓷阀门:以二氧化硅为主熔化并烧搪在黑色金属制品上,其耐蚀性能与陶瓷阀门相同。 ⑾玻璃钢阀门:玻璃钢的耐蚀性能,是随着它的胶粘剂而异。环氧树脂玻璃钢能在盐酸、磷酸、稀硫酸和 一些有机酸中使用;酚醛玻璃钢的耐蚀性能较好;肤喃玻璃钢有较好的耐碱、耐酸以及综合性耐蚀性能。 ⑿塑料阀门:塑料具有一定的耐蚀性能,随着塑料种类的不同,其耐蚀性差异较大。 尼龙,又称聚酰胺,它是热塑性塑料,有良好的耐蚀性。能耐稀酸、盐、碱的腐蚀,对烃、酮、醚、酯、 油类有良好的耐蚀性。但不耐强酸、氧化性酸、酚和甲酸的腐蚀。? 聚氯乙烯:聚氯乙烯是热塑性塑料,有优良的耐蚀性能。能耐酸、碱、盐、有机物。不耐浓硝酸、发烟 硫酸、醋酐、酮类、卤代类、芳烃等的腐蚀。? 聚乙烯:聚乙烯有优良的耐蚀性能,它对盐酸、稀硫酸、氢氟酸等非氧化性酸以及稀硝酸、碱、盐溶液 和在常温下的有机溶剂都有良好的耐蚀性。但不耐浓硝酸、浓硫酸和其它强氧化剂的腐蚀。? 聚丙烯:聚丙烯是热塑性塑料,其耐蚀性与聚乙烯相似,稍优于聚乙烯。它能耐大多数有机酸、无机酸、 碱、盐,但对浓硝酸、发烟硫酸、氯磺酸等强氧化性酸的耐蚀能力差。? 酚醛塑料:酚醛塑料能耐盐酸、稀硫酸、磷酸等非氧化性酸、盐类溶液的腐蚀。但不耐硝酸、铬酸等强 氧化酸、碱和一些有机溶剂的腐蚀。? 氯化聚醚,又称聚氯醚,是线型、高结晶度的热塑性塑料。它具有优良的耐蚀性能,仅次于氟塑料。它 能耐浓硫酸、浓硝酸外的各种酸、碱、盐和大多数有机溶剂的腐蚀,但不耐液氯、氟、溴的腐蚀。? 聚三氟氯乙烯:它与其它氟塑料一样,具有优异的耐蚀性能和其它性能,耐蚀性能稍低于聚四氟乙烯。 它对有机酸、无机酸、碱、盐、多种有机溶剂等有良好的耐蚀性能。在高温下含有卤素和氧的某些溶剂, 能使其溶胀。它不耐高温的氟、氟化物、熔碱、浓硝酸、芳烃、发烟硝酸、熔融碱金属等。? 聚四氟乙烯:聚四氟乙烯具有非常优异的耐蚀性能,它除了熔融金属锂、钾、钠、三氟化氯、高温下的 三氟化氧、高流速的液氟外,几乎能耐所有化学介质的腐蚀。? 塑料衬里阀门:由于塑料强度低,很多阀门采用金属材料做外壳体,用塑料做衬里。塑料衬里阀门,随 着衬里塑料的不同,其耐蚀性也不相同。塑料衬里的耐蚀性与上述塑料阀门中的相应塑料相同。但选用时, 应该考虑塑料衬里阀门中使用的其它材料的耐蚀性能。? 橡胶衬里阀门:橡胶较软,因此很多阀门采用橡胶做衬里,以提高阀门的抗蚀性能和密封性能。随橡胶 种类的不同,其耐蚀性差异较大。经过硫化的天然橡胶能耐非氧化性酸、碱、盐的腐蚀,但不耐强氧化剂, 如硝酸、铬酸、浓硫酸的腐蚀,也不耐石油产品和某些有机溶剂的腐蚀:因此,天然橡胶被合成橡胶逐渐 代替。合成橡胶中的丁腈橡胶耐油性能好,但不耐氧化性酸、芳烃、酯、酮、醚等强溶剂的腐蚀;氟橡胶 耐蚀性能优异,能耐各类酸、碱、盐、石油产品、烃类等,但耐溶剂性不及氟塑料;聚醚橡胶可用于水、 油、氨、碱等介质。? 铅衬里阀门:铅属活性金属,但因材质软,常用作特殊阀门的衬里。铅的腐蚀产物膜是很强的保护层, 它是耐硫酸的有名材料,在磷酸、铬酸、碳酸及中性溶液、海水等介质中具有较高的耐蚀性能,但不耐碱、 盐酸的腐蚀,也不适于在它们的腐蚀产物中工作。? 四、根据温度和压力选用阀门 选用阀门除了考虑介质的腐蚀性能、流量特性、连接形式外,介质的温度和压力是重要 的参数。 ⑴阀门的使用温度: 阀门的使用温度是由制造阀门的材质所确定的。阀门常用材料的使用温度如下: 灰铸铁阀门使用温度为一 15℃~250℃; 可锻铸铁阀门使用温度为一 15℃~250℃; 球墨铸铁阀门使用温度为一 30℃~350℃; 高镍铸铁阀门最高使用温度为 400℃; 碳素钢阀门使用温度为一 29℃~450℃,在 JB/T3595—93 标准中推荐使用温度 t425℃; 1Cr5Mo、合金钢阀门最高使用温度为 550℃; 12CrlMoVAi 合金钢阀门最高使用温度为 570℃; 1Crl8Ni9Ti、1Crl8Nil2M02Ti 不锈钢阀门使用温度为一 196℃~600℃; 铜合金阀门使用温度为一 273℃~250℃; 塑料阀门最高使用温度: 尼龙为 100℃; 氯化聚醚为 100℃; 聚氯乙烯为 60℃; 聚三氟氯乙烯一 60℃~120℃; 聚四氟乙烯一 180℃~150℃。 橡胶隔膜阀,因橡胶种类不同,其使用温度各不相同: 天然橡胶为 60℃; 丁腈橡胶、氯丁橡胶为 80℃; 氟橡胶为 200℃; 阀门衬里用橡胶、塑料时,以橡胶、塑料的耐温性能为准。 陶瓷阀门,因其耐温急变性差,一般用于 150℃以下的工况条件。最近出现一种超性能陶瓷阀门,能耐 10 00℃以下的高温。 皮璃阀门,耐温急变性差,一般用于 90℃以下的工况条件。 搪瓷阀门,耐温性能受到密封圈材料的限制,最高使用温度不超过 150℃。 ⑵阀门使用的压力: 阀门的使用压力是由制造阀门的材料所确定的。 灰铸铁阀门允许使用的最大公称压力为 1MPa; 可锻铸铁阀门允许使用的最大公称压力为 2.5MPa; 球墨铸铁阀门允许使用的最大公称压力为 4.0MPa; 铜合金阀门允许使用的最大公称压力为 2.5MPa; 钛合金阀门允许使用的最大公称压力为 2.5MPa; 碳素钢阀门允许使用的最大公称压力为 32MPa; 合金钢阀门允许使用的最大公称压力为 300MPa; 不锈钢阀门允许使用的最大公称压力为 32MPa; 塑料阀门允许使用的最大公称压力为 0.6MPa; ’ 陶瓷、玻璃、搪瓷阀门允许使用的最大公称压力为 0.6MPa; 玻璃钢阀门允许使用的最大公称压力为 1.6Mpa。 ⑶阀门温度与压力之间的关系: 阀门使用温度与压力有着一定的内在联系,又相互影响。其中,温度是影响的主导因素,一定压力的阀门 仅适应于一定温度范围,阀门温度的变化能影响阀门使用压力。 例如:一只碳素钢阀门的公称压力为 10MPa,当介质工作温度为 200℃时,其最大工作压力 P20 为 10MP a;当介质工作温度为 400℃时,其最大工作压力 P40 为 5.4MPa;当介质工作温度为 450℃时,其最大工 作压力 P54 为 4.5MPa。 五、根据流量、流速确定阀门的通径 阀门的流量与流速主要取决于阀门的通径,也与阀门的结构型式对介质的阻力有关,同时与阀门的压力、 温度及介质的浓度等诸因素有着一定内在联系。 阀门的流道面积与流速、流量有着直接关系,而流速与流量是相互依存的两个量。当流量一定时,流速大, 流道面积便可小些;流速小,流道面积就可大些。反之,流道面积大,其流速小;流道面积小,其流速大。 介质的流速大,阀门通径可以小些,但阻力损失较大,阀门易损坏。流速大,对易燃易爆介质会产生静电 效应,造成危险;流速太小,效率低,.不经济。对粘度大和易爆的介质,应该取较小的流速。油及粘度 大的液体随粘度大小选择流速,一般取 0.1 m/s~2m/s。 一般情况下,流量是已知的,流速可由经验确定。通过流速和流量可以计算阀门的公称通径。 阀门通径相同,其结构型式不同,流体阻力也不一样。在相同条件下,阀门的阻力系数越大,流体通过阀 门的流速、流量下降越多;阀门阻力系数越小,流体通过阀门的流速、流量下降越少。 闸阀的阻力系数小,仅在 0.1~1.5 的范围内,阻力系数为 0.2~0.5;缩口闸阀阻力系数大一些。 截止阀的阻力系数比闸阀大得多,一般在 4~7 之间。Y 型截止阀(直流式)阻力系数最小,在 1.5~2 之间。 锻钢截止阀阻力系数最大,甚至高达 8。 止回阀的阻力系数视结构而定:旋启式止回阀通常约为 0.8~2,其中多瓣旋启式止回阀的阻力系数较大; 升降式止回阀阻力系数最大,高达 12。 