阀门基础知识培训资料.pdf
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1、阀门基础知识培训资料 企 业 培 训 手 册 温 州 奥 科 阀 业 目 录 前 言1 第 一篇:基础篇 2 第 一节:阀门的分类 2 第二节: 阀门的术语 3 第三节:阀门 的参数 4 第四节:阀门的编 号6 第五节:各种阀门连 接7 第六节:常用材料的密 度8 第二篇:阀门的结构和原 理10 闸 阀: 10 截止 阀13 节流 阀14 止回 阀15 旋塞 阀17 球 阀19 蝶 阀21 第三篇:材料 第一节:主体材料 22 第二 节:常见零件材料31 第三节: 焊材 39 第四节:垫 片41 第五节:填 料42 第六节:紧固 件44 第四篇:阀门常 用标准第一节:产品标 准44 第二节:材
2、料标 准46 第三节:其它标 准46 第五篇:阀门检 验47 第六篇:阀门 的安装与操作 48 第七篇:阀门 报价事项 49 参考文 献50 KOVEALDTVL,.OC温州奥科阀业有限公司专业生产销售维护: 闸阀、截止阀、止回阀、球阀 销售电话82838976-7750:前 言 阀 门是流体管路的控制装置,其基本功能是接通或切断管路介质的 流通,改变介质的流动方向,调节介质的压力和流量,保护管路 的设备的正常运行。随着现代工业的不断发展,阀门需求量不断 增长,一幢现代高楼需要大量的阀门。一个现代化的石油化工装 置就需要上万只各式各样的阀门,但往往由于制造、使用选型、 维修不当,发生跑、冒、滴
3、、漏现象,由此引起火焰、爆炸、中 毒、烫伤事故,或者造成产品质量低劣,能耗提高,设备腐蚀, 物耗提高,环境污染,甚至造成停产等事故,已屡见不鲜,因此 人们希望获得高质量的阀门,同时也要求提高阀门的使用,维修 水平,这时对从事阀门操作人员,维修人员以及工程技术人员, 提出新的要求,除了要精心设计、合理选用、正确操作阀门之外, 还要及时维护、修理阀门,使阀门的“ 跑、冒、滴、漏 ” 及各类事故 降到最低限度。阀门选择原则有以下三个方面:一、满足使用性 能 为了满足使用性能,就要根据阀门的工作条件即介质的温度、 压力、介质的性质,例如有无腐蚀、有无颗粒、是否会被金属离子 污染以及阀门零件在阀门中所起
4、的作用,受力情况等来选择材料。 而最最关键的是要保证阀门在相应的环境中可靠的工作。二、有 良好的工艺性工艺性包括铸造、锻造、切削、热处理、焊接等性 能。三、有良好的经济性经济性即是要用尽可能低的成本制造 出符合性能要求的产品。评价经济性的好坏可以用价值与性能(功 能)成本三者关系表示:F(性 能) V(价值) = G(成本) 因 此提高产品价值有三个途径:性能不变成本降低;成本不变提高 性能;增加一定的成本带来性能更大的提高。gPa e1 5D编 KOVEALDTVL,.OC温州奥科阀业有限公司专业生产销售维护: 闸阀、截止阀、止回阀、球阀 销售电话82838976-7750:第一篇基 础篇第
5、一节阀门分类阀门的种类很多,且有多种分类方法。 一、按用途和作用分类1、 截断阀类主要用于截断或接通介质流。 包括闸阀、截止阀、隔膜阀、旋塞阀、球阀、蝶阀等。2、 调节 阀类主要用于调节介质的流量、压力等。包括调节阀、节流阀、 减压阀等。3、 止回阀类用于阻止介质倒流。包括各种结构的 止回阀。4、 分流阀类用于分配、分离或混合介质。包括各种 结构的分配阀和疏水阀等。5、 安全阀类用于超压安全保护。 如安全阀。二.、按主要参数分类1、 按压力分类 真空阀工 作压力低于标准大气压的阀门。 低压阀公称压力 PN450 的阀门。 中温阀120 t ,ZG0Cr18Ni12Mo2Ti 、 ZG1Cr18
