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截止阀技术要点

  • 发布时间:2015-11-01 浏览:555


      截止阀(stop valve,globe valve)的启闭件是塞形的阀瓣,密封面呈平面或锥面,阀瓣沿阀座的中心线作直线运动。阀杆的运动形式,(通用名称:暗杆),也有升降旋转杆式,(通用 名称:明杆)截止阀是指关闭件(阀瓣)沿阀座中心线移动的阀门。 根据阀瓣的这种移动形式,阀座通口的变化是与阀瓣行程成正比例关系。由于该类阀门的阀杆开启或关闭行程相对较短,而且具有非常可靠的切断功能,又由于阀座 通口的变化与阀瓣的行程成正比例关系,非常适合于对流量的调节。因此,这种类型的截流截止阀阀门非常适合作为切断或调节以及节流用。


简介


      截止阀又截止阀(12张)称截门阀,属于强制密封式阀门,所以在阀门关闭时,必须向阀瓣施加压力,以强制密封面不泄漏。当介质由阀瓣下方进入阀门时,操作力 所需要克服的阻力,是阀杆和填料的摩擦力与由介质的压力所产生的推力,关阀门的力比开阀门的力大,所以阀杆的直径要大,否则会铸铁丝扣截止阀铸铁丝扣截止阀发 生阀杆顶弯的故障。按连接方式分为三种:法兰连接、丝扣连接、焊接连接。从自密封的阀门出现后,截止阀的介质流向就改由阀瓣上方进入阀腔,这时在介质压力 作用下,关阀门的力小,而开阀门的力大,阀杆的直径可以相应地减少。同时,在介质作用下,这种形式的阀门也较严密。我国阀门“三化给”曾规定,截止阀的流 向,一律采用自上而下。本阀要水平安装。


      截止阀开启时,阀瓣的开启高度,为公称直径的25%~30%时.流量已达到最大,表示阀门已达全开位置。所以截止阀的全开位置,应由阀瓣的行程来决定。


工作原理


截止阀,也叫截门,是使用最广泛的一种阀门之一,它之所以广受欢迎,是由于开闭过程中密封面之间摩擦力小,比较耐用,开启高度不大,制造容易,维修方便,不仅适用于中低压,而且适用于高压。
截止阀的闭合原理是,依靠阀杠压力,使阀瓣密封面与阀座密封面紧密贴合,阻止介质流通。
截止阀只许介质单向流动,安装时有方向性。截止阀的结构 长度大于闸阀,同时流体阻力大,长期运行时,密封可靠性 不强。

分类


根据通道方向


1)直通式截止阀
2)直流式截止阀:在直流式或y形截止阀中,阀体的流道与主流道成一斜线,这样流动状态的破坏程度比常规截止阀要小,因而通过阀门的压力损失也相应的小了。
3)角式截止阀:在角式截止阀中,流体只需改变一次方向,以致于通过此阀门的压力降比常规结构的截止阀小。美标波纹管截止阀 zdaj41w型不锈钢阀体
4) 柱塞式截止阀:这种形式的截止阀是常规截止阀的变型。在该阀门中,阀瓣和阀座通常是基于柱塞原理设计的。阀瓣磨光成柱塞与阀杆相连接,密封是由套在柱塞上 的两个弹性密封圈实现的。两个弹性密封圈用一个套环隔开,并通过由阀盖螺母施加在阀盖上的载荷把柱塞周围的密封圈压牢。弹性密封圈能够更换,可以采用各种 各样的材料制成,该阀门主要用于“开”或者“关”,但是备有特制形式的柱塞或特殊的套环,也可以用于调节流量。


