调节阀基础知识全解

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ANSI 压力等级

限制等级
– 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检验 – 相同温度下，同种材料能够承受比标准等级更高的压力 – 通常应用于高温高压的疏水阀
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ANSI 压力等级

水压试验
所有压力等级的阀门出厂前都必须通过水压试验 试验压力>=1.5x100℉时该压力等级允许的压力
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特殊等级
– 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检验
• 表面检验：磁性颗粒检验，液体渗透检验 • 立体检验：X射线检验，超声波检验
– 特殊等级的阀门只能是焊接连接
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调节阀常用标准相关的组织

ANSI FCI 70-2
– 调节阀密封等级标准

NACE MR-01-75
– 对油气开采过程中用于含H2S场合的材料的规范

BS1560
– 英国标准，对管道和阀门法兰连接的规范
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控制系统的概念

工业过程控制系统：开环控制，闭环控制；
闭环控制系统：
--有关过程变量的信息被连续不断的反馈控制器的设定点， 以连续的，自动的纠正过程变量。
CONTROLLER SENSING ELEMENT 传感器
(42) LOWER CAGE GASKET (1) BODY
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调节阀的主要性能指标

可调比（Rangeability）
– 调节阀最大可控流量与最小可控流量的比值 （Max.Cv/Min.Cv) – 可调比越大，调节阀的性能越高
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调节阀的构成



阀体（BODY） 阀盖组件（BONNET） 阀杆/轴（STEM/SHAFT） 阀芯/阀瓣（PLUG/DISK） 阀座（SEAT） 填料、垫片、密封环
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阀门的种类

按阀门的用途分：
– 切断用：闸阀、截止阀、球阀、旋塞阀、蝶阀 – 止回用：止回阀（抽汽逆止阀） – 调节用：调节阀、减压阀、蝶阀、V形开口球阀 – 分配用：三通阀、四通阀 – 安全用：安全阀、溢流阀
阀体与管道的连接形式

焊接
任何温度和压力下都不会出现泄漏，阀体下线困难
– 插焊（SWE）
• 用于阀门尺寸不大于2 inch的场合
– 对焊（BWE）
• 用于阀门尺寸不小于2.5 inch的场合
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CONTROL VALVE
PROCESS
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与调节阀常用标准相关的组织

ANSI 美国国家标准学会
– American National Standard Institute

API 美国石油学会 – American Petroleum Institute ASME 美国机械工程师协会
阀体与管道的连接形式

环式法兰
– 外形与凸面法兰相似 – 凸面出切出一同心U形环形槽 – 垫片为一个断面为椭圆形 或者八角形的圆环，该环 嵌入U形槽，旋紧法兰螺栓 后即获得可靠密封 – 垫片材质通常为Monel，也可以 是其他金属 – 工作压力可达1500 psi – 高温场合一般不选用环式法兰
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平面法兰
– – – – 常用于低压场合 多用于铸铁阀体，铜阀体 法兰面与垫片完全接触 螺栓紧固引起的法兰应力较低

凸面法兰
– 凸面经过精加工， 其上有密封水线保证密封性 – 凸面法兰可与各种材质的垫片一起使用 – 工作压力可达6000 psi – 工作温度可达815℃（1500℉）
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阀体与管道的连接形式

Clamped 嵌套连接
不对称法兰连接 透镜法兰连接
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调节阀的定义

工业过程控制系统中调节流体流量的控制装置， 又称控制阀。控制阀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。

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压力等级
压力等级表示阀体的耐压能力，表述法有两种： A、压力等级（ANSI CLXX） B、公称压力 （PNXX） 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： CL150： PN20 CL300： PN50 CL600： PN110 CL900： PN150 CL1500：PN260 CL2500：PN420

BS4504
– 英国标准，对管道和阀门法兰连接的规范
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调节阀的分类

