调节阀基础知识

阀门材料与使用范围
阀体常用材料
WCC/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 F－800 F）（-29℃至427℃）
WC9 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 F
18
调节阀常用标准
阀门耐压能力表述法有两种 - 压力等级 （CL） - 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 CL 600 ：PN 110 CL 2500 ：PN 420
36
调节阀特性术语
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
37
调节阀特性术语
流量特性 --- 是指调节阀的行程在0－100％的范围内与 对应的流经调节阀的流量之间的关系。
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，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
29
阀门材料与使用范围
阀内件常用材料
440 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
ALLOY 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，铸造性能差，成本高，故不用于阀笼制造。
将启闭力传递到阀芯上的主要部件
阻止介质由阀杆处泄漏的零件
10
阀门组件
11
阀门密封件材料和使用温度
密封件 防止外漏的密封件：填料与垫片 填料 (Packing) 两种主要填料：PTFE填料，石墨填料
12
阀Biblioteka Baidu密封件材料和使用温度
PTFE 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－40℃－232℃ -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）
16
调节阀常用标准
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)
17
调节阀常用标准
的压力区间，即调节阀行程上某点正反程信号之差。
44
调节阀特性术语
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(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
ONE TEAM, ONE VISION
Masoneilan 调节阀培训资料
DFT Beijing Office
阀门的基本类型和用途
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)
49
调节阀特性术语
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20－40 dBA)
与管道直接连接，并控制介质流 通的调节阀主要零件。
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
9
阀门组件
4
阀座
5
阀笼
6
阀杆
7
填料
Seat ring Cage Stem
Packing
安装在阀体上，与启闭件组成密封副 的零件
起支撑和阀芯导向作用的零件
19
调节阀常用标准
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(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
20
调节阀常用标准
中间等级(Middle Class)
?标准等级或者特殊等级的线性插入，如：CL2890
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
1
阀门的基本类型和用途
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
50
有关阀内件的比较
51
有关阀内件的比较
平衡式阀内件特点： 调节性能好； 流通能力大； 执行机构力小； 适应于常温工况； 流关；
52
有关阀内件的比较
非平衡式阀内件特点： 密封性能好； 阀门结构简单，造价低； 执行机构力大； 适应较高温度 流开
53
有关阀内件的比较
54
有关阀内件的比较
55
控制气路图
泄漏量是衡量阀门内漏的指标。 泄漏等级(Leakage) ANS II－－VI
41
调节阀特性术语
42
调节阀特性术语
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－特定条件下流经阀门的流量。
43
调节阀特性术语 回 差 同一输入信号上测得的正反行程的最大差值 死 区（调节阀） 作用在执行器膜片上仍不能使其动作
15
调节阀常用标准 调节阀常用标准相关的组织
American National Standard Institute (ANSI) American Society of Mechanical Engineers (ASME) American Society for Testing and Materials (ASTM) Instrument Society of America (ISA)
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
5
气动调节阀附件
定位器
气-气定位器；
电-气定位器；
智能定位器
6
气动调节阀附件
空气过滤器
闭锁阀
7
气动调节阀附件 电磁阀
（ 快速）释放阀
8
阀门组件
序号 名称术语 相当的英语
说明
1
阀体
2
阀盖
Body
Bonnet
56
控制气路图
57
诊断表
无
有
58
调节阀常见故障分析(1)
故障现象 填料处泄漏
阀盖处泄漏 阀门内漏
故障原因 填料压力不足（螺栓扭矩不足） 填料损坏或有杂质
Designation (标识号）： STD; XS;
XXS;
33
管道尺寸及连接标准
34
阀门规格型号标识
35
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 = Cv√△P / G 用不同符号表示不同介质流量系数。 Cv－－液体 Cg －－气体 Cs－－蒸汽
47
调节阀特性术语
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！
48
调节阀特性术语
噪声 - 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。
13
阀门密封件材料和使用温度
石墨 填料的特点 - 工作温度较高427 ℃,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）
14
阀门密封件材料和使用温度
常用垫片(Gasket)
标准垫片由金属平垫片， 金属缠绕垫，石墨垫组成.
28
阀门材料与使用范围
阀内件常用材料 416 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。 17-4 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。
压差恒定时阀门的流量特性称作固有流量特性。 在压差等参数变化条件下阀门的流量特性称作实际流量 特性。
38
调节阀特性术语 调节阀的流量特性有三种 线性流量特性（linear) 等百分比流量特(EQ%) 快开流量特性(quick-opening)
39
调节阀特性术语
40
调节阀特性术语 （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。
2
阀门的基本类型和用途
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.
3
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。
4
阀门的基本类型和用途
30
管道尺寸及连接标准
法兰（ANSI B16.5）式联接有三种常用型式：
a.平面（FF）法兰
b.凸面(RF)法兰
c.环式（RTJ）法兰
31
管道尺寸及连接标准 焊接（ANSI B36.10)式连接
承插焊（SWE)：
对焊（BWE)
32
管道尺寸及连接标准 Schedule numder (壁厚系列号）： 20；30；40；60；80；100；120；140；160；
21
调节阀常用标准
22
调节阀常用标准
23
调节阀常用标准
24
调节阀常用标准
25
调节阀常用标准
26
调节阀常用标准 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。。。。。
27
46
调节阀特性术语
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。
Pvc Fluid Vaporization That Occurs When Pvc<Pv.
45
调节阀特性术语
气蚀（Cavitation)与闪蒸(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（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。