高压阀门设计
高压阀门标准
高压阀门标准高压阀门是石油、化工、冶金、核能等工业领域中不可或缺的设备。
为确保高压阀门的安全、可靠和高效运行,各国都制定了一系列高压阀门标准。
本文将对高压阀门标准进行简要概述,并分析其主要内容、应用实践以及发展趋势。
一、高压阀门标准概述高压阀门标准是对高压阀门的设计、制造、检验、安装、运行和维护等方面的技术规定。
高压阀门标准旨在确保阀门在使用过程中安全、可靠、经济、合理,并降低工程事故风险。
高压阀门标准涵盖了阀门类别、型号、材料、工艺、尺寸、规格、密封性能、试验方法、操作和维护等方面。
二、高压阀门标准的主要内容1.阀门类别与型号:根据阀门的工作原理、结构特点和用途,将高压阀门分为多种类别和型号,如闸阀、截止阀、球阀、安全阀等。
2.阀门材料与工艺:规定了高压阀门材料的技术要求,如金属材料、非金属材料和涂层材料等。
同时,对阀门制造工艺提出相应要求,如锻造、铸造、焊接等。
3.阀门尺寸与规格:根据阀门的使用工况和工程设计要求,规定了阀门的尺寸、规格和连接方式。
4.阀门密封性能与试验方法:为确保阀门的密封性能,高压阀门标准对阀门的密封性能提出了明确要求。
同时,规定了阀门密封性能的试验方法,如水压试验、气压试验等。
5.阀门操作与维护:为提高阀门的使用寿命和降低维修成本,高压阀门标准对阀门的操作和维护提出指导性意见。
三、高压阀门标准的应用与实践高压阀门标准在阀门设计、制造、检验、安装、运行和维护等环节具有重要的指导作用。
通过遵循高压阀门标准,可以确保阀门的安全、可靠和高效运行,降低工程事故风险。
四、我国高压阀门标准与国际标准的对比与分析我国高压阀门标准在制定过程中,充分借鉴和参考了国际先进标准。
从阀门类别、材料、尺寸、密封性能等方面看,我国高压阀门标准与国际标准相近。
但在某些细节方面,如试验方法、操作和维护等方面,我国高压阀门标准还有待进一步完善和提高。
五、高压阀门标准的发展趋势与展望随着工业领域的不断发展和技术进步,高压阀门标准也将不断更新和完善。
高温的阀门设计
高温工况下阀门设计注意事项摘要:本文阐述了高温工况下阀门设计时,材料选用、结构设计等注意事项。
关键词:高温、蠕变、热膨胀、硬度、塑变和擦伤。
阀门(包括控制阀和工艺阀)在过程控制和工艺管线中的作用非常重要,而高温工况下的阀门和常温工况下使用的阀门又有很大的不同,因此,设计高温工况下使用的阀门时,应注意以下几点:高温工况下,阀门设计注意事项主要包括:材料的强度,蠕变,热膨胀率,抗氧化性,抗磨损、抗擦伤性能和热处理温度。
零、部件间的间隙,热循环对阀门密封,阀座垫片密封及导向套松动的影响。
一、高温工况下、阀门材料选用注意事项高温工况下、阀门在最高工作温度和最高极限温度下确定材料时,应注意所选材料以下几个方面的性能:a、抗拉强度b、屈服极限c、蠕变和断裂〔温度≥800℉(427℃)〕d、高温硬度e、冲击强度f、高温时效在高温条件下,材料屈服限,抗拉、抗压强度降低。
当温度在800℉(427℃)以上时,蠕变和断裂应成为考虑材料破坏的主要因素。
高温下使用时,阀内件在负荷的作用下开始产生弹性变形,然后随时间的延长继续变形或产生蠕变。
这时候材料产生塑性变形的应力,要比给定温度下的屈服应力小。
因此,在设计中,将应力取低一些,可避免发生蠕变或减小蠕变,但这样会造成零件重量体积过大又不经济。
所以,设计者要知道在高温下材料的蠕变率,选取合适的应力,使材料总的蠕变在正常使用寿命范围内不扩展成断裂或允许其产生小变形而不影响可动零件的正常使用。
高温情况下,为避免阀芯、阀座表面擦伤和损坏,还要考虑材料的热硬度,防止金属硬度变化。
还要考虑高温时效对材料物理性能的影响,例如:韧性、晶粒的变化,当使用温度达到或超过热处理温度时,会造成阀芯、阀座产生退火、硬度降低等问题,为防止材料硬度发生变化,最高温度极限的选择必须在一个安全的范围内。
高温下材料的抗氧化能力,也是一个非常重要参数,在温度循环变化中,所选用的材料应不会发生材料表面重复氧化,产生氧化皮等问题。
BBR工艺原理及特点简析
BBR工艺原理及特点简析引言BBR(Bolted Bonnet with Renewable Seat Rings)是一种常用于高压阀门设计的工艺。
本文将解析BBR工艺的原理、特点以及应用领域,并探讨其为什么成为高压阀门设计的首选。
一、BBR工艺的原理BBR工艺主要通过将阀盖和阀座环螺栓固定,利用阀盖上的圆环密封垫,与阀体和阀座环之间形成密封,实现阀门的正常运行。
其原理包含以下几个关键因素:1. 阀座环BBR工艺的阀门座座环通常由软性材料制成,如聚四氟乙烯(PTFE)。
这种材料的优势在于其优良的耐磨性和耐腐蚀性,能够保证阀门长时间正常运行。
2. 阀盖BBR工艺的阀门盖通常由高强度材料制成,如铸钢或锻钢。
阀盖上有一个圆环密封垫,通过螺栓将其固定在阀座环上,确保了阀门密封。
3. 螺栓固定BBR工艺利用螺栓将阀盖与阀座环紧密固定在一起。
并且这些螺栓通常为优质合金钢材料制成,能够承受高压环境下的负载,确保阀门的安全性。
二、BBR工艺的特点BBR工艺的特点使其成为高压阀门设计的首选,其主要表此刻以下几个方面:1. 可靠的密封性能BBR工艺接受双重密封设计,阀盖上的圆环密封垫以及阀座环与阀体之间形成的密封面,能够有效地防止介质泄漏。
这种设计能够在高压环境下提供优良的密封性能。
2. 便利维护BBR工艺的另一个优点是易于维护。
在一些阀门失效或需要更换座环时,只需拧下螺栓,拆卸阀盖,然后更换座环即可,无需拆卸整个阀门。
这种设计大大缩减了维护时间和费用。
