API6D闸阀基本知识培训——伍涛

平行闸板闸阀
闸板密封原理与结构
密封原理： 1、闸板处于闭合状态，阀座 表面软质密封环形成初始 密封。 2、压力作用于闸板，迫使其 贴近出口阀座上的软质密 封环，形成双重密封。 3、阀体压力泄放后，形成进 口密封。 4、阀门自动泄放体内多余的 压力。
闸板密封原理与结构
• 普通软硬双重密封 • 阀座与闸板间的密封首先 由安装在阀座上的柔性材 料制作的PTFE密封圈来保 证。采用O形圈或弹簧使 阀座和闸板间保持接触， 使其钢质密封面也进一步 达到密封，密封副表面采 用镀镍处理，以提高硬度 ，同时避免腐蚀或氧化。
闸阀的基本分类
• • • • • •
• • • • • •
栓接阀盖铸钢闸阀 压力自密封阀盖铸钢闸阀 不锈钢铸造闸阀 锻钢闸阀 平行单闸板闸阀（软硬密封） 平行双闸板闸阀（软硬密封）
API600 API600 API603 API602 API6D API6D
•
闸阀的基本标准
• API603：为不锈钢阀门标准，压力只到600LB,壁厚按16.34,比API600薄。结 构上的主要区别是603阀的座圈、上蜜封座全为本体的，而600一般为分体的 。
•
•
•
平行闸板闸阀
• • • • • • • • • • • • • • • API6D 管线阀门 闸板为平板； 除了阀杆主密封外还应有倒密封或 辅助阀杆密封 双阻塞泄放功能 防火设计 自泄压功能 紧急注脂和密封功能 NPS:2~48 导流孔 CLASS:150~1500 压力温度值：ASME B16.34 壁厚：ASME B16.34 法兰：ASME B16.5 & MSS SP-44 & ASME B16.47 结构长度：API6D & ASME B16.10 对焊端：ASME B16.25 检验：API 6D
自泄压功能
• 自泄压功能 ： 当中腔压力较高时， 在中腔流体作用下， 会将固定器压回，从 而避免中腔压力过高 而形成事故
紧急注脂和润滑系统
• 紧急注脂和润滑系统 ：平板闸阀设有固定 器和阀杆紧急注脂和 润滑装置，当在紧急 情况下需要密封固定 器和阀杆时，通过专 用工具注入密封胶； 或在某些恶劣使用条 件下需用润滑固定器 和阀杆时，通过专用 工具注入润滑脂
压力试验标准： API598 阀门的检查和试验 API6D 管线阀门（ISO 14313 石油和天然气工业-管道输送系统-管道阀门） ANSI/API602，ISO15761 石油和天然气工业用公称尺寸小于和等于DN100的 钢制闸阀、截止阀和止回阀
• • • •
闸阀的基本标准
• • • • • • • 连接标准： ASME B16.10 阀门的结构长度 ASME B16.11 锻造钢制管件、承插焊接和螺纹 ASME B16.25 对焊端 ASME B16.5 NPS1/2至NPS24公制/英制的管法兰和法兰管件 ASME B36.10M 焊接和无缝锻造钢管 ASME B1.20.1管螺纹，一般用途（英制）
?asmeb1610阀门的结构长度?asmeb1611锻造钢制管件承插焊接和螺纹?asmeb1625对焊端?asmeb165nps12至nps24公制英制的管法兰和法兰管件?asmeb3610m焊接和无缝锻造钢管?asmeb1201管螺纹一般用途英制闸阀的基本分类?栓接阀盖铸钢闸阀?压力自密封阀盖铸钢闸阀?不锈钢铸造闸阀?锻钢闸阀?平行单闸板闸阀软硬密封?平行双闸板闸阀软硬密封?api600?api600?api603?api602?api6d?api6d?闸阀的基本标准?api603
阀门设计
•
阀体中腔内径的确定 ①根据闸板的导向筋（导向筋之间距离取比闸板宽+4~10MM）； ②注意固定器装配时不与导向筋干涉。 • 阀体开档尺寸，由闸板厚和固定器的宽度决定，阀体开档应保证装配时第二 个固定器能装配，并尽可能的大，方便铸造清砂； • 阀体中心高 在中法兰螺栓与端法兰不干涉的条件下，阀体中心高尽可能低，以便减少阀体 的变形，改善铸造工艺性。 • 中法兰确定 参照常规阀门
