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1 蝶阀基本知识 JNMD WSF2012 11 28 2 主要内容 概述蝶阀的分类蝶阀的结构型式阀门的试验蝶阀常见故障及维修 3 概述 蝶阀是用圆形蝶板作启闭件并随阀杆转动来开启 关闭和调节流体通道的一种阀门 蝶阀不仅结构简单 体积小 重量轻 材料耗用省 安装尺寸小 而且驱动力矩小 操作简便 迅速 并且还同时具有良好的流量调节功能和关闭密封特性 在大中口径 中低压力的使用领域 蝶阀是主导的阀门形式 随着防腐合成橡胶和聚四氟乙烯的应用 蝶阀的性能得以提高 并满足于不同的工况条件 近十几年来 金属密封蝶阀发展迅速 随着耐高温 耐低温 耐强腐蚀 耐强冲蚀 高强度合金材料在蝶阀中的应用 使金属密封蝶阀在高温 低温 强冲蚀等工况条件下得到广泛的应用 并部分取代了截止阀 闸阀和球阀 4 蝶阀的分类 按公称压力分类真空蝶阀 工作压力低于标准大气压的蝶阀 低压蝶阀 公称压力PN 1 6MPa的蝶阀 中压蝶阀 公称压力PN2 5 6 4MPa的蝶阀 高压蝶阀 公称压力PN10 0 25 0MPa的蝶阀 5 蝶阀的分类 按介质工作温度分类高温蝶阀 工作温度 450 的蝶阀 中温蝶阀 120 工作温度 450 的蝶阀 常温蝶阀 40 工作温度 120 的蝶阀 低温蝶阀 100 工作温度 40 的蝶阀 超低温蝶阀 工作温度 100 的蝶阀 6 蝶阀的分类 按阀体材料分类非金属蝶阀 如陶瓷蝶阀 塑料蝶阀等 金属蝶阀 如铸铁蝶阀 铸钢蝶阀 低合金钢蝶阀 高合金钢蝶阀 铜合金蝶阀 铝合金蝶阀 镍合金蝶阀等 7 蝶阀的分类 按密封副材料分类软 橡胶 密封蝶阀 密封副 橡胶 金属或橡胶 橡胶 软 PTFE 密封蝶阀 密封副 PTFE 金属 金属密封蝶阀 密封副 金属 金属 空气调节蝶阀 非密封型 8 蝶阀的分类 按传动方式分类手柄传动蝶阀蜗轮蜗杆传动蝶阀电动蝶阀气动蝶阀液动蝶阀 9 蝶阀的分类 按连接形式分类法兰蝶阀 阀体带有法兰 与管道采用法兰连接 对夹 凸耳 蝶阀 阀体无法兰 与管道采用法兰连接 螺纹蝶阀 阀体带有螺纹 与管道采用螺纹连接 卡箍蝶阀 阀体带有沟槽 与管道采用卡箍连接 焊接蝶阀 阀体带有坡口 与管道采用焊接连接 10 蝶阀的分类 按结构型式分类中心型蝶阀单偏心蝶阀双偏心蝶阀三偏心蝶阀 11 蝶阀的结构型式 中心型蝶阀结构特征 阀板的回转中心 即阀杆中心 位于阀体中心线上 且通过阀板密封截面中心 12 蝶阀的结构型式 密封原理 阀门关闭时 通过阀板的转动 阀板的外圆密封面挤压合成橡胶阀座 使合成橡胶阀座产生弹性力作为密封比压保证阀门的密封 13 蝶阀的结构型式 单轴有销结构 14 蝶阀的结构型式 单轴有销结构优缺点 优点 阀杆强度高 传动精确 可承受较高压力 阀体 阀板 阀杆加工工艺简单 缺点 圆锥销处 轴孔处易泄漏 装配中多了两次压力试验及钻 铰销孔等工序 拆解难度较大 拆解时易损坏阀座 阀板 阀杆等 15 蝶阀的结构型式 单轴无销结构 16 蝶阀的结构型式 单轴无销结构优缺点 优点 减少了泄漏点 装配工艺简单 承压能力较高 拆解容易 缺点 阀体 阀板 