调节阀基础知识

1、ONE TEAM, ONE VISION Masoneilan 调节阀培训资料调节阀培训资料DFT Beijing Office 1 阀门（Valves)的定义：用于接通或截止管路中 介质的装置。 闸阀（gate valve）： 截止阀（stop valve）： 蝶阀（Butterfly valve）： 球阀（ball valve）： 止回阀（check valve)阀门的基本类型和用途阀门的基本类型和用途2调节阀（control valve）：工业过程控制系统中调节流体流量的控制装置 调节阀又可称控制阀。它可通过对流体流量的控制来调节流体的压力，温度，流量，液位等工艺参数。调节阀由阀体和执行

2、机构组成。 根据驱动方式的不同，调节阀又可分为: 自力式调节阀; 气（液）动调节阀; 电动调节阀 阀门的基本类型和用途阀门的基本类型和用途3 自力式调节阀 依靠被调介质(液体;空气;蒸汽;天然气) 本身为动力,实现介质温度, 压力,流量,自动调节的阀门.阀门的基本类型和用途阀门的基本类型和用途4阀门的基本类型和用途阀门的基本类型和用途气(液)动调节阀 带有以压缩空气（液体）为动力,由控制器的信号调节流体通路的面积,以改变流体流量的执行器的阀门。5电动调节阀带有以电力为动力,由控制器的信号调节流体通路的面积,以改变流体流量的执行器的阀门阀门的基本类型和用途阀门的基本类型和用途6气动调节阀附件气动

3、调节阀附件 定位器 气-气定位器； 电-气定位器； 智能定位器 空气过滤器 闭锁阀7气动调节阀附件气动调节阀附件 电磁阀 （ 快速）释放阀8气动调节阀附件气动调节阀附件9阀门组件阀门组件序号序号名称术语名称术语相当的英语相当的英语说明说明1阀体Body 与管道直接连接，并控制介质流通的调节阀主要零件。 2阀盖Bonnet 与阀体相连并与阀体构成压力控制的主要零件3阀芯 阀塞Plug Disc 用于调节或截断介质流通的(启闭件）零件104阀座Seat ring 安装在阀体上，与启闭件组成密封副的零件5阀笼Cage 起支撑和阀芯导向作用的零件6阀杆Stem 将启闭力传递到阀芯上的主要部件7填料Pa

4、cking 阻止介质由阀杆处泄漏的零件阀门组件阀门组件阀门组件阀门组件1112 密封件密封件 防止外漏的密封件：填料与垫片填料与垫片 填料填料 ( (Packing)Packing) 两种主要填料：PTFEPTFE填料填料，石墨填料石墨填料阀门密封件材料和使用温度阀门密封件材料和使用温度13阀门密封件材料和使用温度阀门密封件材料和使用温度 PTFE PTFE 填料的特点填料的特点 -摩擦力小无需润滑 -适于多种介质 -填料环由弹簧加载，自动调整 -工作温度40232 -要求阀杆必须具有较高光洁度 -不适于核辐射场合（填料易损坏） 14 石墨石墨 填料的特点填料的特点 - 工作温度较高427 ,

5、更高可达649 - 适于多种介质以及核辐射场合 - 使用寿命较长 - 工作温度较高时需润滑 - 摩擦力较大，易产生滞后（死区）阀门密封件材料和使用温度阀门密封件材料和使用温度15常用垫片常用垫片( (Gasket)Gasket) 标准垫片由金属平垫片金属平垫片， 金属缠绕垫金属缠绕垫，石墨垫石墨垫组成. 阀门密封件材料和使用温度阀门密封件材料和使用温度16调节阀常用标准调节阀常用标准 调节阀常用标准相关的组织调节阀常用标准相关的组织 American National Standard Institute (ANSI) American Society of Mechanical Engine

6、ers (ASME) American Society for Testing and Materials (ASTM) Instrument Society of America (ISA)17美国国家标准组织(ANSI) 美国机械工程师学会(ASME)美国测试与材料学会(ASTM) 美国石油组织(API)国际测量与控制学会(ISA) 国际标准化组织(ISO)国际电工委员会(IEC) 国际腐蚀工程师协会(NACE)流体控制组织(FCI) 制造商标准化学会(MSS)调节阀常用标准调节阀常用标准18 调节阀新国标 气动调节阀国标GB4213-84 气动调节阀通用技术条件于1984年3月21日发布