3. 适用于高压环境BBR工艺最大的特点是其适用于高压环境。
由于螺栓的固定作用和阀盖上圆环密封垫的设计,BBR工艺能够承受更高的压力,确保阀门的安全性。
三、BBR工艺的应用领域由于BBR工艺的特点以及其适用于高压环境的优势,它在许多工业领域得到广泛应用,尤其是以下几个方面:1. 石油化工在石油化工行业,屡屡需要处理高温高压介质,这就要求阀门具有可靠的密封性能和良好的耐腐蚀性。
高压阀门标准
高压阀门标准高压阀门是工业生产中常见的一种关键设备,其质量和性能直接关系到生产安全和效率。
为了保证高压阀门的可靠运行,制定了一系列的标准,下面将对高压阀门标准进行详细介绍。
首先,高压阀门的标准主要包括设计标准、制造标准、安装标准和验收标准。
设计标准是指根据工程需要和使用要求,确定高压阀门的结构、材料、尺寸和性能等基本要求。
制造标准是指在设计基础上,对高压阀门的制造工艺、工艺装备和质量控制等方面进行规范。
安装标准是指高压阀门在工程安装中应符合的要求,包括安装位置、连接方式、密封要求等。
验收标准是指对高压阀门进行检验和验收时应符合的技术要求和程序规定。
其次,高压阀门的标准应符合国家相关法律法规和行业标准,同时也要考虑到工程实际情况和用户需求。
在设计标准方面,应根据工程的使用要求和环境条件,确定高压阀门的工作压力、温度范围、介质性质等参数,确保高压阀门在工程中能够安全可靠地运行。
在制造标准方面,应严格控制材料的选用、加工工艺和质量检验,确保高压阀门的质量达到设计要求。
在安装和验收标准方面,应严格按照标准要求进行操作,确保高压阀门在安装和使用过程中不出现质量问题。
最后,高压阀门的标准还应包括对高压阀门的维护和保养要求。
在使用过程中,应定期对高压阀门进行检查和维护,及时发现和处理问题,确保高压阀门的正常运行。
同时,还应建立健全的档案管理制度,对高压阀门的使用、维护和检修情况进行记录和归档,为后续的管理和维护提供依据。
综上所述,高压阀门的标准是保证高压阀门质量和性能的重要依据,制定和执行标准对于保障工程安全和提高设备可靠性具有重要意义。
因此,我们在工程设计、设备采购和使用维护过程中,都应严格遵守高压阀门的相关标准要求,确保高压阀门能够安全、可靠地运行,为工程的顺利进行和设备的长期使用提供保障。
高温阀门设计标准
高温阀门设计标准
高温阀门是一种特殊用途的阀门,被广泛应用于各种高温工况下的流体控制和调节中。
为了确保高温阀门的安全、可靠和有效运行,相关国际、国家和行业标准都对其设计、制造、安装和维护提出了一系列要求。
首先,在设计高温阀门时,需要考虑阀门的耐高温性能。
常见的高温阀门材料包括铸钢、不锈钢、高温合金等。
在选择材料时需要考虑其在高温环境下的物理性能、化学性能、机械性能和耐腐蚀性能。
其次,高温阀门的设计需要考虑阀门的结构和密封性能。
高温阀门通常采用金属密封或波纹管密封的方式,要求其密封性良好,能够防止高温下的泄漏和腐蚀。
另外,高温阀门的设计还需要考虑其使用环境中可能存在的高压、高温、高速等因素对阀门的影响。
为了确保阀门的性能和安全,需要进行严格的试验和检测,例如耐压试验、密封试验、耐高温试验等。
最后,为了保证高温阀门的可靠性和稳定性,需要对其进行定期维护和检修,以检测和修复潜在的故障、磨损、腐蚀等问题。
总之,高温阀门的设计标准旨在确保其在高温环境下的安全、可靠和有效运行。
各类标准的要求和规范将帮助设计和制造高质量的高温阀门,有助于提高工业生产效率和产品品质。
特高压平板闸阀设计与密封性能分析
2024年第53卷第1期第44页石油矿场机械犗犐犔 犉犐犈犔犇 犈犙犝犐犘犕犈犖犜2024,53(1):44 49文章编号:1001 3482(2024)01 0044 06特高压平板闸阀设计与密封性能分析樊春明1,2,郑家伟1,杜文波1,韩传军3,刘 鸣1,李中华1,2(1.宝鸡石油机械有限责任公司,陕西宝鸡721002;2.国家油气钻井装备工程技术研究中心,陕西宝鸡721002;3.西南石油大学机电工程学院,四川成都610065)摘要:针对特高压井口平板闸阀设计指导空缺问题,参考API6A和API6D标准中的平板闸阀设计参数确定方法,给出175MPa工作内压下阀体通径为78mm的平板闸阀设计参数,补充并完善了国内外特高压井口平板闸阀设计方法,对所设计的平板闸阀采用有限元法分析其在螺栓预紧工况、额定工作内压工况和1.5倍静水压工况下的密封性能。
所设计的平板闸阀可以满足密封准则,且能应对一定量的动载荷,可为特高压井口平板闸阀设计提供参考。
关键词:特高压;井口装备,平板闸阀,密封,载荷中图分类号:TE931.1 文献标志码:A 犱狅犻:10.3969/j.issn.1001 3482.2024.01.007犇犲狊犻犵狀犪狀犱犃狀犪犾狔狊犻狊狅犳犛犲犪犾犻狀犵犘犲狉犳狅狉犿犪狀犮犲狅犳犝犎犘犘犾犪狋犲犌犪狋犲犞犪犾狏犲FANChunming1,2,ZHENGJiawei1,DUWenbo1,HANChuanjun3,LIUMing1,LIZhonghua1,2(1.犆犖犘犆犅犪狅犼犻犗犻犾犳犻犲犾犱犕犪犮犺犻狀犲狉狔犆狅.,犔狋犱.,犅犪狅犼犻721002,犆犺犻狀犪;2.犖犪狋犻狅狀犪犾犗犻犾犪狀犱犌犪狊犇狉犻犾犾犻狀犵犈狇狌犻狆犿犲狀狋犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔犚犲狊犲犪狉犮犺犆犲狀狋犲狉,犅犪狅犼犻721002,犆犺犻狀犪;3.