旋塞阀的阻力系数小,通常约为 0.4~1.2。 隔膜阀的阻力系数一般在 2.3 左右。 碟阀阻力系数小,一般在 0.5 以内。 球阀阻力系数最小,一般在 0.1 左右。 上述阀门的阻力系数是阀门全开状态下的数值。 阀门通径的选用,应该考虑到阀门的加工精度和尺寸偏差,以及其它因素影响。阀门通径应该有一定的富 裕量,一般为 15%。在实际的工作中,阀门通径随工艺管线的通径而定。 六、根据工况条件和工艺操作综合确定阀门的结构型式 ⑴工艺要求 氨对铜有腐蚀作用,不能选用铜材制作的阀门。在介质中含有氨的工艺流程中,截止阀的结构与一般阀门 不同,其密封面是用巴氏合金制作的。 双流向的管线应该选用无方向性的阀门。在炼油厂,重质油管停止运行后,要用蒸汽反向吹扫管线,以防 重油凝固堵塞管线,因而不宜采用截止阀。因为介质反向流入时,容易冲蚀截止阀密封面,应该选用闸阀 为佳。 对某些有析晶或含有沉淀物的介质,不宜选用截止阀和闸阀,因为它们的密封面容易被析晶或沉淀物磨损。 因此,应该选用球阀或旋塞阀较合适;也可选平板闸阀,但最好采用夹管阀。 在闸阀的选型上,明杆单闸板比暗杆双闸板适应腐蚀性介质;单闸板适于粘度大的介质;楔式双闸阀板对 高温和对密封面变形的适应性比楔式单闸板要好,不会出现因温度变化产生卡阻现象,特别是比不带弹性 的单闸板优越。 需要准确的调节小流量时,不宜选用截止阀,应该采用针形阀或节流阀。在需要保持阀后的压力温度时, 应该采用减压阀。对高压和超高压介质,常采用直角式截止阀,因为直角式截止阀通常是锻钢制作的,锻 钢的耐压能力相对比铸钢强。 ⑵经济合理性 对腐蚀性介质而言,如果温度和压力不高,应该尽量采用非金属阀门;如果温度和压力较高,可用衬里阀 门,以节约贵重金属。在选择非金属阀门时,仍应考虑经济合理性。例如,在能够用聚氯乙稀的情况下, 就不用聚四氟乙烯,因为聚四氟乙烯比聚氯乙烯的价格要高。 对温度较高、压力较大的场合,应该根据温压表,若普通碳素钢阀门能满足使用要求,就不宜采用合金钢 阀门,因为合金钢阀门价格要高得多。 对于粘度较大的介质,要求有较小的流阻,应该采用 Y 型直流式截止阀、闸阀、球阀、旋塞阀等流阻小的 阀门。流阻小的阀门,能源消耗少。 对于低压力、大流量的水、空气等介质,选用大口径闸阀和蝶阀比较合理。蝶阀可作截断用,又能作节流 用。 ⑶安全可靠性 一般水蒸气管道上可采用球墨铸铁阀门和铸钢阀门。但在室外蒸汽管道上,若停止供汽、水易结冰而使阀 门破裂,特别是在我国北方。因此,宜采用铸钢或锻钢阀门,同时要做好阀门的防冻保温工作。 乙炔类易燃易爆的介质,对密封性要求高。压力在 0.6MPa 以下时,应该采用隔膜阀但不宜用在真空设备 的管道上。 对危害性很大的放射性介质和剧毒介质,应该采用波纹管结构的阀门,以防介质从填料函中泄漏。 对于带有驱动装置(电动、液动、气动)的阀门,除要求驱动装置安全可靠外,还要根据工况条件的不同, 选用相应的驱动装置。例如,在需要防火的工况条件下,应该选用液动、气动装置的阀门;必须选用电动 装置的阀门时,其电动装置应该为防爆型,以避免电弧引起火灾。 ⑷操作和维修方便 对于大型阀门和处于高空、高温、高压、危险、远距离的阀门,应该选用齿轮传动、链条传动或带有 电动装置、气动装置、液动装置的阀门。 在操作空间受到限制的场合,不宜采用明杆闸阀,以选用暗杆闸阀为好。最好是用碟阀。对需要快关、 快开的阀门,不宜采用一般的闸阀、截止阀,应该根据其它要求,选用球阀、旋塞阀、蝶阀、快开闸阀等。 闸阀和截止阀是阀门中使用量最大的两类阀门。选用时,应该综合考虑。闸阀流阻小,输送介质的能 耗少,但维修困难;截止阀结构简单,维修方便,但流阻较大。从维修角度分析截止阀的维修要比闸阀方 便;水和蒸汽在截止阀中,压力降不大,因而截止阀在水、汽之类介质管道上得到普遍的使用。但在石油 产品等粘度较大的介质中,虽然闸阀维修困难,仍然被大量采用。在焊接连接的管道中,应该尽量选用焊 接连接的截止阀,不宜选用焊接连接的闸阀。因为在管道上修理闸阀的密封面比修理截止阀的密封面困难 得多,而且闸阀在温度变化大的情况下闸板与阀座容易被卡死。 七、驱动阀门的选用 作为管线闭路装置的闸阀、截止阀、球阀、蝶阀、旋塞阀、节流阀、隔膜阀等阀门被广 泛使用,其中闸阀、截止阀用量最大。 前面叙述了阀门的名词术语、结构形式、适用范围等,可作为阀门类别、型号的选定依据。当阀门的类 别、型号确定之后,随之确定阀门的壳体材料、密封材料、适用温度、适用介质、公称通径等。一般情况 下可按照下列步骤进行。 阀门选用步骤: (1)根据介质特性、工作压力和温度,对照本节“根据介质性能选用阀门”和“根据温度和压力选用阀门”二 段中提供的数据以及表 3—1、表 3—2 选择阀体材料及密封面材料。 (2)根据阀体材料、介质的工作压力和温度确定阀门的公称压力级。 (3)根据公称压力、介质特性和温度,选择密封面材料。使其最高使用温度不低于介质 工作温度。 (4)根据管道的管径计算值,确定公称通径。一般情况下,阀门的公称通径采用管子的 直径。 ⑸根据阀门的用途和生产工艺条件要求,选择阀门的驱动方式。 ⑹根据管道的连接方法和阀门公称通径,选择阀门的连接形式。 ⑺根据阀门的公称压力、介质特性和工作温度及公称通径等,选择阀门的类别、结构形式和型号。 表 3-1 常用阀体材料选用表 材料 类别 灰铸铁 HT250 可锻铸铁 KT30-8 氨≥-40 球墨铸铁 QT400-15 高硅铸铁 优质碳素钢 氨、氮氢气等 A3、10、20、25、35 铬钼合金钢 15CrMo ZG20CrMo Cr5Mo ZGCr5Mo 铬钼钒合金钢 15Cr1MoV ZG12Cr1MoV ZG15Cr1MoV WC9 V P5714 570 蒸汽类 ≤16 ≤550 油类 I P5410 540 蒸汽等 12CrMo WC6 ≤32 ≤200 QT400-18 Q ≤4.0 ≤350 G ≤0.6 ≤120 C 硝酸等腐蚀介质 ≤16 ≤450 水、蒸汽、油类等 K 常用工况 材料牌号 HT200 主要介质 代号 Z PN/MPa ≤200 t/℃ 水、蒸汽、油类等 ≤1.6 氨≤2.5 KT30-6 ≤2.5 氨≥-40 300 NSTSi-1S ZG200、ZG250、WCB 12Cr1MoV 镍、铬、钛耐酸钢 ZG1Cr18Ni9Ti P 1Vr18Ni9Ti ≤6.4 ≤200 硝酸等腐蚀介质 -100~-196 ≤600 乙烯等低温介质 高温蒸汽、气体等 镍铬钛耐酸钢 1Vr18Ni12Mo2Ti R ≤20 ≤200 尿素、醋酸等 ZG1Cr18Ni12Mo2Ti 优质锰钒钢 15MnV 铜合金 I 16Mn ≤16 ≤450 T 水、蒸汽、油类等 ≤250 水、蒸汽、气体等 Hsi80-3 ≤4.0 表 3-2 常用密封面材料选用表 材料 代号 PN/MPa 橡胶 尼龙 X N ≤0.1 ≤32 常用工况 t/℃ ≤60 ≤80 P 截止阀、隔膜阀、碟阀、止回阀等 球阀、截止阀等 ≤64 ≤150 球阀、截止阀、旋塞阀、闸阀等 氨用截止阀 适用阀类 聚四氟乙烯塑料 巴氏合金 铜合金 B ≤2.5 -70~150 QSn6-6-3 T ≤1.6 ≤200 闸阀、截止阀、止回阀、旋塞阀等 HMn58-2-2 不锈钢 TDCr-2 TDCrMn H 2Cr13、3Cr13 ≤3.2 ≤450 D Y 中高压阀门 540 电站闸阀、一般情况不使用 高温阀、超高压阀 渗氮钢 38CrMoAlA 硬质合金 WC、TiC P5410 按阀体材料确定 TDCoCr-1 TDCoCr-2 高温、低温阀 在本体上加工 优质碳素钢 1Cr18Ni9Ti Cr18Ni12Mo2Ti 八、自动阀门的选用 自动阀门的选用与一般阀门一样,除要考虑经济合理性、经久耐用外,还要求自动阀门 动作灵敏、可靠、调节准确等性能。 