调节阀基础知识

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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）
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
(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
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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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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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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
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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
(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
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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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
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。
– 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

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

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
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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
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；
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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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
– American Society of Mechanical Engineers


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

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压力等级
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ANSI 压力等级

ห้องสมุดไป่ตู้
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
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
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

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

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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