犛犮犺狅狅犾狅犳犕犲犮犺犪狀犻犮犪犾犪狀犱犈犾犲犮狋狉犻犮犪犾犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵,犛狅狌狋犺狑犲狊狋犘犲狋狉狅犾犲狌犿犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,犆犺犲狀犵犱狌610065,犆犺犻狀犪)犃犫狊狋狉犪犮狋:AimingatthecurrentvacancyofUHPllheadplategatevalvedesignguidance,thestructuralsizeoftheflatgatevalveswithadiameterof78mmunder175MPaworkinginternalpressurewasgivenbyreferringtothemethodofdeterminingthedesignparametersofflatgatevalvesinAPI6AandAPI6Dstandards.Forthedesignednon standardplategatevalves,thesealingperformanceunderboltpretension,ratedworkinginternalpressurecondition,and1.5timeshydrostaticpressureconditionwereanalyzedbyfiniteelementmethodandthedesignmeth odsof175MPaflatgatevalvesforUHP(Ultra highpressure)wellheadsathomeandabroadweresupplementedandimproved.Thenon standardflatgatevalvesdesignedaccordinglycanmeetthesealingcriteriaandcopewithacertainamountofdynamicload,providingareferenceforthedesignoftheflatplategatevalvesoftheultra high pressurewellhead.犓犲狔狑狅狉犱狊:ultra highpressure;wellheadequipment;plategatevalve;seal;load 收稿日期:2023 06 28 基金项目:国家油气钻井装备工程技术研究中心开放基金“压裂管汇核心部件强度、密封和耐冲蚀计算方法及安全评价研究”(BOMCO J118 JKY011 2022)。
高压阀门标准
高压阀门标准引言高压阀门是一种重要的流体控制设备,广泛应用于石油、化工、能源、制药等领域。
为了确保高压阀门的安全性、可靠性和性能,制定了一系列的高压阀门标准。
本文将介绍几个常见的高压阀门标准,包括ASME标准、API标准和GB标准。
ASME标准ASME(美国机械工程师学会)制定了许多与高压阀门相关的标准,这些标准通常适用于美国和其他国家。
以下是一些与高压阀门相关的ASME标准:ASME B16.34:阀门-法兰、阀体连接和阀座密封标准该标准规定了高压阀门中法兰、阀体连接和阀座密封的要求。
其中包括法兰尺寸、材料要求、连接方式和密封性能等。
ASME B16.5:钢制法兰和铸铁管法兰标准该标准规定了钢制法兰和铸铁管法兰的尺寸、材料和制造要求。
在高压阀门的设计和安装中,法兰是连接阀门和管道的重要组成部分,因此该标准对于高压阀门尤为重要。
ASME B16.10:面对面和中心到端的尺寸标准该标准规定了高压阀门的面对面尺寸和中心到端尺寸的要求。
准确的面对面尺寸和中心到端尺寸是确保高压阀门安装正确的关键。
ASME B16.25:焊接端尺寸标准该标准规定了高压阀门焊接端的尺寸要求。
在高压工况下,阀门通常需要通过焊接方式与管道连接,因此焊缝的质量和尺寸是保证阀门安全运行的关键。
API标准API(美国石油学会)制定了许多与石油和天然气行业相关的标准,其中也包括高压阀门的相关标准。
以下是一些与高压阀门相关的API标准:API 6D:管道阀门标准该标准适用于高压和超高压管道阀门,包括闸阀、球阀、蝶阀等。
API 6D规定了高压阀门的设计、制造和测试要求。
API 598:阀门检验和试验标准该标准规定了各种类型和尺寸的阀门的检验和试验要求。
高压阀门必须按照API 598进行严格的测试,以确保其安全性和性能。
API 602:钢制阀门标准该标准规定了高压钢制阀门的设计、制造和测试要求。
API 602适用于一些特殊高压工况下的阀门,如高温、高压等。
多级降压调节阀的选型设计与计算解读
多级降压调节阀的选型设计与计算解读
一、选型
1.压力范围:首先需要确定需要控制的工作压力范围,根据实际工况
和流体特性,选择适用的压力范围。
2.流量要求:根据需要控制的流量大小,选择合适的阀口直径和阀门
类型。
3.材料选择:根据流体的性质,选择耐腐蚀、耐高温或其他特殊材料
的阀门。
二、设计
1.阀门结构:多级降压调节阀通常采用多级与单级结构。
多级结构适
用于高压差和大流量的情况,而单级结构适用于小压差和小流量的情况。
2.阀门位置:确定阀门的位置,一般分为两种方式:嵌入式和露出式。
嵌入式阀门安装在管道中,露出式阀门则位于管道外部。
3.流体通道:确保阀门内部的流体通道流畅,减少流阻。
三、计算
1.流量计算:根据需要控制的流量大小和阀门的特性曲线,计算出合
适的阀门开度,即阀门开口程度。
可以使用流量公式进行计算,如流量等
于压力差乘以阀门的流量系数。
2.压降计算:根据阀门所处位置的压力以及需求的工作压力范围,计