7、，于1985年1月1日实施。本标准又于1992年进行了修改，修改后的标准代号为GB/T4213-92，于1993年10月实施。2008年7月28日又发布修订后的气动调节阀标准，并于2009年2月1日实施。该标准主要依据IEC国际标准，并结合我国具体情况而制定调节阀常用标准调节阀常用标准19阀门耐压能力表述法有两种阀门耐压能力表述法有两种 - 压力等级压力等级 （CL） - 公称压力公称压力 （PN） 根据国际标准化组织（ISO）发布的标 准，压力等级与公称压力之间的关系为 CL 150 ：PN 20 CL 900 ： PN 150 CL 300 ：PN 50 CL 1500 ：PN 260 C

8、L 600 ：PN 110 CL 2500 ：PN 420调节阀常用标准调节阀常用标准20 标准等级（标准等级（Standard Class)通常使用的压力等级，CL150，300，600，900，1500，2500，4500法兰接口的阀门只有标准等级CL4500只能采用焊接连接 特殊等级特殊等级(Special Class)相同温度下，同种材料能够承受比标准等级更高的压力通过NDE(无损伤检测)检验表面检验：磁性颗粒检验，液体渗透检验立体检验：射线检验，超声波检验特殊等级的阀门只能是焊接连接调节阀常用标准调节阀常用标准21 中间等级中间等级(Middle Class)标准等级或者特殊等级的线

9、性插入，如：CL2890 限制等级限制等级(Limited Class)仅使用于阀门尺寸不大于2.5英寸的螺纹连接阀门或者焊接连接阀门限制等级不需要NDE(无损伤检测)检验相同压力等级下，同种材料能够承受比标准等级更高的温度通常应用于高温高压的疏水阀调节阀常用标准调节阀常用标准22调节阀常用标准调节阀常用标准23调节阀常用标准调节阀常用标准24调节阀常用标准调节阀常用标准25调节阀常用标准调节阀常用标准26调节阀常用标准调节阀常用标准27设计标准：温度，压力，材料。制造标准：厚度（强度），连接尺寸。试验标准：泄漏试验（泄漏等级 II-VI,压力1.1倍）， 强度（水压力1.5倍）试验。调节阀常

10、用标准调节阀常用标准28阀门材料与使用范围阀门材料与使用范围阀体常用材料阀体常用材料 W WCC/WCB CC/WCB 优质碳素钢（低碳钢），价格低，可焊性好，低温易脆，高温时 强度降低（工作温度 -20 F800 F）（-29至427） W WC9C9 低合金铬钼钢，适于 800 F 过热蒸气及冲刷严重的工况，抗 腐蚀性能优于碳钢，可焊性优于C5，热膨胀性能，导热性能优于 CF8M，工作温度 20 F-105O F29阀门材料与使用范围阀门材料与使用范围阀内件常用材料阀内件常用材料 4 416 SST16 SST 抗水及蒸汽介质的腐蚀性较好，常用于电厂蒸气给水系统 常用来制造阀芯阀座。因应力

11、较高，不可堆焊及表面硬化处理， 工作温度高于427则硬度降低。 1 17-4 PH 7-4 PH 抗腐蚀性好，强度高，常被施以3种硬化处理(H900,1075, 1150) 常用来制造阀笼，阀座，阀塞，阀杆，温度较高时易脆，高于 800 F(427)禁止使用。30阀内件常用材料阀内件常用材料 4 440 SST40 SST 硬度最高的调节阀不锈钢材料（HRC60),抗腐蚀性好，使用温度 不高于427，如电厂锅炉给水阀。主要用来制造抗汽蚀阀笼 A ALLOY 6LLOY 6 即使在高温下仍保持抗腐蚀及抗磨损的优越性能，高达566高 温蒸气条件下保持优良性能。主要用于堆焊阀芯阀座。切削性 能，铸造