1.止回阀的选用 止回阀的作用是只允许介质向一个方向流动,而且阻止反方向流动。常用的止回阀分升降式和旋启式两种。 在高压和小口径的设备或管道上,通常选用升降式止回阀。要求压力降小的管道,不宜选用升降式止回阀, ≤32 ≤450 酸类等腐蚀性介质用阀门 铸铁 ≤4 W ≤1.6 ≤100 气、油类用闸阀、截止阀等 高压、超高压阀 ≤200 油类用阀门 因其流阻大,而应该选用蝶式止回阀或旋启式止回阀。在压力波动大和有特殊要求的管道上。为了防止阀 瓣产生水锤而损坏,应该选用有缓冲装置的旋启式止回阀。口径较大时,选用多瓣旋启式止回阀。在锅炉 给水泵的出口处,应该选用专用的空排止回阀,以防止介质倒流,提高泵的效率。用于水泵吸入管底部的 止回阀应该选用底阀。 普通的旋启式止回阀或升降式止回阀应该尽量避免口径过大。为了以最小的流速使止回阀瓣全开或开到合 适位置,在某些使用情况下,安装止回阀的口径必须比相应的管子的口径要小一些。 为了满足各种用途的需要,止回阀也有多种多样,如:球形止回阀、螺纹升降式截止止回阀、工作无冲击 的旋启式止回阀、斜瓣止回阀、圆锥隔膜式止回阀等。 根据介质的不同,阀瓣可以全部用金属制作,也可在金属上镶嵌皮革、橡胶、或者采用合成盖面、热喷涂 其他合金材料。 2.减压阀的选用 减压阀是通过启闭件的节流,将进口压力降至某一个需要的出口压力,并能在进口压力及流量变动时,利 用本身介质能量保持出口压力基本不变的阀门。 减压阀分直接作用式和先导式。 ⑴直接作用式:直接作用式减压阀是用压缩弹簧、重物或重力杠杆以及压缩空气加载,通过膜片、活塞或 波纹管直接进行压力控制的阀门。这种阀门结构简单、耐用。在比较恶劣的工况下,只要维护得当,也能 有很长的寿命。虽然直接作用式的压力调节不像先导式那么精确,但是造价低。可以广泛地用于不必要做 精确控制的场合。 常用的直接作用式减压阀按照结构形式分有:弹簧薄膜式减压阀、活塞式减压阀、波纹管式减压阀和杠杆 式减压阀。 ①弹簧薄膜式减压阀是采用膜片作敏感元件来带动阀瓣运动的减压阀。它的灵敏度高,宜用于温度和压力 不高的水和空气介质管道上。 ②活塞式减压阀是采用活塞作敏感元件来带动阀瓣运动的减压阀。由于活塞在汽缸中承受的摩擦力较大, 灵敏度不及薄膜式减压阀。因此,适用于承受温度、压力较高的以蒸汽和空气等为工作介质的管道和设备 上。 ③波纹管式减压阀是采用波纹管作敏感元件来带动阀瓣运动的减压阀。它宜用于介质参数不高的蒸汽和空 气等洁净介质的睿道上。不能用于液体的减压。更不能用于含有固体颗粒介质的管道上。因此,宜在波纹 管减压阀前加过滤器。在选用减压阀时,应该注意不得超过减压阀的减压范围。并保证在合理情况下使用。 ④杠杆式减压阀是采用重物或重力杠杆作敏感元件来带动阀瓣运动的减压阀。这种形式结构简单、耐用, 但不精确。目前较少采用。 ⑵先导式先导式减压阀是由主阀和导阀组成,出口压力的变化通过导阀放大控制主阀动作的减压阀。在此 类阀中,导阀的作用是辅助控制主阀或者完全控制主阀。导阀本身可以是一个小型的直接作用式减压阀。 此类阀门精确的控制方式取决于它的特定的结构。而实质上,导阀工作的目的是以维持预定压力下的流量 的方法来调节主阀的开启量。先导式减压阀的压力控制精度非常精确,且结构紧凑,对于功能相同的减压 阀来说,通常先导式比直接作用式结构小得多。在这种形式中,导阀和主阀可以是整体的,也可以是适用 于远距离压力信号控制的单独的装置,它还能作远距离开关控制,也就是由控制中心控制的成套系统中的 部件。另外,通过安装适当型式的导阀能够获得由温度直接控制的设备。由于先导式减压阀结构复杂,因 此需要经常保养及清洁的工作条件。清洁工作条件常在阀门入口处装过滤器。 常用的先导式减压阀按照结构形式分有:先导活塞式减压阀、先导波纹管式减压阀和先导薄膜式减压阀。 ⑶减压阀选用时应该注意的几个问题减压阀应用范围广泛,包括蒸汽、压缩空气、工业用气、水、油和其 他液体介质均可使用。因而,鉴于许多可能的结构变化,当考虑到选用减压阀的时候,其中最主要的就是 阀的确切性能,首先应该充分进行检测,以保证良好的使用效果。在检测时,减压阀应该能满足如下性能 要求: ①在给定的弹簧压力级范围内,出口压力在最大值与最小值之间应该能连续调整,不得有卡阻和异常振动。 ②对于软密封的减压阀,在规定时间内不得有渗漏;对于金属密封的减压阀,其渗漏量应该不大于最大流 量的 0.5%。 ③出口流量变化时,其出口压力负偏差值:直接作用式不大于 20%;先导式不大于 10%。 ④进口压力变化时,其出口压力偏差值:直接作用式不大于 10%;先导式不大于 5%。 对于闲置不用的减压阀,调节弹簧使其处于自由状态。进口和出口端应用堵盖封闭。 减压阀的流量与流体的性质和压力比有关。压力比愈小,流量愈大;但当压力比减少到某一数值时,流 量不再随压力比减小而增加。 减压阀产品规格中所列阀孔面积为最大截面积,而在工作状态下的流道面积要小于此值,选用时应该比 计算的阀孔面积稍大些。 选用某一工况条件下的减压阀,还可参阅产品样本和说明书,力求科学、合理。 九、安全阀的选用 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力来排出一额定数量的流体,以防止系 统内压力超过预定的安全值。当压力恢复正常后,阀门再行关闭并阻止介质继续流出。安全阀用于锅炉、 压力容器和其他受压设备上,作为防超压的安全保护装置。对于一些重要的受压系统,有时需设置两种以 上的超压保护装置,在此种情况下,安全阀往往作为最后的一道保护装置,因而其可靠性对设备和人身的 安全具有特别重要的意义。 安全阀的技术发展经过了漫长的过程,从排量较小的微启式发展到大排量的全启式,从重锤式(静重式) 发展到杠杆重锤式、弹簧式,继直接作用式之后又出现非直接作用的先导式。 常用的安全阀按其结构形式有直接载荷式安全阀、带动力辅助装置的安全阀、带补充载荷的安全阀、先 导式安全阀。 在现代工业中,重锤式安全阀、杠杆重锤式安全阀由于其载荷大小有限,对振动敏感以及回座压力较低 等原因,其使用范围已愈来愈小。而弹簧直接载荷式安全阀和先导式安全阀因为具有不能相互取代的各自 特点,两者都同时得到发展。 ⑴杠杆重锤式安全阀。靠移动重锤位置或改变重锤重量来调节压力。这种安全阀只能固定在设备上,重锤 本身重量一般不超过 60kg,以免操作困难。铸铁材料制造的杠杆重锤式安全阀适用于公称压力 PN≤1.6MP a、介质温度 t≤200℃的工作条件下。碳素钢材料制造的杠杆重锤式安全阀适用于公称压力 PN≤4.0MPa、 介质温度 t≤450℃的工作条件下。杠杆重锤式安全阀主要用于水、蒸汽等工作介质。 ⑵弹簧直接载荷式安全阀。是利用压缩弹簧的力以平衡阀瓣的压力,并使其密封。弹簧直接载荷式安全阀 具有结构简单、反应灵敏、可靠性好等优点。但因依靠弹簧加载,其载荷大小受到限制,因而不能用于很 高压力和很大口径的场合。此外,当被防护系统正常运行时,这种安全阀关闭件密封面上的比压力决定于 阀门整定压力同系统正常运行压力之差,是一个不大的值,所以要达到良好的密封就比较困难。特别是当 阀门关闭件为金属密封面和当阀门整定压力同系统正常运行压力比较接近时更是如此。