算出阀门需要降低的压力值。
可以使用压降公式进行计算,如压降等于流
量乘以阀门的压降系数。
3.阀门选型计算:根据以上的流量和压降计算结果,选取合适的阀门型号和尺寸,以满足流量和压降的要求。
总结。
高压阀门标准
高压阀门标准高压阀门是工业生产中不可或缺的设备,它在管道系统中起着控制流体流向、压力和流量的重要作用。
为了确保高压阀门的安全可靠运行,制定了一系列严格的标准,以保证其设计、制造、安装和维护都符合规范。
本文将围绕高压阀门标准展开讨论,以便更好地了解和应用这些标准。
首先,高压阀门的设计和制造必须符合国家标准,如《高压阀门制造通用技术条件》(GB/T 12234-2005)、《高压阀门通用技术条件》(GB/T 12235-2005)等。
这些标准规定了高压阀门的材料选用、结构设计、密封性能、耐压能力等方面的要求,确保了高压阀门在高压、高温、腐蚀等恶劣工况下的安全可靠运行。
其次,高压阀门的安装和使用也要符合相关标准要求。
《高压阀门安装、使用和维护通则》(GB/T 12236-2005)规定了高压阀门的安装位置、安装要求、使用注意事项、维护周期等内容,以及高压阀门在使用过程中的检修、维护和更换等方面的要求,确保了高压阀门在使用过程中的安全可靠。
此外,高压阀门的检验和试验也是非常重要的环节。
《高压阀门检验与试验通则》(GB/T 13927-2008)规定了高压阀门的出厂检验和现场试验的内容和方法,包括外观检查、尺寸检验、密封性能试验、耐压试验等,以确保高压阀门的质量符合标准要求。
另外,对于高压阀门的维护和保养,也有相应的标准规定。
《高压阀门维护与保养通则》(GB/T 12237-2005)规定了高压阀门的日常维护、定期保养和故障处理的方法和要求,以延长高压阀门的使用寿命,保证其长期稳定运行。
总的来说,高压阀门标准是保证高压阀门安全可靠运行的重要保障,只有严格遵守这些标准要求,才能确保高压阀门在工业生产中发挥应有的作用。
因此,我们在选型、采购、安装、使用和维护高压阀门时,都应该严格按照相关标准要求进行,以确保高压阀门的质量和安全性。
超低温高压球阀阀座与自泄压结构设计
书山有路勤为径,学海无涯苦作舟超低温高压球阀阀座与自泄压结构设计介绍了液化天然气用超低温高压球阀拨叉自复位式阀座的结构特点,论述了密封圈材料VESPEL SP21 的性能,分析了阀体中腔自泄压方法。
1、概述随着液化天然气( LNG) 技术的快速发展,对超低温高压球阀( 简称球阀下同) 性能提出了越来越高的要求。
球阀主要用于低温和超低温管路系统中,接通或截断管路中工作介质的流动,从而能保证管路系统的正常运行。
本文主要探讨球阀阀座和阀体中腔泄压结构的特点。
2、结构特点球阀采用上装固定球结构(2.1、拨叉自复位式阀座阀座密封预紧力由安放在弹簧保持架中施压于阀座肩部的多个圆柱螺旋压缩弹簧提供,该力恢复并补偿长期开关阀门导致的密封面磨损及阀体内部的高低温热力变化,保证密封的可靠性。
阀座为拨叉自复位式(2.2、密封圈在-196℃低温状态下,由于非金属材料韧性好,弹性大,密封所需比压较小,采用了金属对非金属组合密封副,即阀座采用金属材料,密封圈采用VESPEL SP21 材料。
VESPEL SP21 热膨胀性较小,渗透性、熔点和熔融粘度、摩擦系数和水-汽渗透率较低,不渗透任何气体,为不助燃的密封聚合物。
在LNG -196℃高压输送管路中,VESPEL SP21 不发生脆裂,不蠕变,弹性和韧性较好,与PCTFE 相比能承受更高载荷,其耐低温性、耐磨损性、抗变形能力好,使其在高压力低温环境下更容易密封(表1) 。
但是,VESPEL SP21 硬度较低,容易出现擦伤和划痕,使阀门出现泄漏。
另外,VESPEL SP21 价格高,其成本是PCTFE 的几倍。
3.1、自泄压式阀座自泄压阀座(由于受压面积A4 A3,当阀腔压力增至1.33 倍工作压力。
高温高压电站阀门标准
1、高温高压电站闸阀主要设计规范
设计与制造GB/T12234 ASMEB16.34
结构长度JB/T3595
接口连接尺寸JB/T3595 GB/T12224
检验与试验JB/T3595 MSS SP61
压力与温度基准JB/T3595 ANSI B16.34
2、高温高压电站闸阀主要压力等级
公称压力200、250、320
工作压力P 55 100V、P 55 140V、P 55 170V
3、高温高压电站闸阀结构优势
1.采用压力自紧式密封,阀体支管两端为焊接连接。
2.阀坐、阀瓣密封面采用钴基硬质合金等离子喷焊而成,耐磨、抗擦伤性能好。
3.阀杆经抗腐蚀性氮化处理,有良好的抗腐蚀性和抗擦伤性。
4. 高温高压电站闸阀相关标准
JBT 3595-2002电站阀门一般要求
JB/T 5263-2005 电站阀门铸钢件技术条件
JB/T 4018 电站阀门型号编制方法
DL 959-2005 电站锅炉安全阀应用导则
DLT 531-1994电站高温高压截止阀闸阀技术条件
DLT 641-2005 电站阀门电动执行机构
DLT 850-2004 电站配管
GB 10869 电站调节阀技术条件
GBT 10868-2005 电站减温减压阀
5. 高温高压电站闸阀与其他阀门区别
自贡自牌电站阀门有限公司(原自贡电站阀门厂)系专业的给我高压电站阀门制造厂家。
页岩气压裂用超高压阀门的设计计算
页岩气压裂用超高压阀门的设计计算作者:李人望刘旭辉来源:《科技创新与应用》2018年第29期摘要:文章主要介绍页岩气压裂用超高压20000PSI阀门的设计,从设计标准、产品应用及理论计算上逐步阐述设计的要点,使相关设计人员对产品的设计有一定的认识,为其提供设计参考。
