阀门的种类及原理.ppt

1 阀门的种类及原理 培训资料2012年11月22日 中电投伊南60亿Nm3 a煤制天然气项目一期20亿Nm3 a工程 2 主要内容 1阀门概述及分类2典型阀门介绍3常见故障及维修 3 1阀门概述及分类 阀门是流体输送系统中的控制部件 具有截断 调节 导流 防止逆流 稳压 分流或溢流泄压等功能 4 阀门的种类很多 且有多种分类方法 一 按用途和作用分类1 截断阀类 主要用于截断或接通介质流 包括闸阀 截止阀 隔膜阀 旋塞阀 球阀 蝶阀等 2 调节阀类 主要用于调节介质的流量 压力等 包括调节阀 节流阀 减压阀等 3 止回阀类 用于阻止介质倒流 包括各种结构的止回阀 4 分流阀类 用于分配 分离或混合介质 包括各种结构的分配阀和疏水阀等 5 安全阀类 用于超压安全保护 包括各种类型的安全阀 5 二 按主要参数分类1 按压力分类 1 真空阀工作压力低于标准大气压的阀门 2 低压阀公称压力PN450 的阀门 2 中温阀120 t 450 的阀门 3 常温阀 40 t 120 的阀门 4 低温阀 100 t 40 的阀门 5 超低温阀t 100 的阀门 6 3 按阀体材料分类 1 非金属材料阀门如陶瓷阀门 玻璃钢阀门 塑料阀门 2 金属材料阀门如铜合金阀门 铝合金阀门 铅合金阀门 钛合金阀门铁阀门 碳钢阀门 低合金钢阀门 高合金钢阀门 3 金属阀体衬里阀门如衬铅阀门 衬塑料阀门 衬搪瓷阀门 7 三 通用分类法这种分类方法既按原理 作用又按结构划分 是目前国内 国际最常用的分类方法 一般分为 闸阀 截止阀 旋塞阀 球阀 蝶阀 隔膜阀 止回阀 节流阀 安全阀 减压阀 疏水阀 调节阀 8 2典型阀门 2 1闸阀闸阀是作为截止介质使用 在全开时整个流通直通 此时介质运行的压力损失最小 闸阀通常适用于不需要经常启闭 而且保持闸板全开或全闭的工况 不适用于作为调节或节流使用 对于高速流动的介质 闸板在局部开启状况下可以引起闸门的振动 而振动又可能损伤闸板和阀座的密封面 而节流会使闸板遭受介质的冲蚀 明杆楔式单闸板闸阀 9 从结构形式上 主要的区别是所采用的密封元件的形式 根据密封元件的形式 常常把闸阀分成几种不同的类型 如 楔式闸阀 平行式闸阀 平行双闸板闸阀 楔式双闸板闸等 最常用的形式是楔式闸阀和平行式闸阀 10 11 12 13 14 2 2截止阀截止阀是用于截断介质流动的 截止阀的阀杆轴线与阀座密封面垂直 通过带动阀芯的上下升降进行开断 截止阀一旦处于开启状态 它的阀座和阀瓣密封面之间就不再有接触 并具有非常可靠的切断动作 因而它的密封面机械磨损较小 由于大部分截止阀的阀座和阀瓣比较容易修理或更换密封元件时无需把整个阀门从管线上拆下来 这对于阀门和管线焊接成一体的场合是很适用的 15 介质通过此类阀门时的流动方向发生了变化 因此截止阀的流动阻力较高 引入截止阀的流体从阀芯下部引入称为正装 从阀芯上部引入称为反装 正装时阀门开启省力 关闭费力 反装时 阀门关闭严密 开启费力 截止阀一般正装 16 17 18 19 20 2 3止回阀止回阀的作用是只允许介质向一个方向流动 而且阻止方向流动 通常这种阀门是自动工作的 在一个方向流动的流体压力作用下 阀瓣打开 流体反方向流动时 由流体压力和阀瓣的自重合阀瓣作用于阀座 从而切断流动 包括旋启式止回阀和升降式止回阀 21 22 23 2 4蝶阀蝶阀的蝶板安装于管道的直径方向 在蝶阀阀体圆柱形通道内 圆盘形蝶板绕着轴线旋转 旋转角度为0 90 之间 旋转到90 时 阀门则是全开状态 蝶阀结构简单 体积小 重量轻 只由少数几个零件组成 而且只需旋转90 即可快速启闭 