阀杆加工工艺较复杂 要求加工精度高 阀板阀杆间隙导致手柄传动的阀门难以完全关到位 严重时影响密封性能 17 蝶阀的结构型式 双轴有销结构 18 蝶阀的结构型式 双轴有销结构优缺点 优点 传动精确 阀体 阀板 阀杆加工工艺简单 缺点 圆锥销处 轴孔处易泄漏 装配中多了两次压力试验及钻 铰销孔等工序 拆解难度较大 拆解时易损坏阀座 阀板 阀杆等 阀杆为悬臂梁结构 承压能力较低 此结构很少用 19 蝶阀的结构型式 双轴无销结构 20 蝶阀的结构型式 双轴无销结构优缺点 优点 减少了泄漏点 装配工艺简单 拆解容易 缺点 阀板 阀杆加工工艺较复杂 要求加工精度高 阀板阀杆间隙导致手柄传动的阀门难以完全关到位 严重时影响密封性能 阀杆为悬臂梁结构 承压能力较低 21 蝶阀的结构型式 单轴无销衬氟结构 22 蝶阀的结构型式 单轴无销衬氟蝶阀优缺点 优点 对比橡胶密封蝶阀可承受较高压力 较高温度 耐腐蚀能力超强 可适用于绝大多数化工介质 拆解容易 缺点 制造工艺复杂 要求加工精度高 因PTFE阀座厚度高 弹性差 导致阀门扭矩大 PTFE材料易损伤 对包装 运输 贮存 安装 使用都有严格要求 23 蝶阀的结构型式 单轴有销衬胶结构 24 蝶阀的结构型式 几种不同结构阀座的优缺点 25 蝶阀的结构型式 单偏心蝶阀结构特征 阀板的回转中心 即阀杆中心 位于阀体中心线上 且与阀板密封截面形成一个尺寸a偏置 26 蝶阀的结构型式 单偏心蝶阀密封结构 27 蝶阀的结构型式 双偏心蝶阀结构特征 阀板的回转中心 即阀杆中心 与阀板密封截面形成一个尺寸a偏置 且与阀体中心线形成一个尺寸b偏置 28 蝶阀的结构型式 双偏心蝶阀密封结构 29 蝶阀的结构型式 密封原理 由于尺寸b偏差的存在 使阀板的转动半径分为长半径和短半径 在长半径转动的轨迹的切线与阀座密封面成一个 角 使阀板与阀座之间有一个渐出脱离和渐入挤压的作用 从而降低了阀板启闭时蝶阀密封副两密封面之间的机械磨损和擦伤 此类蝶阀比中线更快的脱离阀座密封面 30 蝶阀的结构型式 当关闭蝶阀时 通过阀板的转动 阀板的外圆密封面逐渐接近并挤压阀座 使其产生弹性变形而形成弹性力作为密封比压保证蝶阀密封 31 蝶阀的结构型式 双偏心蝶阀简图一 双轴 密封圈压在阀板上 优点 密封圈压缩量可调 装配方便 可在线更换密封圈 缺点 密封圈受介质冲刷严重 双向承压性能较单轴差 阀门流量特性不如密封圈压在阀体上好 32 蝶阀的结构型式 双偏心蝶阀简图二 单轴 密封圈压在阀体上 优点 密封圈受介质冲刷轻 双向承压性能较双轴好 阀门流量特性较密封圈压在阀板上好 缺点 密封圈压缩量不能调 装配难度较双轴大 不能在线更换密封圈 33 蝶阀的结构型式 双偏心蝶阀密封副结构简图一 34 蝶阀的结构型式 双偏心蝶阀密封副结构简图二 35 蝶阀的结构型式 双偏心蝶阀密封副结构简图三 36 蝶阀的结构型式 双偏心蝶阀密封副结构简图四 37 蝶阀的结构型式 双偏心蝶阀密封副结构简图五 38 蝶阀的结构型式 三偏心蝶阀结构特征 阀板的回转中心 即阀杆中心 与阀板密封截面形成一个尺寸a偏置 且与阀体中心线形成一个尺寸b偏置 另外阀体中心与阀体密封面中心形成一个角度偏差值 39 