关键词:页岩气;阀门;20000PSI;设计计算中图分类号:TE37 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2018)29-0100-02Abstract: This paper mainly introduces the design of super high pressure 20000PSI valve for shale gas pressure crack, and expounds the main points of design step by step from the design standard, product application and theoretical calculation, so that the related designers have a certain understanding of the product design and provide the design reference for it.Keywords: shale gas; valve, 20000PSI; design calculation超高压大口径阀门应用于页岩气压裂施工作业的井口装置设备上,主要功能是连接压裂油管头与压裂羊角头,相比普通API 6A阀门,具有大口径、耐超高压、密封可靠的特点。
相关行业规范API 6A和GB 25513上的具体规定有限,不足以指导产品实际设计,本文从结构、材料、计算上分别予以重点讲述。
1 结构阀门的内外部结构见图1,在井场的安装位置见图2:1.液压缸;2.阀盖;3.阀杆;4.支撑板;5.阀体;6.阀座;7.阀板;8.尾盖;9.尾杆2 材料按照API 6A《井口装置和采油树设备规范》,悬挂器的材料需要符合规范要求,见图1,对于DD/EE/FF/级别的悬挂器选择材料时一定要考虑材料是否符合NACE MR0175的要求,碳钢和低合金钢要考虑硬度要求,不锈钢需要考虑H2S分压,比如:AISI 4140 110K低合金钢不能用于DD级别,硬度超过了HRC22;17-4PH不锈钢材料不能用于EE级别、H2S分压超过1.5psi的场合。
页岩气压裂用超高压阀门的设计计算
页岩气压裂用超高压阀门的设计计算文章主要介绍页岩气压裂用超高压20000PSI阀门的设计,从设计标准、产品应用及理论计算上逐步阐述设计的要点,使相关设计人员对产品的设计有一定的认识,为其提供设计参考。
标签:页岩气;阀门;20000PSI;设计计算Abstract:This paper mainly introduces the design of super high pressure 20000PSI valve for shale gas pressure crack,and expounds the main points of design step by step from the design standard,product application and theoretical calculation,so that the related designers have a certain understanding of the product design and provide the design reference for it.Keywords:shale gas;valve,20000PSI;design calculation超高压大口径阀门应用于页岩气压裂施工作业的井口装置设备上,主要功能是连接压裂油管头与压裂羊角头,相比普通API 6A阀门,具有大口径、耐超高压、密封可靠的特点。
相关行业规范API 6A和GB 25513上的具体规定有限,不足以指导产品实际设计,本文从结构、材料、计算上分别予以重点讲述。
1 结构阀门的内外部结构见图1,在井场的安装位置见图2:1.液压缸;2.阀盖;3.阀杆;4.支撑板;5.阀体;6.阀座;7.阀板;8.尾盖;9.尾杆2 材料按照API 6A《井口装置和采油树设备规范》,悬挂器的材料需要符合规范要求,见图1,对于DD/EE/FF/级别的悬挂器选择材料时一定要考虑材料是否符合NACE MR0175的要求,碳钢和低合金钢要考虑硬度要求,不锈钢需要考虑H2S 分压,比如:AISI 4140 110K低合金钢不能用于DD级别,硬度超过了HRC22;17-4PH不锈钢材料不能用于EE级别、H2S分压超过1.5psi的场合。
API623阀门标准
API623阀门标准
API 623是美国石油学会(American Petroleum Institute)发布的阀门标准。
该标准规定了高温高压条件下使用的针型阀门的设计、材料、制造、检验和性能要求。
以下是API 623阀门标准的一些主要内容:
1.适用范围:API 623标准适用于高温(超过1000°F或538°
C)和高压(超过2500 psi或17.2 MPa)条件下使用的针型阀门。
2.设计和制造要求:标准要求采用合适的材料,确保阀门能够
满足设计温度和压力条件下的安全性能。
标准还规定了阀门的尺寸、连接方式、操作方式和相关零件的要求。
3.标记和认证:API 623要求阀门上应有清晰可见的标识,包
括制造商的标识、阀门型号、材料等。
此外,阀门制造商还需提供相关文件和证书,以验证阀门符合标准的要求。
4.检验和试验:API 623要求对针型阀门进行严格的检验和试