阀杆上螺纹的位置


1)上螺纹阀杆截止阀:截止阀阀杆的螺纹在阀体的外面。其优点是阀杆不受介质侵蚀,便于润滑,此种结构采用比较普遍。
2)下螺纹阀杆截止阀:截止阀阀杆的螺纹在阀体内。这种结构阀杆螺纹与介质直接接触,易受侵蚀,并无法润滑。此种结构用于小口径和温度不高的地方。
国内生产截止阀的厂家比较多,连接尺寸也大多不统一。主要分以下几个大类:
1) 以jb/t2203-1999《截止阀结构长度》为主的通用类。目前国内大多数截止阀生产厂家均按本标准设计生产。但本标准也不尽完美,规格不全,单闸板 截止阀最大公称通径为dn1200,双闸板截止阀最大公称通径 dn1500。根据厂家所生产的截止阀规格及掌握的资料来看,目前角式截止阀公称通径最小为dn15,z型直通式截止阀公称通径达到dn2000。经考 证,各厂家连接尺寸也不尽统一,。为了有一个统一的标准,用户在选用及安装时同一规格能够互换,建议中国通用机械研究所对jb/t2203-1999《截 止阀结构长度》进行修订。建议设计院及用户按标准选用,截止阀生产厂家按标准设计制造。


根据用途


      衬氟截止阀适用在-50~150℃的各种浓度的王水、硫酸、盐酸、氢氟酸和各种有机酸、强酸、强氧化剂,还适用于各种浓度的强碱有机溶剂以及其它腐蚀性气体,液体介质的管路上使用.


      国标截止阀是截止阀系列中最常用的产品,api美标截止阀美标截止阀执行ansi和api标准,阀瓣和阀座的密封面采用不同硬度的司太立(stellite)钴基硬质合金堆焊而成,密封可靠、硬度高、耐磨、耐高温、耐腐蚀、抗擦伤性能好、寿命长。


      针型阀是一种小口径仪表阀门,在仪表测量管道系统中起启闭和精确的流量控制作用,主要有电站仪表系列、油田专用系列、美标系列等。


      低温截止阀通常指工作温度低于 -110℃ 的阀门,广泛应用于液化天然气,液化石油气体和其它低温行业。从08年可制造适用温度达 -196℃ 的截止阀,全部零件采用液氮进行低温预处理,完全避免使用过程中密封变形泄露。


      柱塞阀又名柱塞截止阀,其密封面采用径向密封结构,由套在磨光柱塞上的两个弹性密封圈通过阀体与阀盖的连接螺栓施加在阀盖上的载荷把柱塞周围的弹性密封圈压紧实现密封的截止阀门。


      保温夹套截止阀采用保温夹套设计,利用外部热源在阀门的外部循环加热,可以有效防止介质通过阀门时温度损失,保证介质的温度。


      锻钢截止阀按照api 602标准设计制造,提供三种阀盖设计形式:螺栓式阀盖,焊接式阀盖,压力自紧密封阀盖,用户可根据需要选用不同的形式,提供rf法兰、npt螺纹、sw焊接式三种连接方式。


      氧气专用截止阀采用材质优良的硅黄铜或不锈钢铸造而成,具有机械强度高,耐磨损、安全性好等优点。使用在氧气管路上,具有最佳的防爆阻燃性能,消除了氧气管 路上的不安全因素,广泛应用于钢铁、冶金、石化、化工等用氧工程的管网中。除了具有普通阀门的功能外,又有其自身的特点。在制造时采用严格的禁油措施,并 且所有零件在安装前均进行严格的脱脂处理。


      波纹管截止阀采用成形不锈钢波纹管设计,波纹管往复试验10000次无故障,密封性能可靠,适用于易燃易爆,有毒有害介质的工矿,可以有效地防止阀门外漏现象。


产品对比


波纹管截止阀与普通截止阀比较


1、 双重的密封设计(波纹管+填料)若波纹管失效,阀杆填料也会避免泄漏,并符合国际密封标准。
2、没有流体损失,降低能源损失,提高工厂设备安全。
3、使用寿命长,减少维修次数,降低经营成本。
4、坚固耐用的波纹管密封设计,保证阀杆的零泄漏,提供无需维护的条件。
5、气体介质阀座采用ptfe软密封材料提高本阀的密封性。
6、耐高温≤425℃阀座采用锥面硬密封。达到气密性能零泄漏。
随着人工成本的不断上涨减轻劳动力是越来越多的企业所希望的,有这样的波纹管截止阀可以让工人开关更轻松产品使用的寿命更长密封性能更好的产品,有理由相信它的前景会越来越广阔。