这时为了保证必需 的密封性往往需要采取特殊的结构型式和进行极精细的加工和装配。弹簧直接载荷式安全阀有封闭式和不 封闭式两种。一般易燃、易爆或有毒介质选用封闭式。蒸汽或惰性气体等可选用不封闭式。弹簧直接载荷 式安全阀有的带扳手,有的不带扳手。扳手的作用是检查阀瓣的灵敏度。 ⑶先导式安全阀。是一种依靠从导阀排出介质来驱动或控制的安全阀,该导阀本身应是符合标准要求的直 接载荷式安全阀。由于先导式安全阀的主阀通常利用工作介质压力加载,其载荷大小不受限制,因而可用 于高压、大口径的场合。同时,因其主阀可设计成依靠工作介质压力密封的形式,或者可以对阀瓣施加直 接载荷式安全阀大得多的载荷,因而主阀的密封性容易得到保证。此外,这类安全阀的动作可以较少受背 压变化的影响,但是先导式安全阀的可靠性同主阀和导阀两者有关,而且结构比较复杂,为了提高可靠性, 规范往往要求采用多重先导控制管路。这样就更增加了整个保护系统的复杂程度。基于上述原因,先导式 安全阀与弹簧直接载荷式安全阀无论在流程工业还是在电力工业中都有着广泛的应用,并各自发展、共同 构成了安全阀结构发展的主流。 ⑷安全阀的选用要求。选用安全阀时,通常由操作压力决定安全阀的公称压力,由操作温度决定安全阀的 使用温度范围,由计算出的安全阀的定压值决定弹簧或杠杆的调压范围,根据使用介质决定安全阀的材料 和结构形式,根据安全阀的排放量计算出安全阀的喷嘴截面积或喷嘴直径,以选取安全阀型号和个数。 弹簧直接载荷式安全阀的工作压力等级共有五种工作压力级。选择时,除了注明产品型号、名称、介质、 温度外,还应该注明弹簧的压力等级。 安全阀的进出和出口分别处于高压和低压两侧,所以连接法兰也相应的需采用不同的压力等级。 当介质经由安全阀排放时,其压力降低,体积膨胀,流速增加,故安全阀的出口通径大于进口通径。对于 微启式安全阀,其出口通径等于进口通径,这是因为其排量小,又常用于液体介质。而全启式安全阀的排 量大,多用于气体介质,故其出口通径一般比公称通径大一级。 安全阀应该有足够的灵敏度,当达到开启压力时,应该无阻碍地开启;当达到排放压力时,阀瓣应该全部 开启,并达到额定排量,当压力降到回座压力时候,阀门应该及时关闭,并保持密封。 当装设两只安全阀时,其中:一个为控制安全阀;另一个为工作安全阀。控制安全阀的开启压力应该略低 于工作安全阀的开启压力,以避免两个安全阀同时开启而使排气量过多。 由于科学技术的进步,一些用于特殊环境、特殊工况条件的安全阀不断出现,诸如大型火力发电站上的安 全阀、石油化工装置上用的安全阀、核电站压水堆一回路装置上的安全阀等。这些装置上的安全阀,保证 了系统的正常运行和安全。有关详细情况,请参阅这方面的专著。 十、疏水阀的选用 疏水阀是从贮有蒸汽的密闭容器内自动排出凝结水,同时保持不泄漏新鲜蒸汽的一种自制装置,在必要 时也允许蒸汽按照预定的流量通过。在现代社会中,蒸汽广泛地应用于工业生产和生活设施中,无论在蒸 汽的输送管道系统,还是利用蒸汽来进行加热、干燥、保温、消毒、蒸煮、浓缩、换热、采暖、空调等工 艺过程中所产生的凝结水,都需要通过蒸汽疏水阀排除干净,而不允许蒸汽泄漏掉。 1.疏水阀的分类。按照启闭件的驱动方式,蒸汽疏水阀可分为三类:由凝结水液位变化驱动的机械型蒸汽 疏水阀;由凝结水温度变化驱动的热静力型蒸汽疏水阀;由凝结水动态特性驱动的热动力型蒸汽疏水阀。 蒸汽疏水阀是蒸汽使用系统的重要附件,其性能的优劣,对于系统的正常运行,设备热效率的提高及能源 的合理利用等方面具有重要作用。 (1)机械型蒸汽疏水阀:这类疏水阀主要有密闭浮子式、敞口向上浮子式、敞口向下浮子式等。这类型式的 蒸汽疏水阀的工作原理运用了古老的阿基米德原理,性能可靠,能排除饱和水;但是体积比较大,较笨重。 又由于颠簸摇摆的环境对其阻汽排水性能有相当的影响,因此,不能适应火车、轮船及有较大震动的装置 上使用。 (2)热静力型蒸汽疏水阀:这类疏水阀主要有蒸汽压力式蒸汽疏水阀、双金属片式或热弹性元件式蒸汽疏水 阀、液体或固体膨胀式蒸汽疏水阀。这类疏水阀几乎与机械型疏水阀同时出现,最初是金属膨胀式蒸汽疏 水阀,利用阀杆材料冷缩热胀的物理性能和凝结水温度的变化而实现阻汽排水作用。但是这种型式的蒸汽 疏水阀不能适应蒸汽压力变化较大和凝结水量稳的场合,后来研制出利用液体膨胀的压力平衡波纹管式蒸 汽疏水阀,以上的问题得到了初步解决。随着材料科学技术的发展,双金属片得到了广泛应用,研制出了 双金属片式蒸汽疏水阀,它是利用双金属片受到温度变化而产生的变形实现阻汽排水作用的。这种疏水阀 体积小、重量轻,能排除大量空气,但是成本高。 当装设两只安全阀时,其中:一个为控制安全阀;另一个为工作安全阀。控制安全阀的开启压力应该略低 于工作安全阀的开启压力,以避免两个安全阀同时开启而使排气量过多。 由于科学技术的进步,一些用于特殊环境、特殊工况条件的安全阀不断出现,诸如大型火力发电站上的安 全阀、石油化工装置上用的安全阀、核电站压水堆一回路装置上的安全阀等。这些装置上的安全阀,保证 了系统的正常运行和安全。有关详细情况,请参阅这方面的专著。 (3)热动力型蒸汽疏水阀:这类疏水阀有盘式蒸汽疏水阀、脉冲式蒸汽疏水阀、迷空式蒸汽疏水阀、孔板式 蒸汽疏水阀。盘式蒸汽疏水阀是利用蒸汽的流速与凝结水流速的差别而实现阻汽排水动作,这种蒸汽疏水 阀体积小、重量轻、结构简单,但排空气性能较差。脉冲式蒸汽疏水阀也具有体积小、重量轻的特点,但 结构复杂,制造精度要求高、价格贵。 (4)疏水阀的选用:由手各种型式的蒸汽疏水阀各有不同的优缺点和不同的适用条件,因此多年以来各种型 式的蒸汽疏水阀长期并存,应用于各种工业管道中。在诸多型式的疏水阀中,必须正确地选择适合某一系 统中的疏水阀,因为这对系统的正常运行影响很大,选择恰当可提高热效率和节省燃料。正确的选型应该 按照下列标准: ①蒸汽疏水阀的公称压力及工作温度应该大于或等于蒸汽管道及用汽设备的最高工作压力及最高工作温 度。 ②蒸汽疏水阀必须区别类型,按其工作性能、条件和凝结水排放量进行选择,不得只以蒸汽疏水阀的公 称通径作为选择依据。 ③在凝结水回收系统中,若利用工作背压回收凝结水时,应该选用背压率较高的蒸汽疏水阀(如机械型蒸 汽疏水阀)。 ④当用汽设备内要求不得积存凝结水时,应该选用能连续排出饱和凝结水的蒸汽疏水阀(如浮球式蒸汽疏水 阀)。 ⑤在凝结水回收系统中,用汽设备既要求排出饱和凝结水,又要求及时排除不凝结性气体时,应该采用 能排饱和水的蒸汽疏水阀与排气装置并联的疏水装置或采用同时具有排水、排气两种功能的蒸汽疏水阀(如 热静力型蒸汽疏水阀)。 ⑧当用汽设备工作压力经常波动时,应该选用不需调整工作压力的蒸汽疏水阀。 ⑦蒸汽疏水阀的实际最高工作背压 p‘MOB 的确定。 机械型蒸汽疏水阀: 热静力型蒸汽疏水阀: 热动力型蒸汽疏水阀: 圆盘式蒸汽疏水阀 p‘MOB=0.5p‘O 脉冲式蒸汽疏水阀 (3) (4) p‘MOB=0.8p‘O p‘MOB=0.3p‘O (2) (1) p‘MOB=0.25p‘O 式中 p‘MOB——蒸汽疏水阀的实际最高工作背压,Pa; p‘O——蒸汽疏水阀的实际工作压力,Pa。 ⑧蒸汽疏水阀的实际工作压力 p‘O 的确定。当凝结水由蒸汽管道系统排出时,蒸汽疏水阀的实际工作压 力等于蒸汽管道的工作压力。 当凝结水由用汽设备排出时,蒸汽疏水阀的实际工作压力按照下式确定: p‘O=(0.9~0.95)p ⑸ 式中 p‘O --蒸汽疏水阀的实际工作压力,Pa; p——用汽设备的蒸汽压力,Pa,其值为测定数据或制造厂提供的数据。 ⑨蒸汽疏水阀的实际工作背压按照下式确定: p‘MOB=gρ?(H3+△Z3)+P3 ⑹ 式中 p‘MOB——蒸汽疏水阀的实际工作背压,Pa; H3——蒸汽疏水阀后管道系统总的水力阻力,Pa; △Z3——蒸汽疏水阀后提升或下降的高度,提升为正值,下降为负值,m; P3――凝结水箱的压力,Pa; g――重力加速度,m/s; ρ—密度,kg/m3。 ⑩用以选择蒸汽疏水阀的凝结水排放量按照下列原则确定。必须准确地掌握用汽设备的 凝结水排放量 Gc 和用汽压力。 用以选择蒸汽疏水阀的凝结水排放量 G,按照下式计算: Gt=η? Gc (7) 式中 Gt——蒸汽疏水阀的凝结水排放量,t/h。 η——安全率,其数值按照蒸汽疏水阀样本选取。 Gc——用汽设备凝结水的排放量,t/h。 选好疏水阀,是一项重要的节能措施。据我国有关部门统计,目前全国蒸汽疏水阀拥有 量约 500 万台。大约有 80%的产品达不到现行国家标准漏汽量小于 3%的要求。每年将损失 1500 万吨标煤。因此,要根据不同的工况条件选择合适的疏水阀。 由于各种因素的影响,疏水阀技术参数的理论计算与实际使用情况是有出入的。实际排 水量大于理论排水量。 在需要立即排除凝结水的场合,如涡轮蒸汽机、蒸汽泵、蒸汽主管道等,不宜采用有过 冷度的疏水阀,如脉冲式疏水阀和热静力波纹管式疏水阀。 凝结水低于额定最大排水量 15%时候,不应该选用脉冲式疏水阀,因为在这种条件下,新鲜蒸汽容易从排 泄孔流失。 在办公室、学校、科研院所等建筑的周围,需要安静的环境,不宜选用噪声大的热动力式疏水阀,而应该 选用热静力型疏水阀和浮球式疏水阀,因为他们动作迟缓、冲击力小、噪声较低。 间歇操作的室内蒸汽加热设备和管道,需要选用排气性能好的疏水阀,如倒吊桶式疏水阀或热静力式疏水 阀。 室外工作的疏水阀,一般不宜选用机械型疏水阀。在必须选用时候,应该有防冻保护措施。 十一、阀门的组合使用 根据应用情况的不同选择使用单个阀门还是一组阀门。 3-3 显示了在输气干线压缩机站和终端站的阀门 表 是如何配置的。为了使阀门配置合理,参照后面的说明。 阀门的用途和类型 阀门# 1 2 3 4 5 6 应用 类型 备注 1,4 5 干线隔离 板状闸阀/球阀 干线支线连接 单向阀 设备隔离 压缩机隔离 设备排放 单向阀 板状闸阀/球阀 球阀/柱塞阀 球阀/柱塞阀 球阀/柱塞阀 2 2,5 3,5 表 3-3 注释: 1. 2. 3. 4. 5. 一个有代表性的压缩机站的阀门配置 对于输气干线上在线检查工具中的阀门尺寸和类型必须合理。 该阀门的操作不是很频繁(每年几次),主要目的是维护或操作。 该阀门的操作频繁(每天一次或每周一次),仅仅用于操作目的。 对于输气干线传输隔断阀或隔离某一部分,使用周期频繁时,考虑使用球阀。 需要具备双重的隔断-泄流特性。 第三节 阀门的安装 阀门的安装是阀门配套于管道和装置的重要一步,其安装质量的好坏,直接影响以后的使用和维修。 一、阀门安装要求 这里系指一般阀门的安装,对特殊阀门的安装应该按照有关说明进行。 但无论哪类阀门,其安装应该确保安全,有利于操作、维修和拆装。 首先,维修工和管道工应该学会识别管线安装图及各类阀门表示符号,按图施工;必要时,对一般阀门 安装位置和走向的改进,有自行处理的能力。 安装阀门时, 阀门的操作机构离操作地面宜在 1.2m 左右。 当阀门的中心和手轮离操作地面超过 1.8m 时, 应该对操作频繁的阀门设置操作平台。阀门较多的管道,阀门尽量集中安装在平台上,便于操作。 对高度超过 1.8m 并且不经常操作的单个阀门,可采用链轮、延伸杆、活动平台以及活动梯等设施。当 阀门安装在操作地面以下时,应该设置伸长杆或地井。为安全起见,地井应该加盖板。 水平管道上的阀门,其阀杆最好垂直向上,不宜将阀杆朝下安装;阀杆朝下不仅操作、维修不便,阀门 还容易腐蚀。落地阀门安装位置倾斜,也会使操作不便。 并排安装在管道上的阀门,应该有操作、维修、拆装的空间位置,其手轮之间的净距不得小于 100mm; 如间距较窄,应该将阀门交错排列。 对开启力矩大、强度较低、脆性和重量较大的阀门,应该设置阀架,以便支承阀门,并减少支管道上的 阀门,尽量将阀门安装在靠近总管道的位置上。 减压阀不应该安装在靠近容易受冲击的地方,应该考虑其所在位置振动较小、环境宽敞、便于维修。 室内设备或管道上的蒸汽安全阀,应该引至室外偏僻处排放蒸汽。油气安全阀,如果需要排放在大气中, 其安装位置应该高于屋顶。对于有毒、易燃易爆的介质,安全阀应该由封闭管线排放收集。 二、阀门安装姿态 阀门的安装与其他机械设备安装一样,有一个安装姿态问题,阀门安装正确姿态应是内部结构型式符合介 质的流向,安装姿态符合阀门结构型式的特定要求和操作要求。另外,正确姿态含有整齐划一,美观大方 之感,它是现代艺术造型中,技术性与艺术性两者有机的结合。 1.阀门安装方向 不少阀门对介质的流向都有具体规定,安装时应该使介质的流向与阀体上箭头的指向一致。阀门上没有注 明箭头时,应该按照阀门的结构原理正确识别,切勿装反,否则,将会影响使用效果,甚至至引起故障, 造成事故。 闸阀一般没有规定介质流向。但用于深冷介质的闸阀,为了防止关闭后阀腔内介质因温升而膨胀,造成危 险,在介质进口侧的闸板上有一个卸压孔。 截止阀.除特殊截止阀外,介质的流向一般从阀瓣下方流经密封面。安装时,应该按照阀体箭头指向识别 方向。如果介质流向从密封面流经阀座下面,截止阀关闭后,填料仍受压,不利于填料更换;开启时操作 费力,开启后介质阻力增大,密封面会受到冲蚀。因此,截止阀的方向不能装反。 止回阀的介质流向是从阀瓣下面冲开阀瓣。旋启式止回阀的阀体上有箭头指示,其介质是从阀瓣密封面流 向出口端的;如果安装反向,容易造成事故。 碟阀一般是有方向性的。安装时介质流向与阀体上所示箭头方向一致,即介质应该从阀的旋转轴(或阀杆) 向密封面方向流过。中心垂直板式蝶阀的安装无方向性。 节流阀的介质流向也有方向性,阀体上有箭头指示。介质流向应是自下而上,装反了会影响节流阀的使用 效果和寿命。 安全阀的介质流向从阀瓣下向上流动;如果反向安装,将会酿成重大事故。 减压阀的介质流向应该与阀体上箭头指向一致}如果反向安装,将根本不起减压作用。 疏水阀的介质流向因结构型式的不同而异,应该按照产品说明书和指示箭头方向安装。热动力式疏水阀, 介质流经过滤网至阀座中心孔,从密封面上流出;脉冲式疏水阀,介质流经控制室至阀瓣排泄孔流出或者 介质从阀座上面向下流出;钟形浮子式疏水阀,介质流经吊桶下面,再经排出孔排出;浮球式疏水阀,介 质从阀上面流入,然后从阀下面的排出孔排出;浮桶式疏水阀,介质从浮桶上面流入,经过浮桶从排出孔 流出;波纹管式疏水阀,介质流经波纹管,使波纹管伸长而打开阀瓣后流出;双金属式疏水阀,介质流经 双金属片后,从排出孔排出。 大多数隔膜阀的介质流向均为双向性的。球阀、旋塞阀的介质流向为双向性的。三通或四通阀门为多方向 性流向。 2.阀门安装姿态 闸阀是双闸板结构的,应该直立安装,即阀杆处于铅垂位置,手轮在上面。对单闸板结构的,可在任意角 度上安装,但不允许倒装。对带有传动装置的闸阀,如齿轮、蜗轮、电动、气动、液动闸阀,按照产品说 明书安装,一般阀杆铅垂安装为好。 截止阀、节流阀可安装在设备或管道的任意位置,带传动装置的阀门应该按照产品说明书规定安装。截止 阀阀杆水平安装会使阀瓣与阀座不同轴线,有位移现象,密封面容易掉线,发生泄漏,因此,截止阀阀杆 应该尽量铅垂安装为好。节流阀需经常操作、调节流量,压安装在较宽敞的位置。 