验,确保阀门的质量和安全性能。
这些检验和试验包括外观检查、尺寸测量、材料分析、破坏性试验、泄漏检测、阀门动作测试等。
5.性能要求:标准规定了阀门在高温高压条件下的性能要求。
这些要求包括阀门的泄漏率、密封性能、操作力矩、承受压力和温度的能力等。
API 623阀门标准旨在确保高温高压环境下使用的针型阀门的可
靠性和安全性能。
通过遵守该标准,阀门制造商和用户可以确保阀门在极端工况下的正常运行和可靠性。
毕业设计 阀门的设计
一.阀体的结构形式是浮动球阀 连接形式是法兰连接 结构长度为230二.阀体厚壁的计算球阀阀体常用整体铸,段或棒材加工而成。
计算时一般把球阀的阀体当作受内压的薄壁圆筒来考虑。
即当外径与内径之比小于1比2时,按薄壁计算。
大于1比2时按厚壁计算。
1. 薄壁阀体 中低压金属球阀阀体的强度计算通常采用薄壁容器的计算公式Sb =S式中 考虑附加裕量的厚度按强度计算的厚壁设计压力阀体内腔的最大直径材料的许用拉力应力C 考虑铸,锻造偏差,工艺性和流体的腐蚀等因素的附加裕量。
根据经验一般取C =3-6mm 。
C 值也可参考表6-5选取2.厚壁阀体 高压金属球阀阀体厚壁的计算公式如下Sb =S `b +CS `b =2D (Ko-1) 整理上式 Sb =2D (Ko-1)+C 其中 Ko =[][]3p -σσ式中 []σ-----材料的许用应力。
取 与 两者的较小值b σ和1σ--------常温下材料的抗拉强度和屈服强度见表6-11表6-19nb 和 n1---------分别以抗拉强度为指标安全系数和以屈服强度为指标的安全系数。
取nb =4.25,n1=2.3[]σ=1.6 s `b =2.6 C =5 sb =7.6 D =1.8DN =90Sb+DN/DN<1.2 按薄壁计算 选球墨铸铁QT400-15 阀体最小壁厚的规定铁制球阀的最小壁厚为9.5三.阀体的材料是球墨铸铁QT400-15四.法兰的计算1.法兰螺栓载荷的计算 按以下两种情况进行()1操作情况 由于流体静压力所产生的轴向力促使法兰分开,而法兰螺栓必须克服此种端面载荷,并且在垫片或接触上必须维持足够的压紧力,以保证密封。
此外,螺栓还承受球体与阀座密封圈之间的密封力作用。
在操作情况下,螺栓受力的载荷为WPWp =F +Fr +Q =0.785Do 2P +2bmP π+ Q =45643.74式中Wp---------在操作情况下所需要的最小螺栓载荷F -------- 总的流体惊讶轴向力Fp -------- 连接接触面上总的压紧载荷Do -------- 载荷作用位置处垫片的直径,当bo ≤6.4mm 时。
高压阀门标准
高压阀门标准高压阀门是指在工作压力高于4MPa的管路上使用的阀门,主要用于控制介质的流动、压力和温度。
由于其工作环境的特殊性,高压阀门的标准显得尤为重要。
本文将就高压阀门标准进行详细介绍,以便广大用户了解和选择适合自己需求的高压阀门。
首先,高压阀门的标准主要包括以下几个方面,设计标准、材料标准、制造和检验标准。
设计标准是指高压阀门在设计过程中需要遵循的技术规范,包括结构长度、法兰尺寸、密封面形状和尺寸等方面的要求。
材料标准则规定了高压阀门所采用的材料应符合的化学成分、力学性能、金相组织和技术要求等。
制造和检验标准则是对高压阀门在制造和使用过程中需要满足的技术条件和检验方法进行规范。
其次,高压阀门的标准应当符合国家相关法律法规和行业标准,同时还应考虑到用户的实际需求。
在选择高压阀门时,用户应首先了解自己的工作环境和工艺要求,然后根据相关标准进行选型。
例如,对于在化工行业使用的高压阀门,应选择符合国家化工行业标准的产品;对于在核电站使用的高压阀门,应选择符合国家核电行业标准的产品。
另外,高压阀门的标准还应考虑到其使用的安全性和可靠性。
在设计和制造高压阀门时,应严格按照相关标准的要求进行,确保产品具有良好的密封性能、耐压性能和耐腐蚀性能。
同时,高压阀门在使用过程中应定期进行检验和维护,确保其在高压环境下的安全可靠运行。
最后,高压阀门的标准化生产和使用对于提高产品质量、降低生产成本、促进行业发展具有重要意义。
通过制定统一的标准,可以避免因产品质量不合格导致的安全事故和环境污染,提高产品的可靠性和可维护性,降低用户的使用成本,推动行业技术的进步和发展。
总之,高压阀门的标准是保证产品质量和安全可靠运行的重要保障,用户在选择和使用高压阀门时应充分了解相关标准的要求,确保选用合适的产品,并严格按照标准要求进行使用和维护,以确保高压阀门在工作中发挥最大的作用。
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江南阀门有限公司 丁伟民 2007年 2007年9月
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1概述 1.1公称压力 公称压力
公称压力是表达阀门压力高低的尺度,新中国成 立至今,对公称压力己先后有三次大的改动。 除了公称压力外,还有以下常用的压力: (1)工作压力 :指阀门在正常工作情况下,可 能达到的最高压力; (2)设计压力 :指阀门设定的最高压力,与相 应的设计温度一起作为设计载荷条件,其值不低 于工作压力; (3)试验压力:指阀门进行压力试验时的压力。
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3.2.3奥氏体不锈钢