6、Ni12Mo2Ti。 三、阀门常用主体材料1、 碳素钢1) 碳素钢铸件适用于非腐蚀性介质, 在某些特定条件下, 如在一定范围内的温度,浓度条件下也可用于某些腐蚀性介质。 适用温度 -29425 。(常用于水、 蒸气、油等非腐蚀介质)目 前国内采用的现行标准是GB12229-89 通用阀门碳素钢铸件技 术条件,材料牌号为WCA 、WCB 、WCC 。该标准是参照美国 材料实验协会标准ASTM A216 高温用可熔焊碳钢铸件标准规 范制定的。另外国内还常用ZG230-450 ZG25等,常用 WCB 代替。国外一般都制定了用于阀门主体材料的碳钢铸件标准。国 际上常用的为ASTM A216/A216
7、M 中的 WCA 、WCB 、 WCC , 其 牌号的基本含义是: W 表示可焊接的 , C 表示为铸造的 , A、B、C 则表示碳素铸钢的强度等级, 其中 A 为较低强度的 , B 为中等强 度的 , C 为较高强度的。一般最常用的为中等强度的WCB 牌号 的可焊接的碳素铸钢。当强度要求gPa e23 5D编 KOVEALDTVL,.OC温州奥科阀业有限公司专业生产销售维护: 闸阀、截止阀、止回阀、球阀销售电话82838976-7750:较高时 , 应采用 WCC , 因为 WCC 中的 Mn 的含量较高 , 对钢的强化作 用提高 , s 值也随之提高。2)碳素钢锻件我国根据需要也制定 了适
8、用于阀门主体材料要求的碳钢锻件标准。其常用的有GB 12228 和 JB 4726 。 制造锻造阀门主要承压件、阀体、阀盖的材 料最常用的牌号是GB699 优质碳素钢结构钢技术条件中的 20.25.30.35.40以及 25Mn. 一般习惯上中压锻钢阀采用25 号钢 制作承压件, 35 号 40 号用于制作PN16.0Mpa 、PN32.0Mpa锻 造角式高压阀承压件。PN14.0Mpa的缩径锻钢阀承压件常用25 或 25Mn 制作。应注意锻件锻造后必须进行热处理,25 号钢(包 括 25 号)以下采用正火处理。国内阀门主体常用碳钢锻件材料 化学成分及力学性能引进装置进入我国后,国外进口的锻造
9、碳素 钢阀门如 800 磅级锻钢阀采用的材料是ASTM A105管道部件用 碳素钢锻件 其主要化学成分 (%) :C Mn Si P S 化学成分0.35 0.601.05 0.35 0.04 0.05 b (Mpa) s (Mpa) % % HB 力学性能485 250 22 30 187 注意事项 : ASTM A105 并不是我国的25 号钢或 25Mn 钢,虽然其主要化学成分相当于我 国的 25Mn ,但 ASTM A105对其杂质元素Cu、Ni、Cr、Mo、V、 Nb 的控制以及C、Mn 的含量的关系都有控制要求。 锻钢阀 门是否需要进行材料的力学性能检测是根据产品设计要求决定 的,
10、对于低碳钢只要化学gPa e24 5D编 KOVEALDTVL,.OC温 州奥科阀业有限公司专业生产销售维护:闸阀、截止阀、 止回阀、 球阀销售电话82838976-7750:成分合格,正火的热处理工艺正 确,他的力学性能就是一定的,不象中碳钢和高碳钢可以按淬火 后的不同回火温度得到不同的力学性能。对于锻造高压阀门如 PN16.0Mpa.PN32.0Mpa或更高压力的锻钢阀由设计决定采用的 材料应达到的机械性能。根据所要求的机械性能确定回火温度, 以达到材料的性能符合设计要求。ASTM A105 为适用于阀门主 体材料的碳钢锻件标准。标准中对材料的化学成分和力学性能进 行了规定, 同时还对钢材
11、的冶炼方法, 制造要求、热处理方式和 化学成分及力学性能的执行标准都作出了规定。2、普通低温钢 1)低温钢铸件:一般低温系指小于-29至 -196 范围内。小于 -196 至 -269 为超低温范围。石化企业规定低于-20就算低 温。一般碳素钢、低合金钢、铁素体钢在低温下韧性急剧下降, 脆性上升,这种现象叫材料的冷脆现象。ASTM A352/ 352M 标 准中规定了适用于低温工况条件下阀门主体材料的马氏体和铁素 体钢的铸件。该标准中共有LCA 、LCB 、LCC 、LC1 、LC2 、 LC2 - 1 、LC3 、LC4 、LC9 和 CA6NM 等 9 种低温钢铸件牌 号, 其适用的低温等