电动型截止阀的特点


1.流体阻力小,其阻力系数与同长度的管段相等。
2.结构简单、体积小、重量轻。电动截止阀
3.紧密可靠,闸阀的密封面材料广泛使用塑料、密封性好,在真空系统中也已广泛使用。
4.操作方便,开闭迅速,从全开到全关只要旋转90°,便于远距离的控制。
5.维修方便,闸阀结构简单,密封圈一般都是活动的,拆卸更换都比较方便。
6.在全开或全闭时,球体和阀座的密封面与介质隔离,介质通过时,不会引起阀门密封面的侵蚀。
7.适用范围广,通径从小到几毫米,大到几米,从高真空至高压力都可应用。


电动截止阀分类


按其通道位置可分为直通式,直角式。


工作原理


      电动截止阀的工作原理是靠旋转阀恋来使阀门畅通或闭塞。闸阀开关轻便,体积小,可以做成很大口径,密封可靠,结构简单,维修方便,密封面与球面常在闭合状态,不易被介质冲蚀,在各行业得到广泛的应用。


a、开启过程


1在关闭位置,阀体受阀杆的机械施压作用,紧压在阀座上。
2当逆时针转动手轮时,阀杆则反向运动,其底部角形平面使球体脱开阀座。
3阀杆继续提升,并与阀杆螺旋槽内的导销相互作用,使球体开始无摩擦地旋转。
4直至到全开位置,阀杆提升到极限位置,球体旋转到全开位置。


b、关闭过程


1关闭时,顺时针旋转手轮,阀杆开始下降并使球体离开阀座开始旋转。
2继续旋转手轮,阀杆受到嵌于其上螺旋槽内的导销的作用,使阀杆和闸板同时旋转90°。
3快要关闭时闸体已在与阀座无接触的情况下旋转了90°。
4手轮转动的最后几圈,阀杆底部的角形平面机械地楔向压迫球体,使其紧密地压在阀座上,达到完全密封。


电动截止阀结构特点:


1、启闭无摩擦。这一功能完全解决了传统阀门因密封面之间相互摩擦而影响密封的问题。
2、上装式结构。对装在管道上的阀门可直接在线检查与维修,能有效减少装置停车,降低成本。
3、单阀座设计。消除了阀门中腔介质因异常升压而影响使用安全的问题。
4、低扭矩设计。特殊结构设计的阀杆,只需配一个小手把阀门就能轻松启闭。
5、楔形密封结构。阀门是靠阀杆提供的机械力,将球楔压到阀座上而密封,使阀门的密封性不受管线压差变化的影响,在各种工况下密封性能都有可靠保证。
6、密封面的自清洁结构。当球体倾离阀座时,管线中的流体沿球体密封面成360°均匀通过,不仅消除了高速流体对阀座局部的冲刷,也冲走了密封面上的聚积物,达到自清洁的目的。
7、阀门口径dn50以下的阀体、阀盖是模锻件、dn65以上的阀体、阀盖是铸钢件。
8、阀体与阀盖的连接形式各有不同、夹箍销轴式连接、法兰垫片连接和自密封螺纹连接。
9、阀座、阀瓣密封面均采用等离子喷焊或堆焊钴铬钨硬质合金,密封面硬度高、耐磨、抗擦伤、使用寿命长。
10、阀杆材料为渗氮钢、渗氮后的阀杆表面硬度高、耐磨、抗擦伤、同时防腐蚀、使用寿命长。


电动截止阀安装注意


1、安装阀门时注意介质的流向,严格按阀门流向箭头指示的方向安装。
2、阀门可安装的管道的任何位置、同时根据介质和介质的温度选择碳钢或合金钢的阀门。
3、电动截止阀尽量垂直安装,阀杆向上。