升降式止回阀,只能水平安装在管道上,阀瓣的轴线呈铅垂状。弹簧立式升降式止回阀、旋启式止回阀可 水平安装在管道上,也可安装在介质自下向上流动的竖管上。旋启式摇杆销轴安装时应该保持水平位置。 球阀、蝶阀和隔膜阀可安装在设备和管道上的任意位置,但带有传动装置的,应该直立安装,即传动装置 处于铅垂位置。安装应该注意有利操作和检查。三通球阀宜直立安装。 旋塞阀可在任意位置上安装, 但应该有利观看沟槽、 方便操作。 对三通或四通旋塞阀适用于直立或小于 90。 装在管道上。 安全阀不管是杠杆式或弹簧式,都应该直立安装,阀杆与水平面应该保持良好的垂直度。安全阀的出口应 该避免有背压现象,如出口有排泄管,应该不小于该阀的出口通径。 为了操作、调整、维修的方便,减压阀一般安装在水平管道上。安装的方法和要求应该安产品说明书规定。 波纹管式减压阀用于蒸汽时,波纹管向下安装,用于空气时阀门反向安装。 疏水阀一般安装在水平管道上,热动力式还可安装在其他方向。疏水阀具体安装方法按照使用说明书进行。 疏水阀安装地方通常在饱和蒸汽管的末端或最低点,蒸汽伴热管的末端最低点,蒸汽不经常流动的死端, 但又是最低点;经常处于热备用状态的设备进汽管的最低点;蒸汽系统的减压阀前、调节阀前位置;蒸汽 分水器及蒸汽加热等设备下部及需要经常疏水的地方。 三、阀门防护设施 在安装时,为了保持操作温度,在阀门外部设置保温设施;为了防止金属、砂粒等异物侵入阀内,损坏密 封面,需要设置过滤器和冲洗阀;为了保持压缩空气净化,在阀前需设置油水分离器或者空气过滤器;考 虑到操作时能检查阀门工作状态,需要设置仪表和检查阀;为了阀后的安全,需要设置安全阀或止回阀; 考虑到阀门的连续工作,便于维修,设立了并联系统或旁路系统等。以上这些防护设施,目的就是力图使 阀门正常工作。 1.安全阀的防护设施 一般情况下,安全阀前后不设置隔断阀,只有在个别情况下,安全阀前后才设置隔断阀。如介质中含有固 体杂质,影响安全阀起跳后不能关严时,要在安全阀前面安装一只带铅封的闸阀,闸阀应该在全开位置, 闸阀与安全阀之间装设一只通往大气的 DN20mm 的检查阀。 当安全阀泄放的蜡、酚等介质在常温下为固体状态时,或者减压汽化而使轻质液态烃等介质温度低于 0℃ 时,安全阀需加蒸汽伴热。 用于腐蚀性介质的安全阀,视阀门耐蚀性能,考虑在阀进口处加耐腐蚀的防爆膜。 气体安全阀一般按其通径设置一个旁路阀,作为手动放空用。 2.止回阀的防护设施 为了防止止回阀泄漏或失效后介质倒流,引起产品质量下降,造成事故等不良后果,止回阀前后设置一个 或两个切断阀。如果设置两个切断阀,可便于止回阀拆卸下来维修。 3.疏水阀的防护设施 疏水阀安装通常分为有带旁通管和不带旁通管之分;有凝结水回收和凝结水回收和凝结水不回收之分;排 水量大以及其他特殊要求的疏水阀,可采用并联形式的安装设施。 带旁通管的疏水阀,其主要作用在管道开始运行时,用来排放大量的凝结水。检修疏水阀时候,用旁通管 排放凝结水是不适当的,这样会使蒸汽窜入回水系统,破坏其他热用设备和回水系统压力的平衡。一般情 况下,可不装旁通管。只是对加热温度有严格要求,连续生产的热用设备才装旁通管。 凝结结水回收的疏水阀安装设施,凝结水从较高处流入疏水阀前,设置有切断阀(隔断阀)、过滤器,切断 阀前有冲洗管。疏水阀后有切断阀、止回阀,凝结水回收管,疏水阀与切断阀之间有检查管。 凝结水不回收的疏水阀安装设施,凝结水从疏水阀排出后,直接流入明沟,没有其他设施。 冲洗管的作用是放气和冲洗管道,上有排污阀。检查管其作用是检查疏水阀工作状态的,上有切断阀。过 滤器(又称除污器)设置在疏水阀前面,热动力式疏水阀自身有过滤器的,可不设过滤器,其他疏水阀一般 都设置过滤器。止回阀是防止凝结水倒流到疏水阀内而设置的,它用在凝结水回收系统中。 减压阀安装设施的三种形式:(a)活塞式减压阀立式安装;(b)活塞式减压阀水平安装;(c)薄膜式和波纹管式 减压阀安装。 减压阀前后装有压力表,以便观察阀前后压力变化情况。阀后还装有封闭式安全阀,以防止减压阀失效后, 阀后压力超过正常压力时起跳,保护阀后系统。泄水管装在阀前切断阀前面,主要是排水和冲洗作用,有 的采用疏水阀。旁通管主要作用是当减压阀出现故障后,关闭减压阀前后的切断阀,打开旁通阀,用手工 调节流量,起临时流通作用,以便检修减压阀或更换减压阀。对于阀前管线长,介质带杂物较多的,应该 设置过滤器,过滤器在减压阀前,压缩空气要求净化程度较高的,可不安装泄水管,应该在减压阀前装置 油水分离器,必要时装置空气过滤器。减压阀后的管道应该比阀门公称通径大 0.25~0.5 倍。 四、阀门安装作业 阀门的安装,应该按照阀门使用说明书和有关规定执行。 阀门安装前,应该对试压过的阀门,查对规格型号是否相符。核实无误后,作好阀门内外的清洁,检查阀 门各个部件,没有装填料的,应该按照介质的工作条件选好填料,并装好。开启阀门检查阀门转动是否灵 活,密封面有无碰伤。确认无疑后,可着手安装。 安装阀门的管道和设备,应该进行吹扫和冲洗,清除管道和设备中油污、焊碴和其他杂物,以防擦伤阀门 密封面,堵塞阀门。 超过 DN100mm 的阀门, 应该有起吊工具和设备, 起吊的绳索应该系在阀门的法兰处或支架上, 轻吊轻放。 不允许把绳索系在阀杆和手轮上,以免损坏阀件。 安装法兰连接的阀门时,阀门法兰与管道法兰应该平行,法兰间隙适当,不应该出现错口、翻口或张口等 缺陷。法兰间的垫片应该放置正中,不能偏斜。螺栓应该对称匀紧,不可过紧或过送,螺栓拧好后,用塞 尺检查法兰间各方位的预留间隙,间隙应该合适一致。 安装螺纹阀门时,最好在阀门两端设置活接头,螺纹密封材料,视情况用铅油麻纤维、聚四氟乙烯生胶带 或密封胶,注意不要把密封材料弄到阀门内腔里。对铸铁和非金属阀门,螺纹不要拧得过紧,以免胀破阀 门。 安装焊接连接阀门时,阀门与管道接口要对准,管道应该能够微量移动,避免阀门受到管道的约制,可防 止阀体发生变形。阀门与管道对准后点焊好,然后全开启闭件,按照焊接规范进行施焊,整体焊牢,不能 有气孔、夹渣、咬肉、裂纹等缺陷。焊接完毕后,应该对焊缝进行检查,对一些重要部位的阀门焊接处还 应该进行 x 射线检查,然后对管道和阀门进行吹扫、冲洗。 五、阀门的防腐工作 腐蚀是材料在各种环境的作用下发生的破坏和变质。金属的腐蚀主要是化学腐蚀和电化学腐蚀引起的,非 金属材料的腐蚀一般是直接的化学和物理作用引起的破坏。 腐蚀是引起阀门损坏的重要因素之一,因此,在阀门使用中,防腐保护是首先考虑的问题。 1.阀门腐蚀的形态 金属阀门腐蚀有两种形态,即均匀腐蚀和局部腐蚀。均匀腐蚀的速度可用年平均腐蚀率率来评价。金属材 料,石墨、玻璃、陶瓷和混凝土,按照腐蚀率大小分 4 个等级:腐蚀速度小于 0.05mm/a 的为优良;腐 蚀速度在 0.05~0.5mm/a 的为良好;腐蚀速度在 0.5~1.5mm/a 的尚可使用;腐蚀速度大于 1.5 mm /a 的为不适用,阀门的密封面、阀杆、膜片、小弹簧等阀件一般用一级材料,阀体、阀盖等适用二级或 三级材料,用于高压、剧毒、易燃、易爆、放射性介质的阀门,则选用腐蚀性很小的材料。 ⑴均匀腐蚀:均匀腐蚀是在金属的全部表面上进行。如不锈钢、铝、钛等在氧化环境中产生的一层保护膜, 膜下金属状态腐蚀均匀。还有一种现象,金属表面腐蚀膜剥落,这种腐蚀是最危险的。 ⑵局部腐蚀:局部腐蚀发生在金属的局部位置上,它的形态有孔蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、脱层腐蚀、应 力腐蚀、疲劳腐蚀、选择性腐蚀、磨损腐蚀、空泡腐蚀、摩振腐蚀、氢蚀等。 ①点蚀通常发生在钝化膜或保护膜的金属上,是由于金属表面存在缺陷、溶液中能破坏钝化膜的活性离子, 使钝化膜局部破坏,伸入金属内部,成为蚀孔,它是金属中破坏性和隐患最大的腐蚀形态之一。 ②缝隙腐蚀发生在焊、铆、垫片或沉积物下面等环境,它是孔蚀的一种特殊形态。防止方法是消除缝隙。 ③晶间腐蚀是从表面沿晶界深入金属内部、使晶界呈网状腐蚀。产生晶间腐蚀除晶界沉积杂质外,主要是 热处理和冷加工不当所致。奥氏体不锈钢的焊接缝两侧容易产生贫铬区而遭到腐蚀。奥氏体不锈钢晶间腐 蚀是常见的和最危险的腐蚀形态。防止奥氏体不锈钢阀件产生晶间腐蚀的方法有:进行“固溶淬火’’处理, 即加热至 1100℃左右水淬,选用含有钛和铌,而含碳量在 0.03%以下的奥氏体不锈钢,减少碳化铬的产 生。 ④脱层腐蚀发生在层状结构中,腐蚀先垂直向内发展,后腐蚀表面平行的物质,在腐蚀物的胀力下,使表 层呈层状剥落。 ⑤应力腐蚀发生在腐蚀和拉应力同时作用下产生的破裂。防止应力腐蚀的方法:通过热处理消除或减少焊 接、冷加工中产生的应力;改进不合理的阀门结构,避免应力集中,采用电化学保护、喷刷防蚀涂料、添 加缓蚀剂、施加压应力等措施。 腐蚀疲劳发生在交变应力腐蚀的共同作用的部位,使金属产生破裂。可进行热处理消除或减少应力,表面 喷丸处理以及电镀锌、铬、镍等,但要注意镀层不可有拉应力和氢扩散现象。 ⑥选择性腐蚀发生在不同成分和杂质的材料中,在一定环境中,有一部分元素被腐蚀浸出,剩下未腐蚀的 元素呈海绵状。常见有黄铜脱锌、铜合金脱铝、铸铁石墨化等。 ⑦磨损腐蚀是流体对金属磨损和腐蚀交替作用所产生的一种腐蚀形态,是阀门常见的一种腐蚀,这种腐蚀 以发生在密封面为多。防止方法:选用耐腐蚀、耐磨损的材料,改进结构设计,采用阴级保护等。 ⑧空泡腐蚀又称空蚀和气蚀,是磨损腐蚀的一种特殊形态。它是流体中产生的气泡,在破灭时产生的冲击 波,压力可高达 400 个大气压,使金属保护膜破坏,甚至撕裂金属粒子,然后再腐蚀成膜,这种过程不断 反复,使金属腐蚀。防止空泡腐蚀的方法,可选用耐空泡腐蚀材料,光洁度高的加工面,弹性保护层和阴 极保护等。 ⑨摩振腐蚀是互相接触的两部件同时承受载荷,接触面由于振动和滑动引起的破坏。摩振腐蚀发生在螺栓 连接处,阀杆与关闭件连接处、滚珠轴承与轴之间等部位上。可以采用润滑油脂,减少磨擦,表面磷化、 选用硬质合金,以及用喷丸处理或冷加工提高表面硬度方法防护。 ⑩氢腐蚀是化学反应中产生的氢原子扩散到金属内部引起的破坏,其形态有氢鼓泡、氢脆和氢蚀。 低强钢和含有非金属的钢易发生氢鼓泡。石油中含有硫化物、氢化物时容易产生氢鼓泡。采用无空穴的镇 静钢代替有空穴的沸腾钢,取用橡胶和塑料保护,加缓蚀剂等可防止氢鼓泡。 高强钢中晶格高度变形,氢原子进入后,使晶格应该变更大,引起金属脆化。应该选用含镍和钼的合金钢, 避免选用氢脆性大的高强钢,在焊接、电镀、酸洗中避免或减少氢脆现。高温、高压下氢进入金属内,与 一种组分或元素产生化学反应而破坏,称为氢蚀。奥氏体不锈钢完全耐高温氢蚀。 ⑶非金属腐蚀 非金属腐蚀与金属腐蚀大不一样,绝大多数非金属材料是非电导体,一般不会产生电化学腐蚀,而是纯粹 的化学或物理作用的腐蚀,这是与金属腐蚀的主要区别。非金属腐不一定失重而往往是增重,对金属腐蚀 来说失重是主要的;非金属腐蚀,许多是物理作用引起的,而金属腐蚀物理作用极少见;非金属内部腐蚀 为常见现象,而金属腐蚀则以外表面腐蚀为主。 非金属材料与介质接触后,溶液或气体会逐渐扩散到材料的内部,使非金属发生一系列腐蚀变化,根据非 金属材料的种类和品种的不同,其腐蚀的形态各有不同。腐蚀的形态有溶解、溶胀、起泡、软化,会有分 解、变色、变质、老化、硬化、断裂等现象出现。但是,从全面观点来看,非金属耐腐蚀性能大大地优于 金属材料,而非金属材料的强度、耐温性能却低于金属材料。 2.金属阀门的防腐 电化学腐蚀以各种形态腐蚀金属,它不仅作用于两种金属之间,而且由于溶液的浓度差、氧气的浓度差、 金属内部组织微小的差别,也会产生电位差,使腐蚀加剧。有的金属本身是不耐蚀的,但它腐蚀后能产生 非常好的保护膜,即钝化膜,可以阻止介质的腐蚀。由此可见,要达到金属阀门防腐的目的,一是要消除 电化学腐蚀;二是当电化学腐蚀消除不了,要能使金属表面产生钝化膜;三是选用没有电化学腐蚀的非金 属材料代替金属材料。下面介绍几种防腐方法。 ⑴根据介质选用耐蚀材料 在“阀门的选用”一节中,我们介绍了阀门常用材料所适用的介质、只不过是一般的介绍,在生产实际中, 介质的腐蚀是非常复杂的,即使在同一介质中使用的阀门材料一样,介质的浓度、温度、压力不同,介质 对材料腐蚀也不一样。介质温度每升高 10℃,腐蚀速度答大约增加 1~3 倍。介质浓度对阀门材料腐蚀影 响很大,如铅处在浓度小的硫酸中,腐蚀很小,当浓度超过 96%时,腐蚀急剧上升。而碳钢相反,在硫酸 浓度为 50%左右时腐蚀最严重,当浓度度增加到 60%以上时,腐蚀反而急剧下降。又如铝在浓度 80%以 上的浓硝酸中耐蚀性能强,但在中、低浓度的硝酸中腐蚀反而严重。不锈钢虽说对稀硝酸耐蚀性很强,但 在 95%以上的浓硝酸中腐蚀反而加重。 从以上几例可以看出,正确选用阀门材质应该根据具体情况,分析各种影响腐蚀因素,按照有关防腐手册 选用材料。 ⑵采用非金属材料 非金属材料耐腐蚀性优良,只要阀门使用温度和压力符合非金属材料的要求,不但能解决耐蚀问题,而且 可节省贵重金属。阀门的阀体、阀盖、衬里、密封面等常用非金属材料制作,至于垫片、填料主要是非金 属材料制作的。用聚四氟乙烯、氯化聚醚等塑料,以及用天然橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等橡胶作阀门的 衬里,而阀体、阀盖主体是一般铸铁、碳钢制成,既保证了阀门强度,又保证了阀门不受腐蚀。夹管阀也 是根据橡胶的优良耐腐蚀性能和优异变异性能而设计出来的。现在越来越多的用尼龙、聚四氟乙烯等塑料, 用天然橡胶和合成橡胶作各种各样的密封面,密封圈,用于各类阀门上,这些用作密封面的非金属材料, 不但耐腐蚀性能好,而且密封性能好,特别适于带颗粒介质中使用。当然,它们的强度和耐热性能都较低, 应用的范围受到限制。柔性石墨的出现,使非金属材料进入了高温领域,解决了长期难以解决的填料和垫 片泄漏问题,而且是很好的高温润滑剂。 ⑶喷刷涂料 涂料应用最广泛的一种防腐手段,在阀门产品上更是一种不可缺少的防腐材料和识别标志。涂料也属于非 金属材料,它通常由合成树脂、橡胶浆液、植物油、溶剂等配制成,覆盖在金属表面,隔绝介质和大气, 达到防腐目的。涂料主要用于水、盐水、海水、大气等腐蚀不太强环境中。阀门内腔常用防腐漆涂刷,防 止水、空气等介质对阀门腐蚀。油漆内掺不同颜色,来表示阀门使用的材料。阀门喷刷涂料,一般在半年 至一年一次。 3.添加缓蚀剂 在腐蚀介质和腐蚀物中加入少量其他特殊物质,能够大大地减缓金属腐蚀的速度,这种特殊物质称为缓蚀 剂。缓蚀剂控制腐蚀的机理,是它促进了电池的极化。缓蚀剂主要用于介质和填料处。介质中添加缓蚀剂, 可使设备和阀门的腐蚀减缓,如铬镍不锈钢在不含氧的硫酸中,很大的浓度范围内成活化态,腐蚀较严重, 但加入少量硫酸铜或硝酸等氧化剂,可使不锈钢转变钝态,表面生成一层保护膜,阻止介质的浸蚀。在盐 酸中,如果加入少量氧化剂,可以降低对钛的腐蚀。阀门试压常用水作试压的介质,容易引起阀门的腐蚀, 在水中添加少量亚硝酸钠可以防止水对阀门的腐蚀。