蝶阀的结构型式 三偏心蝶阀密封结构 40 蝶阀的结构型式 密封原理 由于 偏置角的形成使长 短半径转动的阀板大 小半圆上 阀板密封面转动轨迹的切线与阀座密封面形成 1角和 2角 使阀板启闭时密封面相对于阀座密封面渐出脱离和渐入压紧 从而彻底消除了阀板启闭时密封副两密封面之间的机械磨损各擦伤 41 蝶阀的结构型式 由于 1 2角的形成 使蝶阀关闭时 其密封副两密封面之间的密封比压可以由外加驱动转矩产生 不仅消除了常规蝶阀中弹性座作弹性老化 冷流 弹性失效等因素造成的两密封面之间密封比压降低和消失 而且可以通过对外加驱动转矩的改变 实现对其密封比压的任意调整 从而使其密封性能大大的提高 42 蝶阀的结构型式 该类蝶阀在0 90 开启时 阀板密封面会在开启的瞬间立即脱离阀座密封面 在90 0 关闭时 只有在关闭的瞬间 其阀板密封面才会接触并压紧阀座密封面 43 蝶阀的结构型式 三偏心蝶阀简图一 多层次密封圈压在阀板上 优点 密封圈由金属和非金属复合而成 可补偿密封性能达到零泄漏 缺点 密封圈受介质冲刷严重 阀门流量特性不如密封圈压在阀体上好 44 蝶阀的结构型式 三偏心蝶阀简图二 纯金属密封圈压在阀体上 优点 纯金属密封圈适应介质能力更强 密封圈受介质冲刷轻 阀门流量特性比密封圈压在阀板上好 缺点 密封圈制作难度大 密封性能不如多层次次密封 45 蝶阀的结构型式 三偏心蝶阀密封副结构简图 46 阀门的试验 阀门在总装完成后必须进行性能试验 以检查产品是否符合设计要求和是否达到国家所规定的质量标准 阀门的材料 毛坯 热处理 机加工和装配的缺陷一般都能在试验过程中暴露出来 常规试验有壳体强度试验 密封试验 低压密封试验 动作试验等 并且根据需要 依次序逐项试验合格后进行下一项试验 47 阀门的试验 强度试验阀门可看成是受压容器 故需满足承受介质压力而不渗漏的要求 故阀体 阀盖等零件的毛坯不应存在影响强度的裂纹 疏松气孔 夹渣等缺陷 阀门制造厂除对毛坯进行外表及内在质量的严格检验外 还应逐台进行强度试验 以保证阀门的使用性能 强度试验一般是在总装后进行 毛坯质量不稳定或补焊后必须热处理的零件 为避免和减少因试验不合格而造成的各种浪费 可在零件粗加工后进行中间强度试验 经中间强度试验的零件总装后 如用户未提出要求 阀门可不再进行强度试验 中核苏阀为了保证质量 在中间强度试验后 阀门都全部最后再进行强度试验 48 阀门的试验 试验通常在常温下进行 为确保使用安全 试验介质为液体时 试验压力P一般为不小于公称压力PN的1 5倍 若合同有气体介质强度试验要求时 试验压力P一般为不小于公称压力PN的1 1倍 且必须先进行液体介质强度试验 在液体介质强度试验合格后 才进行气体介质强度试验 并应采取相应的安全保护措施 试验时阀门处于开启状态 一端封闭 从另一端注入介质并施加压力 检查壳体 体 盖 外露表面 要求在规定的试验持续时间内无渗漏 才可认为该阀门强度试验合格 为保证试验的可靠性 强度试验应在阀门涂漆前进行 以水为介质时应将内腔的空气排净 渗漏的阀门 如技术条件允许补焊的可按技术规范进行补焊 但补焊后必须重新进行强度试验 并适当延长试验持续时间 49 阀门的试验 