优缺点


特点


(1)截止阀结构比闸阀简单,制造与维修都较方便。
(2)密封面不易磨损及擦伤,密封性好,启闭时阀瓣与阀体密封面之间无相对滑动,因而磨损与擦伤均不严重,密封性能好,使用寿命长。
(3)启闭时,阀瓣行程小,因而截止阀高度比闸阀小,但结构长度比闸阀长。
(4)启闭力矩大、启闭较费力,启闭时间校长。
(5)流体阻力大,因阀体内介质通道较曲折,流体阻力大,动力消耗大。
(6)介质流动方向公称压力pn≤16mpa时,一般采用顺流,介质从阀瓣下方向上流;公称压力pn≥20mpa时,一般采用逆流,介质从阀瓣上方向下流.以增加密封件能。使用时,截止阀介质只能单方向流动,不能改变流动方向。
(7)全开时阀瓣经常受冲蚀。


截止阀的阀杆轴线与阀座密封面垂直。阀杆开启或关闭行程相对较短,并具有非常可靠的切断动作,使得这种阀门适合作为介质的切断或调节及节流使用。


缺点


1、流体阻波纹管截止阀
波纹管截止阀
力大,开启和关闭时所需力较大。
2、不适用于带颗粒、粘度较大、易结焦的介质。
3、调节性能较差。
4、波纹管密封截止阀采用波纹管密封的设计,完全消除了普通阀门阀杆填料密封老化快易泄露的缺点,不但提高了使用能源效率,增加生产设备安全性,减少了维修费用及频繁的维修保养,还提供了清洁安全的工作环境。


优点


1、双重的密封设计(波纹管+填料)若波纹管失效,阀杆填料也会避免;
2、外泄漏,并符合国际密封标准;
3、没有流体损失,降低能源损失,提高工厂设备安全;
4、使用寿命长,减少维修次数,降低经营成本;
5、坚固耐用的波纹管密封设计,保证阀杆的零泄漏,提供无需维护的条件。


安装方法


截止阀的安装与维护应注意以下事项:


1、手轮、手柄操作的截止阀可安装在管道的任何位置上。
2、手轮、手柄及微动机构,不允许作起吊用。
3、介质的流向应与阀体所示箭头方向一致。


主要标准


1、gb/t 12233-2006《通用阀门铁质截止阀与升降式止回阀》
2、gb/t 12235-2007《通用阀门 法兰连接钢制截止阀与升降止回阀》
3、jb/t53174-94《截止阀 产品质量分等》
4、jb/t53165-92《高压平衡截止阀》
5、gb/t 587-2008《船用法兰青铜截止阀》
6、gb/t 590-2008《船用法兰铸铁截止阀》
7、gb/t 8464-2008《铁制和铜制螺纹连接阀门》
8、gb8465.2-87《内螺纹连接闸阀、截止阀、球阀、止回阀 基本尺寸 铁制截止阀》


相关知识


      截止阀是指关闭件(阀瓣)沿阀座中心线移动的阀门。根据阀瓣的这种移动形式,阀座通口的变化是与阀瓣行程成正比例关系。由于该类阀门的阀杆开启或关闭行程相 对较短,而且具有非常可靠的切断功能,又由于阀座通口的变化与阀瓣的行程成正比例关系,非常适合于对流量的调节。因此,这种类型的阀门非常适合作为切断或 调节以及节流使用。


选用原则


1、高温、高压介质的管路或装置上宜选用截止阀。如火电厂、核电站,石油化工系统的高温、高压管路上。
2、管路上对流阻要求不严的管路上。即对压力损失考虑不大的地方。
3、小型阀门可选用针阀、仪表阀、取样阀、压力计阀等。
4、有流量调节或压力调节,但对调节精度要求不高,而且管路直径又比较小,如公称通经≤50mm 的管路上,宜选用。
5、合成工业生产中的小化肥和大化肥宜选用公称压力pn160 公称压力16mpa 或pn320 公称压力32mpa 的高压角式截止阀或高压角式节流阀。
6、氧化铝拜耳法生产中的脱硅车间、易结焦的管路上,易选用阀体分开式、阀座可去处的、硬质合金密封副的直流式截止阀或直流式节流阀。
7、城市建设中的供水、供热工程上,公称通经较小的管路,可选用截止、平衡阀或柱塞阀,如公称通经小于150mm的管路上。
在开启和关闭过程中,由于阀瓣于阀体密封面间的摩擦力比闸阀小,因而耐磨。 开启高度一般仅为阀座通道直径的1/4,因此比闸阀小的多。 通常在阀体和阀瓣上只有一个密封面,因而制造工艺性比较好,便于维修。