操作简单 蝶阀处于完全开启位置时 蝶板厚度是介质流经阀体时唯一的阻力 因此通过该阀门所产生的阻力很小 故具有较好的流量控制特性 可以作调节用 24 25 26 27 蝶阀有弹性密封和金属的密封两种密封型式 弹性密封阀门 密封圈可以镶嵌在阀体上或附在蝶板周边 采用金属密封的阀门一般比弹性密封的阀门寿命长 但很难做到完全密封 金属密封能适应较高的工作温度 弹性密封则具有受温度限制的缺点 28 单偏心蝶阀 双偏心蝶阀 三偏心蝶阀 29 30 2 5旋塞阀旋塞阀是指关闭件 塞子 绕阀体中心线旋转来达到开启和关闭的一种阀门 旋塞阀在管路中主要用作切断 分配和改变介质流动方向的 旋塞阀是历史上最早被人们采用的阀件 由于结构简单 开闭迅速 塞子旋转四分之一圈就能完成开闭动作 操作方便 流体阻力小 至今仍被广泛使用 目前主要用于低压 小口径和介质温度不高的情况下 旋塞阀的塞子和塞体是一个配合很好的圆锥体 其锥度一般为1 6和1 7 一 紧定式旋塞阀紧定式旋塞阀通常用于低压直通管道 密封性能完全取决于塞子和塞体之间的吻合度好坏 其密封面的压紧是依靠拧紧下部的螺母来实现的 一般用于PN 0 6Mpa 31 32 2 6球阀球阀是由旋塞阀演变而来 它具有相同的旋转90度的动作 不同的是旋塞体是球体 有圆形通孔或通道通过其轴线 当球旋转90度时 在进 出口处应全部呈现球面 从而截断流动 33 球阀只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密 完全平等的阀体内腔为介质提供了阻力很小 直通的流道 球阀最适宜直接做开闭使用 但也能作节流和控制流量之用 球阀的主要特点是本身结构紧凑 易于操作和维修 适用于水 溶剂 酸和天然气等一般工作介质 而且还适用于工作条件恶劣的介质 如氧气 过氧化氢 甲烷 乙烯 树脂等 球阀阀体可以是整体的 也可以是组合式的 34 35 36 2 7隔膜阀隔膜阀是用一个弹性的膜片连接在压缩件上 压缩件由阀杆操作上下移动 当压缩件上升 膜片就高举 形成通路 当压缩件下降 膜片就压在阀体上 阀门关闭 此阀适用于开断 节流 隔膜阀特别适用于运送有腐蚀性 有粘性的流体 而且此阀的操作机构不暴露在运送流体中 故不会被污染 也不需要填料 阀杆填料部分也不会泄漏 37 堰式隔膜阀 直通式隔膜阀 38 2 8安全阀安全阀的作用原理是基于力平衡 一旦阀瓣所受压力大于弹簧设定压力时 阀瓣就会被此压力推开 其压力容器内的气 液 体会被排出 以降低该压力容器内的压力 39 40 41 42 43 2 9调节阀调节阀主要工作原理 是靠改变阀门阀瓣与阀座间的流通面积 达到调节压力 流量等参数的目的 本节主要介绍调节阀的阀体和阀芯的主要结构 调节阀的流量特性以及有关阀芯气蚀噪音问题的解决方法 44 2 8 1阀体结构 直通单座阀 GLOBE 阀体内只有一个阀座和密封面 结构简单 密封效果好 是使用较多的一种阀体类型 45 直通双座阀 GLOBE 阀体内有两个阀座和密封面 流通能力大 不平衡力小 但泄漏量大 切断效果差 是使用较多的一种阀体类型 46 套筒阀 CAGE 阀体内部阀芯由套筒导向套筒上开有窗口用于决定流量与流量特性阀芯上可开有平衡孔 减小不平衡力套筒阀可调比大 振动小 不平衡力小 互换性好 可适用于大部分单双座阀的应用场合不适用于有颗粒及较脏污介质是使用最为广泛的一种阀体类型 47 48 球阀 蝶阀 隔膜阀等都可以作为调节阀 阀门视频 49 2 8 3气蚀 噪音问题及解决 50 气蚀 液体介质流经阀座时压力下降至汽化压力以下 阀门出口压力P2若低于汽化压力则出现闪蒸 高于汽化压力则出现气蚀现象 