12、性能差，成本高，故不用于阀笼制造。阀门材料与使用范围阀门材料与使用范围31管道尺寸及连接标准管道尺寸及连接标准法兰（法兰（ANSI B16.5ANSI B16.5）式联接有三种常用型式）式联接有三种常用型式： a.平面（平面（FFFF）法兰法兰 b.凸面凸面( (RF)RF)法兰法兰 c.环式（环式（RTJRTJ）法兰法兰32 焊接（焊接（ANSI B36.10)ANSI B36.10)式连接式连接 承插焊（SWE)： 对焊（BWE)管道尺寸及连接标准管道尺寸及连接标准33 Schedule numder (壁厚系列号）： 20；30；40；60；80；100；120；140；160； Des

13、ignation (标识号）： STD; XS; XXS;管道尺寸及连接标准管道尺寸及连接标准34管道尺寸及连接标准管道尺寸及连接标准35阀门规格型号标识阀门规格型号标识36调节阀特性术语调节阀特性术语 流量系数（Cv） - 是指温度为 40-60 的水在 1 PSI（磅/平方 英寸）的压降下，阀门某开度下每分钟流过阀门的（美)加仑数。 流量系数是表征阀门流通能力的参数流量系数是表征阀门流通能力的参数。 流量系数与阀门流道几何形状，阀门尺寸，阀门开度等参数有关。 调节阀尺寸基本计算公式：Q = CvQ = CvP / GP / G 用不同符号表示不同介质流量系数。 Cv液体 Cg 气体 Cs蒸

14、汽 37采用国际单位制,流量系数用Kv表示 流量系数Kv 是指温度为 5-40 的水在100 kPa的压降 下，阀门某开度下每小时流过阀门的立方米数。 Cv 与 Kv 换算关系式： Cv = 1.167 Kv调节阀特性术语调节阀特性术语38 流量特性流量特性 - 是指调节阀的行程在0100的范围内与 对应的流经调节阀的流量之间的关系。 压差恒定时阀门的流量特性称作固有流量特性固有流量特性。 在压差等参数变化条件下阀门的流量特性称作实际流量实际流量 特性特性。调节阀特性术语调节阀特性术语39调节阀的流量特性有三种线性流量特性线性流量特性（linear)linear)等百分比流量特等百分比流量特(

15、 (EQ%)EQ%)快开流量特性快开流量特性( (quick-opening)quick-opening)调节阀特性术语调节阀特性术语40调节阀特性术语调节阀特性术语41（阀座）泄漏量（阀座）泄漏量 - 在一定压差、温度的条件下阀门全关时介质流过阀门的流量。 泄漏量是衡量阀门内漏内漏的指标。 泄漏泄漏等级等级( (Leakage)Leakage) ANS ANS IIIIVIVI调节阀特性术语调节阀特性术语42调节阀特性术语调节阀特性术语43 可调比可调比调节阀最大可控流量与最小可控流量的比值。 R = Qmax/Qmin R=30 R=50 流通能力流通能力特定条件下流经阀门的流量。调节阀特

16、性术语调节阀特性术语44 回回 差差 同一输入信号上测得的正反行程的最大差值 死死 区（区（调节调节阀）阀） 作用在执行器膜片上仍不能使其动作 的压力区间，即调节阀行程上某点正反程信号之差。调节阀特性术语调节阀特性术语45 阻塞流阻塞流(Choked Flow) - 不可压缩或可压缩流体在流过调节阀时，所能达到的极限或最大流量状态。 无论是何种液体，在固定的入口（上游）条件下，压差增大而流量不进一步做增大，就表明是阻塞流。 额定行程额定行程(Rated Travel) - 为改变流体的流量，阀内组件从关闭位置算起到全开位置的线位移或角位移调节阀特性术语调节阀特性术语46气蚀气蚀（Cavitat

17、ion)Cavitation)与闪蒸与闪蒸( (Flashing)Flashing): 据伯奴利方程，管道内流体的流速提高,压力就会下降。管道节流处流体速度大幅度提高。压力急剧下降。 如果液体流经管道节流处的压力高于或低于汽化压力汽化压力（PV）将产生汽蚀或闪蒸现象。气蚀与闪蒸是由于管道节流引起的。阀门就相当于管道的节流元件。调节阀特性术语调节阀特性术语47 如果液体流过管道节流处，压力恢复后P2仍低于汽化压力（Pv）（此时流体内仍有气泡）。这种现象称为闪蒸。 如果液体流过管道节流处，压力恢复后P2高于汽化压力（Pv）（此时流体内气泡破裂）。这种现象称为气蚀。PvcFluid Vaporiza