      公称压力或压力级:pn1.0-16.0mpa、ansi class 150-900、jis10-20k公称通径或口径:dn10~500、nps 1/2 ~36" 连接方式:法兰、对焊、螺纹等适用温度:-196℃~700℃ 驱动方式:、气动、电动、液动、气液联动、阀体材料:wcb、zg1cr18ni9ti、zg1cr18ni12mo2ti、cf8(304)、 cf3(304l)、cf8m(316)、cf3m(316l)、ti。选用不同的材质,可分别适用于水、蒸汽、油品、硝酸、醋酸、氧化性介质、尿素等多 种介质。


操作


      对于截止阀,不但要会安装和维护,而且还要会操作。


      启闭截止阀,用力应该平稳,不可冲击。某些冲击启闭的高压截止阀各部件已经考虑了这种冲击力与一般截止阀不能等同。


      当截止阀全开后,应将手轮倒转少许,使螺纹之间严紧,以免松动损伤。


      管路初用时,内部脏物较多,可将截止阀微启,利用介质的高速流动,将其冲走,然后轻轻关闭(不能快闭、猛闭,以防残留杂质夹伤密封面),再次开启,如此重复多次,冲净脏物,再投入正常工作。
      常开截止阀,密封面上可能粘有脏物,关闭时也要用上述方法将其冲刷干净,然后正式关严。


      如手轮、手柄损坏或丢失,应立即配齐,不可用活络板手代替,以免损坏阀杆四方,启闭不灵,以致在生产中发生事故。


      某些介质,在截止阀关闭后冷却,使阀件收缩,操作人员就应于适当时间再关闭一次,让密封面不留细缝,否则,介质从细缝高速流过,很容易冲蚀密封面。


      操作时,如发现操作过于费劲,应分析原因。若填料太紧,可适当放松,如阀杆歪斜,应通知人员修理。有的截止阀,在关闭状态时,关闭件受热膨胀,造成开启困难;如必须在此时开启,可将阀盖螺纹拧松半圈至一圈,消除阀杆应力,然后板动手轮。


力矩分析


      在截止阀由全开位置开始关闭的阶段,随着阀瓣的下降,流体在阀瓣前后造成压差,以阻止阀瓣下降,而且这个阻力随阀瓣下降而迅速增加。当截止阀全关时,阀瓣前 后压差等于介质工作压力,这时阻力最大。再加以强制的密封力,使截止阀关闭瞬间的操作力增加很快。在阀门开启过程中,由于介质压力或阀瓣前后压差造成的推 力都是帮助开启阀门的。应该指出的是,在开阀瞬间的力矩有可能超过关阀时的力矩,因为此时要克服较大的静摩擦力。


      截止阀开启时,阀瓣的开启高度达到截止阀公称直径的25%~30%时,流量即已达到最大,即表明截止阀已达到全开位置,所以截止阀的全开位置应由阀瓣行程来 确定。截止阀关闭时的情况和关严后再次开启的情况与强制密封式的闸阀相似,因此,截止阀的关闭位置应该按操作力矩增加到规定值来确定。


工作原理和选用原则


      截止阀只许介质单向流动,安装时有方向性。截止阀的结构长度大于闸阀,同时流体阻力大,长期运行时,密封可靠性不强。


      截止阀分为三类:直通式截止阀、直角式截止阀及直流式斜截止阀。


      最明显的优点是:在开启和关闭过程中,由于阀瓣于阀体密封面间的摩擦力比闸阀小,因而耐磨。开启高度一般仅为阀座通道直径的1/4,因此比闸阀小的多。通常在阀体和阀瓣上只有一个密封面,因而制造工艺性比较好,便于维修。

 
      截止阀公称压力或压力级:pn1.0-16.0mpa、ansiclass150-900、jis10-20k,公称通径或口径:dn10~500、 nps1/2~36",截止阀连接方式:法兰、对焊、螺纹等,适用温度:-196℃~700℃,截止阀驱动方式:手动、伞齿轮传动、气动、电动、液动、气 液联动、电液联动,阀体材料:wcb、zg1cr18ni9ti、zg1cr18ni12mo2ti、cf8(304)、cf3(304l)、 cf8m(316)、cf3m(316l)、ti。截止阀选用不同的材质。