在石油化工装置上,介质往往既有高温、高压,又有腐蚀性,因此必 须选用既耐高温、高压,又耐腐蚀的材料。奥氏体不锈钢的高温强度 高,尤其是含有Ti、Nb等合金元素的18-8钢,其高温性能更优越。 常用的不锈钢钢铸件材料有: 中国标准:GB/T 12230 ZG03Cr18Ni10、ZG08Cr18Ni9、 ZG08Cr18Ni9Ti、ZG12Cr18Ni9Ti、ZG08Cr18Ni12Mo2Ti、 ZG12Cr18Ni12Mo2Ti、CF3、CF3M、CF8、CF8M、CF8C; 美国标准:ASTM A351 CF3、CF3M、CF8、CF8M、CF8C、 CG8M、CF10、CF10M,ASTM A217 CA15。 常用的不锈钢锻件(含板材)材料有: 中国标准:GB/T 1220 0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti、1Cr18Ni9Ti、 0Cr17Ni12Mo2、0Cr18Ni12Mo2Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti; 美国标准:ASTM A182 F304、F316、F304L、F316L、F321、 F304H、F316H、F51、F53、F55。
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在电力行业标准DL/T 922-2005“火力发电用钢制通用阀门订 货、验收导 则”标准中巳对承压件主体材料作了如下规定: WCB 或 ASTM A216 WCB,25或ASTM A105 最高适用温 度为427℃; WC1或ASTM A217 WC1,ASTM A182 F1 468℃ WC6或ASTM A217 WC6,15CrMo或ASTM A182 F11 540℃ WC9或ASTM A217 WC9,ASTM A182 F22 570℃ ASTM A217 C12A,ASTM A182 F91 600℃ ZGCr5Mo,Cr5Mo 550℃ ZG20CrMoV,12Cr1MoV 550℃ ZG15Cr1Mo1V,15Cr1Mo1V 570℃ ZG1Cr18Ni9Ti,1Cr18Ni9Ti 650℃ ZG1Cr18Ni12Mo2Ti,1Cr18Ni12Mo2Ti 650℃
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1.3高压阀门的界定 1.3高压阀门的界定
阀门行业内曾有一个共识: (1)绝对压力低于1个大气压的阀门叫真空 阀; (2)压力≦1.6MPa叫低压阀门; (3)压力2.5~6.4MPa叫中压阀门; (4)压力10.0~80.0MPa叫高压阀门; (5)压力≧100.0MPa叫超高压阀门。
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3.3阀杆材料 3.3阀杆材料
阀杆是阀门的承压件之一,在阀门开启 和关闭过程中,承受拉、压、剪切和扭转作 用力,并与介质直接接触,同时和填料之间 还有相对摩擦运动,因此阀杆材料必须保证 在规定的介质、温度、压力下有足够的强度 及冲击韧性,并有能满足要求的耐腐蚀性和 抗擦伤性,还有良好的工艺性。
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1.2压力-温度额定值 压力压力-温度额定值是一种划分压力等级的标准, 我国阀门的压力-温度额定值是参照 GB/T12224-2005“钢制阀门一般要求”标准 执行,但国际上比较通用的标准是美国ASME B16.34“法兰、螺纹和焊接端连接的阀门”, 这些标准规定了不同材料组别在不同温度下 的最高工作压力,或者以温度和工作压力来 确定压力等级。
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3.2壳体材料 3.2壳体材料
壳体包括阀体、阀盖等零件,直接承受介质压 力,为阀门的承压件,其材料必须具有能在规定的 介质、温度和压力下达到应有的机械性能、化学成 份,并有良好的冷、热加工工艺性。 在GB/T12224“钢制阀门 一般要求”标准中,列 入了1.0~1.5六组碳钢、低合金钢,1.9、1.10、 1.13、1.15四组铬钼钢,2.1~2.5五组不锈钢材 料,共计15组不同的材料。 在ASMEB16.34a“法兰、螺纹和焊接端连接的阀 门” 标准中,列入了1.1-1.15十五组碳钢、合金 钢,2.1-2.8八组不锈钢材料,共计23组不同的材 料。
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3.2.4关于熔模铸造件(精铸件)
在GB12224-89的老标准中曾规定,精 密铸造件不得用于公称压力PN>10.0MPa 的阀门,但在新标准和ASMEB16.34a标准 中己作了修改,规定当DN≤100、 PN≤110的阀体和阀盖,采用精铸件时,应 符合其表1涉及的标准要求;当精铸件大于 上述范围时,则应符合材料标准的全部要求。
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我国国家标准、美国ASME标准、欧盟标准的压 力等级值对照:
标准类别 公称压力(压力等级)
EN (bar) 20 50 110 150 260 320 420 600 760 GB PN 20 50 110 150 260 320 420 600 760 ASME (CL.) 150 300 600 900 1500 2000 2500 3500 4500