51 噪音 闪蒸产生气蚀产生高流速介质产生 52 抗气蚀 噪音的措施 采用多级阀芯 分级降压 使每级压力高于汽化压力降低阀上压差 控制介质流速串联节流孔板采用抗气蚀的材料延长使用寿命采用消音器 53 54 阀门的型号编制方法 一 阀门的型号阀门的型号是用来表示阀类 驱动及连接形式 密封圈材料和公称压力等要素的 由于阀门种类繁杂 为了制造和使用方便 国家对阀门产品型号的编制方法做了统一规定 阀门产品的型号是由七个单元组成 用来表明阀门类别 驱动种类 连接和结构形式 密封面或衬里材料 公称压力及阀体材料 阀门型号的组成由七个单元顺序组成 见下表 55 56 1阀门的类型代号 57 2传动方式代号用数字表示 58 3连接形式代号用数字表示 59 5阀座密封面或衬里材料代号用拼音字母表示 60 7阀体材料代号用拼音表示 61 4阀门常见故障及维修 阀门启闭有卡阻 不灵活或者不能正常启闭 甚至无法继续启闭 主要是由于阀杆与其它零件卡阻 主要是阀杆与填料之间的卡阻 一般有 填料压盖偏斜后碰阀杆 处理方法 正确安装 填料安装不正确或压得过紧 处理方法 填料预紧 适当放松填料 阀杆与填料压盖咬住 处理方法 更换或返修 零部件之间咬住或咬伤 处理方法 适当润滑阀杆 阀杆 填料函 62 阀门密封面擦伤 阀杆光柱部分咬擦伤和阀杆螺纹部分咬伤等密封面研磨后有磨粒嵌入密封面里 未清除干净 造成密封面擦伤 有的经使用后 磨粒在介质的冲刷下 磨粒排出而粘在密封面上 经阀门开关 造成擦伤 处理方法 合理选用研磨剂 密封面研磨后必须清洗干净 介质中的赃物或者焊渣未清除干净 造成擦伤 处理方法 重新清洗干净 阀杆与填料压套 填料垫碰擦 其次介质中含有硼的介质 泄出后会结晶形成硬的颗粒 在填料与阀杆接触表面 开关时拉伤阀杆表面 处理方法 正确安装 调整零部件配合间隙和提高阀杆表面硬度 梯形螺纹处有沾污赃物 润滑条件差 阀杆和有关零件变形 处理方法 清除赃物 对高温阀门及时涂润滑剂 对变形零件修正 63 填料泄漏和阀体与阀盖连接处泄漏 1 填料泄漏泄漏及原因 填料密封原理 对填料施加的轴向力 填料产生塑性变形 阀门由于多个填料安装 部位相互交替接触 形成 迷宫效应 起到阻止压力介质外泄漏的作用 填料泄漏除了在压力和介质不同的渗透力下 填料的接触压力不够外 还有填料本身的老化 阀杆的拉伤等原因 填料对阀杆产生腐蚀 所以当压力把介质沿着填料与阀杆之间的接触间隙向外泄漏 直至从填料处泄漏 另外操作不当 用力过度阀杆弯曲 填料选用不当 不耐介质腐蚀 不耐高压或真空 高温及低温 填料超过使用期 已老化 失去弹性填料安装数量不足处理方法 应按工况条件选用填料型式和材料 预紧填料 正确安装和确定填料数量 阀杆弯曲 表面腐蚀机械修理或更换 填料失效必须更换 64 2 法兰泄漏阀门的法兰密封连接在接触部位之间根据设计要求安放密封垫片 依靠连接螺栓所产生的预紧力达到足够的比压 阻止介质向外泄漏 垫片材料和结构有 橡胶垫片 石棉橡胶垫片 石墨垫片 不锈钢和石墨缠绕式垫片 波纹管形和金属垫片 垫片密封属于强制密封 65 常见的法兰泄漏有以下种 a 界面泄漏 密封垫片与法兰端面之间密封不严而发生泄漏 主要原因 密封垫片预紧力不够 处理方法 适当增加预紧力 法兰密封面粗糙度不符要求 处理方法 返修 法兰平面不平整或平面横向有划痕 处理方法 返修 冷和热变形以及机械振动等 处理方法 改善环境或材料选择 法兰连接螺栓变形伸长 处理方法 材料和不能超过许用扭矩 密封垫片长期使用发生塑性变形 处理方法 更换 密封垫片老化 龟裂和变质 处理方法 更换 66 b 渗透泄漏 介质在压力的作用下 通过