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阀门设计流程
设计依据:基本参数:阀门的用途;介质的工作压力和工作温度;使用
介质及其特性(特别是腐蚀性,易燃易爆性);公称尺寸DN;结构长度
及采用标准;与管路连接方式,尺寸及标准;阀门驱动方式;需不需要
抗硫;火灾型式试验证书;抗静电结构;注脂要求,加工阀杆要求。
根据以上基本要求,可确定阀门种类,公称尺寸DN或压力等级CL。主要
连接尺寸和驱动方式等,同时选定阀门的结构,主要零件的材料。
为了进一步做好设计,还应了解:介质粘度,阀门流通能力要求;流量
特性;阀门开启和关闭时间;动力源情况(电动的电压,气动的气压等);
阀门安装位置及其环境条件;外形尺寸的限制;重量的限制;对震动的
要求。
(一)
基本参数的确定
1.公称压力PN
GB/T1048-2005规定公称压力有两个等级,即DIN系列和ANSI系列。
也可按美标公称压力系列设计阀门。
在GB/T12224-2005《钢制阀门一般要求》中给出了标准压力级和特殊
压力级各22种常用材料的压力-温度额定值,可作为设计材料的选用。
在JB/T3595-2002《电站阀门一般要求》中给出了不同公称压力PN的14
种材料的压力-温度额定值,同时给出了CL150-CL4500WC1,WC4,WC6,WC9
的压力-温度额定值,可供电站阀门设计时材料选用。
在美国机械工程师学会标准ASMEB/16.34-2004《法兰,螺纹和焊接连接
的阀门》中给出了CL150-CL2500标准压力级和特殊压力级321种材料的压
力-温度额定值,可供设计时选用。
知道介质工作压力,介质的工作温度和承压壳体材料,便可根据根据上
述标准确定公称压力PN。
2.公称尺寸DN
国标GB/T1047-2005中,规定了阀门的公称尺寸。
美国工程机械师学会标准ASMEB16.34-2004的附录中给出了公称管径
NPS的尺寸。
3.工作温度
阀门零件的工作温度与许多因素有关。如阀门结构,公称尺寸大小,阀
门周围环境等,因此很难得出一致的精确数字。可选用相关资料的数值
作为参考。
4.阀门的结构长度
不同国家的阀门结构长度有不用的规定,在这里不一一介绍,可查看实
用阀门设计手册。
5.法兰连接或其他连接
不同国家,不同标准法兰连接规定不同,选取时可查阅实用阀门设计手
册。
(二)
阀门材料的选取
选取原则
(1)满足使用性要求:根据阀门工作条件,即介质的温度,压力,介质
的性质(腐蚀性,有无颗粒,是否会被金属离子污染)及阀门零件在阀
门中起的作用,受力情况等进行选材。
(2)良好的工艺性:铸造,锻造性,机加工,热处理,焊接等
(3)良好的经济性:价值=性能/成本
在保证使用性能的前提下,力求良好的工艺性和经济性。
一定范围内通用阀门的主要零件材料已经标准化
JB/T5300-2008《工业用阀门材料选用导则》
GB/T12224-2005《钢制阀门一般要求》
JB/T3595-2002《电站阀门一般要求》
JB/T7248-2008《阀门用低温钢铸件技术条件》
S.H3064-2003《石油化工钢制通用阀门选用、检验和验收》
中对某些阀门的零件应选什么材料作了规定。
1.阀体、阀盖和闸板(阀瓣、碟板、球体)等直接承压件的材料
(1)灰铸铁。适用于PN小于等于1.6MPa,介质工作温度大于等于-10摄
氏度,小于等于200摄氏度的低压阀门。主要用于水、蒸汽、煤气及油品
等介质。常用的牌号有HT200、HT250、HT300、HT350
GB/T12226-2005《通用阀门灰铸铁技术条件》
ASTMA48/A48M-2003(2008)
ASTMA159/A159M-1993
中规定了灰铸铁的力学性能及化学成分。
(2)可锻铸铁。适用于PN小于等于2.5MPa,介质工作温度在-29摄氏度
和300摄氏度之间。公称尺寸小于等于100mm的阀门。主要用于蒸汽、空
气、油品的介质。常用的牌号有KTH300-06、KTH330-08、KTH350-10。
GB/T9440-1998
ASTMA47/A47M-1999(2004)
ASTMA220/A220M-1999(2004)
中规定了可锻铸铁的力学性能及化学成分。
(3)球墨铸铁。适用于公称压力PN小于等于4.0MPa,介质工作温度在-29
摄氏度和350摄氏度之间。主要用于水、蒸油、空气及油品等介质。常用
的牌号有QT4
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