• 水锤效应有极大的破坏性：由于水锤的产生，使得管道中压力急剧增 大至超过正常压力的几倍甚至十几倍，其危害很大，会引起管道的破 裂，影响生产和生活。压强过高，将引起管子的破裂，反之，压强过 低又会导致管子的瘪塌，还会损坏阀门和固定件
闸阀的优点
• 闸阀的优点： • 5、介质可向两侧任意方向流动 ，易于安装。闸阀通道两侧是 对称的。 • 6、结构长度(系壳体两连接端 面之间的距离)较小。 • 7、形体简单 , 结构长度短，制 造工艺性好，适用范围广。 • 8、结构紧凑，阀门刚性好，通 道流畅，流阻数小，密封面采 用不锈钢和硬质合金，使用寿 命长，采用PTFE填料．密封可 靠．操作轻便灵活．
阀门设计
平板闸阀设计制造标准是API6D。 • 设计思路：固定器及密封环-闸板阀杆 阀体/阀盖-支架 -驱动 装置 • 阀体的设计 • 法兰端 标准端法兰，除了NPS22的法兰小于等于NPS24的法兰，符合ASME B16.5。对于NPS22的法兰符合MSS SP-44。大于等于NPS26的法兰符合 ASME B16.47A系列 • 法兰端 标准端法兰，除了NPS22的法兰小于等于NPS24的法兰，符合ASME B16.5。对于NPS22的法兰符合MSS SP-44。大于等于NPS26的法兰符合 ASME B16.47A系列； • 对焊端应符合ASME B16.25，焊接钢管标准ASME B36.10M和B36.19M； • 结构长度查API6D标准； • 阀体壁厚查ASME B16.34,适当增加，建议加4MM左右，并保证系列化，特别 需要注意的是，当中腔直径D≥1.5d（通道直径）时，按照B16.34的6.1.3要求 ，通道内径查API6D；
• • • • • • •
阀门设计
• • • • • • • 压板设计： 压板中心距 根据结构设计决定，压板紧固螺柱螺纹孔位置与填料函的距离 要符合ASME B16.34的规定； 压板厚 根据计算定，与阀杆直径，压力及压板截面形状有关。 压板厚、紧固螺柱，本公司有计算程序，见本公司计算程序目录，螺柱大小 要考虑系列化 阀杆螺母设计： 螺纹长 螺纹长=1.5倍螺纹直径，最大不超过10牙或《机械设计》第二卷的 最大旋合长度 总长 保证阀杆螺母装上手轮后，手轮与压盖间隙2~5mm
阀门设计
• • 支架设计： 根据闸板的行程、阀杆的下露头和阀杆螺纹根部距填料函的尺寸，确定支架 的高度。支架与阀盖连接法兰，根据结构自行设计，可参考常规闸阀，但要 系列化，并且要满足支架螺柱总截面积是阀杆的1.2~1.5倍，支架最薄弱处的 截面积是阀杆直径截面积的2.5倍。 阀杆设计 阀杆直径根据NWS1043-2003计算选取，并考虑系列化要求 阀杆头部尺寸考虑闸板的拉断实验（根据API591用户规范），保证断裂第一 点在螺纹处 阀杆螺纹长度的确定 螺纹长度=阀杆上露头+阀杆螺母螺纹长+阀杆行程+2倍螺距余量 阀杆总长的确定 阀杆头部拉断计算，本公司有计算程序，见本公司计算程序目录 阀杆要求防尘：当平板闸阀是栓接中法兰时，支架设计成封闭结构，阀杆能 够防尘，支架开两个窗户，并用侧板封闭，这是为更换填料方便；自密封结 构，要有防尘套管和毡圈。
双阻断泄放功能
• 双阻断泄放功能： 当阀门打开或关闭时， 阀门中腔不会泄露来 自上游和下游的介质 ，便于中腔排放和检 漏
防火设计
• 防火设计 ： 当O型圈和PTFE被烧 毁后，在流体压力作 用下闸板与固定器、 固定器与阀体形成金 属密封，从而将流体 隔断，此外，因中法 兰垫片和填料均采用 石墨和金属材质，从 而防止外漏
API6D闸阀基本知识培训
讲师：伍涛
目录
• • • • • • • • • • •
闸阀的基本释义 闸阀的基本标准 闸阀的基本分类 平行闸板闸阀 闸板密封原理与结构 双阻断泄放功能 防火设计 自泄压功能 紧急注脂和润滑系统 阀门设计 阀门安装与维护
闸阀的基本释义
• 闸阀（gate valve）：启闭 件是闸板，闸板的运动方 向与流体方向相垂直，闸 阀只能作全开和全关 , 不 能作调节和节流。
闸阀的缺点
• 闸阀的缺点：密封面之间 易引起冲蚀和擦伤，维修 比较困难。外形尺寸较大 ，开启需要一定的空间， 开闭时间长。结构较复杂 。
闸阀的基本标准