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2.2高压阀门的结构特征 2.2高压阀门的结构特征
高压阀门的结构与中压阀门有许多相同 之处,比如零件的构成、形状等。但由于承 受介质的压力高或者温度亦高,所选用的材 料亦不一样,因此在一些具体部位上仍有其 特点,现分别予以表述。
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2.2.1中法兰连接结构 2.2.1中法兰连接结构
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在汽轮机制造行业又按下列范围划分: (1)低压 <1.47MPa (2)中压 1.96~3.92MPa (3)高压 5.88~9.8MPa (4)超高压 11.77~13.93MPa (5)亚临界 15.69~17.65MPa (6)临界 22.15MPa (7)超临界 >22.15MPa (8)超超临界 >32.0MPa
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标准压力级阀门:是指满足GB/T12224或ASME16.34a标准 的阀门,除满足其附录规定的无损探伤检验要求之外的阀门, 都定ห้องสมุดไป่ตู้标准压力级阀门; 专用压力级阀门:亦有叫特殊压力级阀门,是指除满足标准级 阀门的要求外,还要满足其附录要求的无损探伤检验要求的阀 门,但不适用于法兰连接端阀门; 限定压力级阀门:是指NPS21/2及更小的螺纹端或焊接端阀门, 但不适用于法兰连接端阀门; 中间额定值阀门:是指焊接端或螺纹端阀门在压力等级数值内 处于表列额定温度或额定压力之间的中间额定值可以用线性插 值法确定,但不适用于法兰连接端阀门; 组焊阀门:是指完全或部分用铸件、锻件、棒料、板材或管材 组焊而成的阀门。
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3.3.1不锈钢 中国标准:GB/T 1220 2Cr13、3Cr13、1Cr17Ni2、 1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti、1Cr18Ni12Mo3Ti、 0Cr17Ni4CuNb(17-4PH); 美国标准:ASTM A182 F6a 、F304、F316、F304L、 ASTM F304 F316 F304L F316L、ASTM A276 304、316、304L、316L。 3.3.2合金钢 中国标准:GB/T 1221 38CrMoAl、4Cr10Si2Mo,GB/T 3077 25Cr2Mo1V、25Cr2MoV、20Cr1Mo1V1A; 美国标准:ASTM A182 F11CL2、F12CL2、F22CL3、 F5、F5a、F9、F91。
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3.2.2合金钢
合金钢(铬-钼钢、铬-钼-钒钢)适用于温度为-29~650℃高 温、高压的工况,,主要便用在火力发电的高温、高压蒸汽, 炼油厂的催化裂化和加氢装置上。 根据GB/T12224-2005的规定: 常用的合金钢钢铸件材料有: 中国标准:JB/T 5263 WC1、WC6、WC9、C12A;JB/T 9625 ZG20CrMo、ZG20CrMoV、ZG15Cr1Mo1V、 ZG1Cr5Mo; 美国标准:ASTM A217 WC1、WC6、WC9、C5、C12、 C12A。 常用的合金钢锻件(含板材)材料有: 中国标准:GB/T 6654 15CrMoR、12Cr2Mo1R,JB/T 9626 15CrMo、12Cr1MoV、15Cr1Mo1V、1Cr5Mo; 美国标准:ASTM A182 F11、F22、F1、F5、F9、F 91。
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2结构 2.1各类高压阀门的典型结构 2.1各类高压阀门的典型结构
2.1.1 高压闸阀 高压闸阀主要由 阀体、阀盖、闸 板、阀杆、支架、 填料密封部分、 执行机构等零部 件组成 。
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2.1.2高压截止阀
高压截止 阀主要由阀体、 阀盖、阀瓣、 阀杆、支架、 填料密封部分、 执行机构等零 部件组成 。
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3.2.1碳素钢
碳素钢一般适用于温度在-29~425℃的非腐蚀性介质。 根据GB/T12224-2005的规定: 常用的碳素钢铸件材料有: 中国标准:GB/T 12229 WCA(ZG205-415)、WCB (ZG250-485)、WCC(ZG275-485),括号内的材料为 ZG250-485 WCC ZG275-485 GB/T 5631 5631的牌号; 美国标准:ASTM A216 WCA、WCB、WCC。 常用的碳素钢锻件(含板材)材料有: 中国标准:GB/T 699 25; GB/T 711 25; GB/T 6654 20R、16MnR;JB 4726 16Mn; 美国标准:ASTM A105。