石棉填料中含有氯化物,对阀杆腐蚀很大,如果采用 蒸馏水洗涤方法可降低氯化物的含量,但这种方法在实施中困难很多,不可以普遍推广,只适于特殊的需 要。为了保护阀杆,防止石棉填料的腐蚀,在石棉填料中,在阀杆上涂充缓蚀剂和牺牲金属。缓蚀剂由亚 硝酸钠、铬酸钠等与溶剂组成,亚硝酸钠、铬酸钠能使阀杆表面生成一层钝化膜,提高阀杆的耐蚀能力; 溶剂能使缓蚀剂慢慢地溶解,而且能起润滑作用;在石棉中添加锌粉作牺牲金属,实质上,锌也是一种缓 蚀剂,它能首先与石棉中的氯化物结合,使氯化物与阀杆金属接触机会大为减少,从而达到防腐目的。涂 料中如果加入了红丹、铅酸钙等缓蚀剂,喷刷在阀门表面能防止大气的腐蚀。 电化学保护: 电化学保护有阳极保护和阴极保护两种。所谓阳极保护,就是以保护金属为阳极导入外加直电流,使阳极 电位向正的方向增加,当增加到一定值时,金属阳极表面生成一层致密的保护膜,即为钝化膜,这时金属 阴极的腐蚀急剧减少。阳极保护适于容易钝化的金属。所谓阴极保护,就是将被保护金属作阴极,外加直 流电,使其电位向负的方向降低,为其达到一定电位值时,腐蚀电流迅速减少,金属得到保护。此外,阴 极保护可用电极电位比被保护金属更负的金属来保护被保护金属。如用锌保护铁,锌被腐蚀,锌叫做牺牲 金属。在生产实践中,阳极保护采用较少,阴极保护应用较多。大型的阀门和重要阀门采用这种阴极保护 法,是一种经济简便又行之有效的方法。石棉填料中添加锌、保护阀杆也属于阴极保护法。 4.金属表面处理 金属表面处理工艺有表面镀层、表面渗透、表面氧化钝化等。其目的提高金属耐蚀能力,改善金属的机械 性能。表面处理在阀门上应用广泛。 阀门连接螺栓常用镀锌、镀铬、氧化(发蓝)处理提高耐大气、耐介质腐蚀的能力。其他紧固件除采用上述 方法处理外,还根据情况采用磷化钝化等表面处理。 密封面以及口径不大的关闭件,常采用渗氮、渗硼等表面处理工艺,提高它的耐蚀性能,耐磨性能和耐擦 伤性能。38CrMoAIA 制作的阀瓣,渗氮层≥0.4mm 不同的表面处理应该适用于不同的阀杆材质和工作环境,在大气、水蒸气介质中与石棉填料接触的阀杆, 可以采用镀硬铬、气体氮化(不锈钢不宜采用离子氮化工艺);在硫化氢大气环境中的阀杆应该采用电镀 高磷镍镀层,该镀层有较好的防护性能; 38CrMoAIA 采用离子和气体氮化也可以耐蚀,但不宜采用硬铬 镀层法;2Cr13 经过调质后能耐氨气腐蚀,而所有磷镍镀层不耐氨腐蚀;经过气体氮化的 38CrMoAIA 制作 的阀瓣,渗氮层≥0.4mm。 阀杆防腐问题是被人们所重视的问题,积累了丰富的生产经验,常采用渗氮、渗硼、渗铬、镀镍等表面处 理工艺,提高它的耐蚀性,耐磨性和耐擦伤性能。不同的表面处理应该适用于不同的阀杆材质和工作环境, 在大气、水蒸气介质中与石棉填料接触的阀杆,可以采用镀硬铬、气体氮化(不锈钢不宜采用离子氮化工 艺);在硫化氢大气环境中的阀杆应该采用电镀高磷镍镀层,该镀层有较好的防护性能; 38CrMoAIA 采 用离子和气体氮化也可以耐蚀,但不宜采用硬铬镀层法;2Cr13 经过调质后能耐氨气腐蚀,而所有磷镍镀 层不耐氨腐蚀;经过气体氮化的 38CrMoAIA 材料具有优良的耐蚀性能和综合性能,用它制作阀杆为多。 小口径的阀体和手轮也常镀铬处理,提高其耐蚀性能,装饰阀门。 5.热喷涂 热喷涂是制备涂层的一类工艺方法,已成为材料表面防护与强化的新技术之一,是国家重点推广项目。它 是利用高能源密度热源(气体燃烧火焰、电弧、等离子弧、电热、气体燃爆等)将金属或非金属材料加热熔 融后,以雾化形式喷射到经预处理的基体表面,形成喷涂层,或同时对基体表面加热,使涂层在基体表面 再次熔融,形成喷焊层的表面强化工艺方法。大多数金属及其合金、金属氧化物陶瓷、金属陶瓷复合物以 及硬的金属化合物都可以用一种或几种热喷涂方法,在金属或非金属基体上形成涂层。 热喷涂能提高其表面耐腐蚀、耐磨损、耐高温等性能,延长使用寿命。热喷涂特殊功能涂层,具备隔热、 绝缘(或异电)、可磨密封、自润滑、热辐射、电磁屏蔽等特殊的性能;利用热喷涂还可修复零部件。 6.控制腐蚀环境 所谓环境;有广义和狭义两种,广义的环境系指阀门安装处四周的环境和它内部流通介质;狭义的环境系 指阀门安装处四周的条件。大多数环境无法控制,生产流程也不可任意变动。只有在不会对产品、工艺等 造成有损害的情况下,可以采用控制环境的方法,如锅炉水去氧、炼油工艺中加碱调节 pH 值等。从这个 观点出发,上述添加缓蚀剂、电化学保护等也属于控制腐蚀环境。 大气中充满了灰尘、水蒸气、烟雾,特别在生产环境中,从烟囱、设备散发出的有毒气体和微粉,都会对 阀门产生不同程度的腐蚀。操作人员应该按照操作规程中的规定,定期清洗、吹扫阀门,定期加油,这是 控制环境腐蚀有效措施。阀杆安装保护罩、地阀设置地井、阀门表面喷刷油漆等,这都是防止含有腐蚀的 物质侵蚀阀门的办法。环境温度升高和空中污染,特别对封闭的环境下的设备和阀门,会加速其腐蚀,应 该尽量采用敞开式厂房或采用通风、降温措施,减缓环境腐蚀。 7.改进加工工艺和阀门结构形式 阀门的防腐保护是从设计就开始考虑的问题,一个结构设计合理、工艺方法正确的阀门产品,无疑地对减 缓阀门的腐蚀是有好的效果的。因此,设计和制造部门应该对那些结构设计不合理,工艺方法不正确,容 易引起腐蚀的部件,应该进行改进,使之适合各种不同工况条件下的要求。阀门连接处的缝隙是氧浓差电 池腐蚀的好环境。因此,阀杆与关闭件连接处,尽量不采用螺纹连接形式;阀门焊接应用双面对焊并连续 焊接好,点焊和搭焊容易产生腐蚀;阀门螺纹连接处,采用聚四氟乙烯生胶带和垫。不但能有良好的密封, 而且能防腐蚀。死角不易流动的介质,容易腐蚀阀门,除在使用阀门时不倒装和注意排放沉积介质外,在 制造阀门零件的时候,应该尽量避免凹陷结构,阀门尽量设置排泄孔。不同金属接触会构成电隅,促进阳 极金属腐蚀,选用材料时,应该避免金属电位差距大而又不能产生钝化膜的金属接触。在制作和加工过程, 特别是焊接和热处理中会产生应力腐蚀,应该注意改善加工方法,焊接后要尽量采用退火处理等相应防护 措施。提高阀杆加工表面粗糙度以及其他阀件表面粗糙度,表面粗糙度级别越高,抗蚀能力越强。改进填 料和垫片的加工工艺和结构,使用柔性石墨和塑料填料,以及柔性石墨贴粘垫片和用聚四氟乙烯包垫片, 都能改善密封性能,减少对阀杆和法兰密封面的腐蚀。 第四节 阀门的保温 阀门的保温是节省能源,提高设备的热效率,确保产品质量,使设备正常运转,不可少的一项保护措施。 它包括阀门的保温、保冷、加热保护等形式。 所谓保温就是使用隔热材料包住阀门,不让热能散发出来,保持阀门正常温度。 所谓保冷就是用隔热材料包住阀门,、不让环境温度使阀门温度升高,让阀门的低温保持在一定范围内。 所谓加热保护,就是用蒸汽或电热把阀门的温度加到和保持在一定的范围,使阀门能正常运转,加热保护 有蒸汽伴管、夹套、电热带等形式,阀门采用电热带较少,一般采用蒸汽伴热较多。 一、保温的范围 1.在生产操作过程中,介质温度要保持稳定者,应该给予保温或保冷。 2.为减少热量或冷冻量的损失者,需保温或保冷。 3.为防止介质温度降到凝固点或结晶点以下而冻凝或结晶者,应予保温,并根据凝固点或结晶点,确定是 否用蒸汽伴热。 4.气体介质因凝固产生液体而腐蚀阀门者,应予保温。 5.含水液化气因压力下降而产生自冷结冰现象,应予保温及伴热。 6.介质受外界温度影响而升高蒸发。

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