• • • • • 设计标准： API600 法兰、对焊连接，螺栓连接阀盖钢制闸阀 API603 法兰端、对焊端耐腐蚀、栓接阀盖闸阀 API6D 管线阀门（ISO 14313 石油和天然气工业-管道输送系统-管道阀门） ANSI/API602，ISO15761 石油和天然气工业用公称尺寸小于和等于DN100的 钢制闸阀、截止阀和止回阀
水锤现象
• 在有压力管路中，由于某种外界原因（如阀门突然关闭、水泵机组突 然停车）使水的流速突然发生变化，从而引起压强急剧升高和降低的 交替变化，这种水力现象称为水击或水锤。 • 因开泵、停泵、开关闸阀过于快速，使水的速度发生急剧变化，特别 是突然停泵引起水锤，可以破坏管道、水泵、阀门、并引起水泵反转 ，管网压力降低等，所以，预防水锤发生极为重要。
闸板密封原理与结构
• 硬密封 闸板和阀座的硬质密封表 面堆焊硬质合金，使其具 有优良的耐腐蚀性、耐磨 损性、耐高温性、抗折性 和抗冲击性，密封面耐腐 蚀、耐冲刷性能优良，受 介质高速冲刷而不变形和 磨损。同时其它表面采用 镀镍处理，以避免腐蚀或 氧化。
闸板密封原理与结构
双闸板（软硬）密封 闸板大小叶通过杆簧连接。通过阀杆的运动带动闸板组件上 下运动。闸板小叶到达阀体底部时，面进行移动，从而 起到“撑”开闸板，实现密封的目的。
闸板密封原理与结构
• 调节软硬双重密封 • 阀座与闸板间的密封首先 由安装在阀座上的柔性材 料制作的PTFE密封圈来保 证，并在闸板和阀座的钢 制表面堆焊硬质合金，使 其具有优良的耐腐蚀性、 耐磨损性、耐高温性、抗 折性和抗冲击性，受介质 高速冲刷而不变形和磨损 。同时密封副表面采用镀 镍处理，除了提高硬度， 还可以避免腐蚀或氧化。
阀门设计
• 固定器处的润滑器是1/2＂，填料函处的润滑器是3/8＂
•
API602：仅为锻钢阀标准，范围为1/2”~4”,压力到1500LB。其壁厚较API600 小，150~800lb的壁厚一样。 最小通道直径均较API600小，接近API600小 一个规格的通道直径。
BS1414：其范围比API600广，150LB,300LB到42”，其规定与API600一致，除 少数细节与600有出入，例如填料函的规定。 API6D：管线阀门。跟API600基本没有交集。闸板为整体式，如平板闸阀； 两片或多片式，如弹性闸板闸阀。范围比6A广。除24“，2500LB。 API600：5.6.1.1 必须采用楔式单闸板，或是刚性或是弹性的楔式单闸板结构 ，除非另有规定。（5.6.1 楔式双闸板；平行式双闸板）5.6.2 闸板在开启位置 时应从阀座孔中完全退出，但平行式双盘闸板除外。
闸阀的优点
• 闸阀的优点： • 1、流动阻力小。阀体内部介质 通道是直通的，介质成直线流 动，流动阻力小。 • 2、启闭时较省力。是与截止阀 相比而言，因为无论是开或闭 ，闸板运动方向均与介质流动 方 向相垂直。 • 3、高度大，启闭时间长。闸板 的启闭行程较大，降是通过螺 杆进行的。 • 4、水锤现象不易产生。原因是 关闭时间长。
阀门设计
•
固定器典型结构 在设计固定器时要保证A和B的值，不要太小，有足够的强度
阀门设计
• • • • • • • • • • • 密封环设计 密封环一般采用PTFE材料，其宽度可参考固定球阀，并考虑工艺性适当加宽 ，注意系列化，特别注意大口径高磅级的应适当加宽； 预 紧 保 证 密 封 环 计 算 比 压 在 2.0~2.3Mpa 左 右 ， 弹 簧 设 计 计 算 过 程 同 球 阀 NWS1041，并且我公司有自行开发的弹簧计算程序； O型密封圈同固定球阀 闸板设计： 闸板厚度按计算程序cal/chkthick/chkthick.spr计算，满足强度要求，再根据结 构需要最终确定，并要求系列化。 闸板密封面宽度由密封环的决定，保证闸板在最大偏差时，阀座的密封面在 密封区域内。 阀盖设计： 法兰与阀体同，壁厚与阀体同 法兰至上密封座面之间的距离根据阀杆行程确定，确定阀盖顶部R时应考虑不 与闸板顶端相碰，R的数值尽可能的大，提高阀盖的承压能力。 填料函深度 设计时要考虑：7圈填料+隔环高，填料按上下4/3，由于安装润 滑器结构限制，允许填料增加一圈。