按结构分类
– 笼式阀、单座阀、双座阀、球阀、蝶阀
ห้องสมุดไป่ตู้
按控制方式分类
– 电动调节阀、气动调节阀、液动调节阀

按动作方式分类
调节阀基础知识
阀门基本专业术语

阀门尺寸及大小头
压力等级 阀门 SCHEDULE的概念


阀体材料
阀体与管道的连接形式
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阀门尺寸及大小头

阀门的尺寸通常用公称通径来表示；
ANSI 压力等级

中间等级
– 标准等级或者特殊等级的线性插入，如：CL2890 – 举例 Rating Class CL1500 X CL2500 1305psig 1428 psig 2170 psig
温度 1000℉
X=1500+（1428-1305）/（2170-1305）X（2500-1500） =1642
– American Society of Mechanical Engineers


ASTM 美国材料试验学会
– American Society for Testing and Materials
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阀体材料





阀体材质的选择以流动介质的 温度、压力、腐蚀 性和冲刷性为依据，同时还应考虑介质的清洁程 度（有无固体颗粒） 铸造碳钢（WCC，WCB）是最经常使用的阀体材 料，适用工作温度：-29℃~427℃ 通常使用的材料还有WC9，WC6 ，适用工作温度： -29℃~595℃ 不锈钢材料：316SST，316LSST，适用工作温度： -196℃~600℃，适用于轻度腐蚀性的介质 具体见黑皮书P95
调节阀常用标准相关的组织

ASME B16.34
– 阀体设计标准（压力等级、水压试验、NDE）

MSS-SP-25
– 标记、铭牌的设计标准

ASTM
– 阀门材料选用标准

ASME B16.5—法兰尺寸标准 ASME B16.25—对焊尺寸标准 ASME B16.11—插焊尺寸标准 ASME B1.20.1—螺纹连接尺寸标准 ASME B16.10—结构长度标准
阀门 SCHEDULE的概念

Schedule是决定阀门接口尺寸的一个参数；
举例说明如下：
2 inch Sch.40的阀门接口尺寸:
外径：2.375 inch
壁厚：0.154 inch 见黑皮书P238
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(23) PACKING STUD (25) CLAMP NUT (2) BONNET (43) UPPER CAGE GASKET
(9) BODY STUD
(41) BONNET GASKET (20) PLUG SEAL RING (7) CAGE (6) PLUG (10) BODY STUD NUT
比如英制表示为: 1”, 1.5”, 2”…… 公制表示为: DN25, DN40, DN50……

公称通径是仅供参考的圆整数，与加工尺寸仅呈 不严格的关系 根据ANSI规格，所有调节阀的尺寸必须不小于 管道的1/2


通常调节阀与管道的连接需要大小头，或者是带 颈法兰
阀门的结构长度指阀门的端面与端面之间的长度

法兰连接
– 适用于控制阀的各种压力范围，适用温度可达815℃。具有各种尺 寸 – 法兰连接有三种常用型式：
• 平面（FF）法兰 • 凸面（RF）法兰 • 环式（RTJ）法兰
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阀体与管道的连接形式
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调节阀的主要性能指标

流通能力 -特定条件下流经阀门的流量 流量系数（Cv）
– 其他用途：蒸汽疏水阀、排污阀、放空阀等等
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阀体与管道的连接形式

螺纹连接
– – – – 常用于小尺寸阀门（<=2”) 比法兰连接成本低 螺纹通常是管螺纹（NPT） 从管道上把阀体拆卸下来不如法兰连接方便
– PACKING，GASKET， – SEAL RING – PISTON RING。。。

阀笼（对于笼式阀）
– CAGE
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调节阀的构成
BV500
(8) STEM (39) STEM NUT
– 直行程式、角行程式（旋转阀）

按阀体形式分类
– 直通阀、角阀
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调节阀类型
Globe 直通式 Angle 角式 3-Way 三通 Steam Conditioning Desuperheater 减温器 Choke Valve 节流阀

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压力等级
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ANSI 压力等级

标准等级
– 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