截止阀的选用原则是:


1.高温、高压介质的管路或装置上宜选用截止阀。如火电厂、核电站,石油化工系统的高温、高压管路上。
2.管路上对流阻要求不严的管路上。即对压力损失考虑不大的地方。
3.小型阀门可选用针阀、仪表阀、取样阀、压力计阀等。
4.有流量调节或压力调节,但对调节精度要求不高,而且管路直径又比较小,如公称通经≤50mm的管路上,宜选用。
5.合成工业生产中的小化肥和大化肥宜选用公称压力pn160公称压力16mpa或pn320公称压力32mpa的高压角式截止阀或高压角式截止阀。
6.氧化铝拜耳法生产中的脱硅车间、易结焦的管路上,易选用阀体分开式、阀座可去处的、硬质合金密封副的直流式截止阀或直流式截止阀。
7.城市建设中的供水、供热工程上,公称通经较小的管路,可选用截止阀、平衡阀或柱塞阀,如公称通经小于150mm的管路上。


截止阀的维护


      运行中的截止阀,各种阀件应齐全、完好。法兰和支架上的螺栓不可缺少,螺纹应完好无损,不允许有松动现象。手轮上的紧固螺母,如发现松动应及时拧紧,以免磨 损连接处或丢失手轮和铭牌。截止阀的手轮如有丢失,不允许用活扳手代替,应及时配齐。填料压盖不允许歪斜或无预紧间隙[1]。对容易受到雨雪、灰尘、风沙 等污物沾染的环境中的截止阀,阀杆要安装保护罩。截止阀上的标尺应保持完整、准确、清晰。截止阀的铅封、盖帽、气动附件等应齐全完好。


      不允许在运行中的截止阀上敲打、站人或支承重物;特别是非金属阀门和铸铁阀门,更要禁止阀门注脂时的维护保养工作在焊接前投产前以及投产后的阀门专业养护工 作,为阀门服务于生产运营中起着至关重要的作用,正确和有序有效的维护保养会保护阀门,使阀门正常发挥功能并且延长阀门使用寿命。阀门养护工作看似简单, 其实不然。工作中常有被忽视的方面。


      第一、截止阀注脂时, 常常忽视注脂量的问题。注脂加油后,操作人员选择阀门和注脂联结方式后,进行注脂作业。存在着二种情况:一方面注脂量少注脂不足,密封面因缺少润滑剂而加 快磨损。另一方面注脂过量,造成浪费。在于没有根据阀门类型类别,对不同的截止阀密封容量进行精确的计算。可以以截止阀尺寸和类别算出密封容量,再合理的 注入适量的润滑脂。


      第二、截止阀注脂时,常忽略压力问题。 在注脂操作时,注脂压力有规律地呈峰谷变化。压力过低,密封漏或失效,压力过高,注脂口堵塞、密封内脂类硬化或密封圈与阀球、阀板抱死。通常注脂压力过低 时,注入的润滑脂多流入阀腔底部,一般发生在小型闸阀。而注脂压力过高,一方面检查注脂嘴,如是脂孔阻塞判明情况进行更换;另一方面是脂类硬化,要使用清 洗液,反复软化失效的密封脂,并注入新的润滑脂置换。此外,密封型号和密封材质,也影响注脂压力,不同的密封形式有不同的注脂压力,一般情况硬密封注脂压 力要高于软密封。球阀维护保养时一般都处于开位状态,特殊情况下选择关闭保养。其他阀门也不能一概以开位论处。闸阀在养护时则必须处于关闭状态,确保润滑 脂沿密封圈充满密封槽沟,如果开位,密封脂则直接掉入流道或阀腔,造成浪费。
安装后,截止阀应定期进行检查,主要检查项目:


(1)截止阀密封面磨损情况。
(2)阀杆和阀杆螺母的梯形螺纹磨损情况。
(3)填料是否过时失效,如有损坏应及时更换。
(4)截止阀检修装配后,应进行密封性能试验。

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