密封试验除节流阀外 无论是切断用阀还是调节用阀 均应具有一定的关闭密封性 故阀门出厂前需逐台进行密封试验 带上密封的阀门还要进行上密封试验 试验通常是在常温下进行 试验压力P一般为不小于公称压力PN的1 1倍 以水为试验介质时 易使阀门产生锈蚀 通常要根据技术要求控制水质 并在试验后将残水吹干或烘干 试验止回阀时 压力应从出口端引入 在入口端进行检查 50 阀门的试验 闸阀和球阀由于有两个密封副 故需进行双向密封试验 试验时 先将阀门开启 把通道一端封堵住 压力从另一端引入 待压力升高到规定值时将阀门关闭 然后将封堵端的压力逐渐卸去 并进行检查 另一端也重复上述试验 另一种试验方法是在体腔内保持试验压力 从通道两端同时检查阀门的双密封性 有驱动装置的阀门 应在使用驱动装置的情况下试验 如技术要求上规定有关闭力矩要求时 需用测力扳手测关闭力矩 密封试验应在阀门总装后的强度试验后进行 因为不仅要检验阀门的关闭密封性 还应检验填料及中法兰垫片的密封性 51 阀门的试验 上密封试验通常在强度试验时一并进行 试验时将阀杆升高到极限位置 使阀杆与阀盖密封面紧密接触 将填料压盖松开后检查其密封性 用于气体介质的阀门或图纸技术规范书要求做低压气密封试验的阀门 必须按试验标准规范进行 试验介质为氮气或干燥清洁的空气 试验压力为0 6MPa 对于蝶阀 低压气密封试验是必做项目 高压密封试验是选做项目 高压密封试验压力为设计规范中设计压差的1 1倍 对于规定了介质流向的蝶阀 按规定的流向进行密封试验 若合同中要求反向密封时 密封试验压力为设计规范中反向设计压差的1 1倍 52 阀门的试验 动作试验试验介质同壳体强度试验和密封试验 在壳体强度试验和密封试验合格后进行 手动阀门动作性能试验 阀门处于开启状态 阀腔内充压到试验压力 试验压力通常为公称压力 用规定的力矩关闭阀门 在阀瓣的一侧减压 以在开启阀门最不利和方向建立压差 然后以规定的力矩开启阀门 如此进行至少三次以上完整的带压循环动作 以检查阀门开和关的操作是否正常 动作是否灵活 开和关的位置指示是否正确等 53 阀门的试验 止回阀动作性能试验 在规定的压差下作阀门开启试验 试验次数不少于3次 电动和气动阀门动作性能试验 按阀门技术规格书的规定进行 阀门技术规格书无明确规定时 应以公称压力为试验压力 用额定执行机构操作阀门完成三次完整的带压循环动作 在整个试验中 阀门必须运行平稳 灵活 阀门开 关必须到位 位置指示必须正确 54 阀门的试验 真空密封试验真空密封试验 或称真空检漏 是一种灵敏度很高的密封试验方法 宇航及原子能工业用阀门 使用介质为真空的阀门及密封性要求极高的阀门一般均进行真空密封试验 真空试验通常在阀门强度 密封试验合格后进行 为保证试验的准确性 被测阀门应具有很高的清洁度和加工精细的密封面 真空度要求高时 阀门的阀体 阀盖一般均应采用锻件 真空密封试验通常的方法是氦质谱检漏 将被测阀门用真空泵抽至规定的真空度后 在阀门被测部位外施加氦气 有氦罩法或喷氦法 如有漏隙 氦气便进入阀门的被测部 系统中的氦质谱检漏仪就可显示出来 据此可计算漏率 55 阀门的试验 微泄漏试验近年来随着人们环保意识的加强 世界上的