18、tion That Occurs When PvcPv.调节阀特性术语调节阀特性术语48 闪蒸闪蒸最严重的破坏发生在流速最高处。即阀塞阀座处。冲蚀是闪蒸破坏的直观表现 气蚀气蚀发生时，气泡破裂释放的能量使阀塞阀座甚至附近管道损坏，并伴发噪声 气蚀与闪蒸是致使阀门损坏的重要原因！ 人为因素也会使阀门因气蚀/闪蒸遭受不应有的损坏！调节阀特性术语调节阀特性术语49噪噪 声声 - 噪声源于流体紊流中的剪切应力。 - 噪声是阀门使用中不可忽视的破坏因素。 - Masoneilan调节阀利用特殊的阀内件控制噪声。调节阀特性术语调节阀特性术语50 流体的噪声产生于流体中的应力或剪力。 与管道相比，调节阀的强

19、度刚性较高，流体流经调节阀的噪声及产生的振动并不发生在调节阀所在位置，而是被传递到下游管道.（这种传递是通过流体在系统内的流动进行的）管道壁的振动将声压波辐射至环境中形成噪声。 Masoneilan调节阀采用各种结构来有效降低气阀门噪声(可降低2040 dBA)调节阀特性术语调节阀特性术语51有关阀内件的比较有关阀内件的比较52平衡式阀内件特点：平衡式阀内件特点： 调节性能好；调节性能好； 流通能力大；流通能力大； 执行机构力小；执行机构力小； 适应于常温工况；适应于常温工况； 流关；流关； 有关阀内件的比较有关阀内件的比较53非平衡式阀内件特点：非平衡式阀内件特点： 密封性能好；密封性能好；

20、 阀门结构简单，造价低；阀门结构简单，造价低； 执行机构力大；执行机构力大； 适应较高温度适应较高温度 流开流开有关阀内件的比较有关阀内件的比较54有关阀内件的比较有关阀内件的比较55有关阀内件的比较有关阀内件的比较56控制气路图控制气路图57控制气路图控制气路图58诊断表诊断表 无 有 59 调节调节阀常见故障分析阀常见故障分析(1)(1)故障现象故障原因处理方法填料处泄漏填料压力不足（螺栓扭矩不足）紧固螺母填料损坏或有杂质更换阀杆损坏更换填料函损伤修补阀盖处泄漏阀盖螺栓扭矩不均重新紧固 垫片损坏 更换阀体阀盖密封面损坏修补更换阀门内漏执行器调整不当重新调整执行机构选型失误重新计算，换件60

21、 调节调节阀常见故障分析阀常见故障分析( (2)2)故障现象故障原因处理方法阀门内漏阀门装配状况不良重新调整定位器调试不当重新调试电气转换器故障检修更换阀塞阀座损坏修理更换转动式阀芯装配不正重新装配介质流向不符合要求改变安装方向阀笼变形检查阀盖螺栓扭矩,更换阀塞环失效更换填料过紧重新调整61 调节调节阀常见故障分析阀常见故障分析( (3)3)故障现象故障原因处理方法阀塞阀杆卡滞或运动不平滑阀盖螺栓扭矩过大或不均匀重新紧固阀内有异物清除阀笼锈蚀划伤修复或更换执行机构与阀门联接欠佳重新装配执行机构轴套导向套损坏更换执行机构柱塞密封环损坏更换执行机构柱塞/顶盘紧固件松动紧固定位器/控制器发生故障修复仪表风清洁度差强化清洁度62 调节调节阀常见故障分析阀常见故障分析( (4)4)故障现象故障原因处理方法阀塞阀杆卡滞或运动不平滑填料有杂质清理杂质，更换填料填料摩擦力大调整阀塞密封环损坏更换阀门不动作电气转换器故障修复无输入信号检查气源，信号线出现机械障碍物排除定位器等控制仪表发生故障修复63调节阀备件调节阀备件 并非所有的零件都是易损的，并非所有的易损件都同样并非所有