12、级从- 32 (LCA) - 196 (LC9) 。钢号中 的 L 表示低温用钢 , C 表示材料的类型为铸件, 后面的 A、B、C 表示属于碳钢类系列, 是按钢适用温度的高低排列, 越排后的其 力学性能越好、低温性能越好及冲击试验的温度越低, 分别是 LCA ( - 32 ) LCB 和 LCC( - 46 ) 。虽然 LCB 与 LCC 的 冲击试验温度都是- 46 , 但 3 个试样的平均值和3 个试样中的 最小值 LCC 都大于 LCB 。第 3 位用阿拉伯数字表示的表明其是 属于合金钢类 , 数字越大表明其低温性能越好, 低温冲击试验的 温度越低。分别是LC1 ( -59 ) LC2
13、 和 LC2 - 1 ( - 73 ) LC3 ( - 101 ) LC4 ( - 115 ) LC9 ( - 196 ) 。其中常用 的 LCB 、LC1 、LC2 和 LC3 已被转化为我国的阀门用低温钢铸 件标准 JB/ T 7248 , 按其主要化学元素依次被称为低温碳钢、 0.5Mo 钢、2.5Ni 钢、3.5Ni 钢。 注:低温冲击试验用铁素体钢 如 LCA 、LCB、LCC 、LC1 、LC2 、LC3 制造的低温阀们主要零 件特别是铸件,在低温下有明显的低温脆性,在低温下使用时必 须达到一定的韧性,在低温下使用必须达到一定的韧性指标才能 使用。因此,这些材料要进行最低使用温度下
14、的冲击试验。其方 法是把试块放在冷却介质中浸15 分钟,然后在 5 秒钟内迅速试验 完毕。冲击试样为夏氏V 形缺口冲击试样(10mm 10mm )。上 述各种材料的冲击能量指标即为夏氏V 形缺口冲击试样 (10mm 10mm )指标。ASTM A352/ A352M及 JB/T7248 中 常用低温钢铸件化学成分和力学性能gPa e25 5D编 KOVEALDTVL,.OC温州奥科阀业有限公司专业生产销售维护: 闸阀、截止阀、止回阀、球阀销售电话82838976-7750: 2)低温 钢锻件: ASTM A350/ 350M 中的 LF1 、LF2 、LF3. JB 4727 为 我国低温压力
15、容器用碳素钢和低合金钢锻件标准, 阀门主体材料 可以选用。在该标准中列出了20D 、16MnD 、16MnMoD 、 09Mn2VD 、09MnNiD 、20MnMoD 、08MnNiCrMoVD和 10Ni3MoVD等 8 种钢号。4、高温铬钼钢:高温情况下金属材 料的力学性能与常温下的力学性能存在很大差异, 其总的特点是 温度越高 , 强度越低。 而且在一定应力的作用下, 变形量随着时间 的增加而增大。这种现象就是金属的蠕变现象。1)高温钢铸件: ASTM A217/ A217M 中的高温承压用马氏体不锈钢和合金钢铸 件适用于高温工况条件的阀门主体材料。在该标准中共包括1 个 牌号的马氏体
16、不锈钢和9 个牌号的铁素体合金钢, 按钢种可分碳 钼钢 (WC1 ) 、 镍铬钼钢 ( WC4 、 WC5 ) 、 铬钼钢 (WC6 、 WC9 、 WC11 、C5 、C12 ) 和铬钼钒钢 (CA12 、CA15) 。钢中的 W 表 示为可焊接性 , 说明其具有较良好的焊接性能。C 表示为铸钢 , 后 面的数值表示高温合金钢适用工作温度高低的排列顺序。数值越 大, 表示其适用温度越高。以介质为水和蒸气为例。其可焊性的几 种高温钢的最高使用温度分别是: WC1 ( 450 ) WC4 ( 540 ) WC5 ( 565 ) WC6 ( 595 ) WC9( 600 ) 等。在 ASME B1
17、6134 中规定 , 当连接形式采用法兰连接时, 使 用温度的最高限额为540 , 当超过 540 时 , 适用的最高温度 只适用于对焊连接的阀门。在这些钢种及钢的牌号中, 使用最广泛 的应属铬钼钢中的WC6 、WC9 和 C5 。WC6 和 WC9 广泛应 用于电力和热力系统等介质为水和蒸气的高温高压状态中,虽然这 两个钢号我国没有正式转化为国内标准,但在 JB/ T 3595 电站阀门 的技术条件中 ,已列入其选用的材料,并对其压力2 温度等级做出 了具体规定。 C5 适用于含 S 热态石油介质 ,同时还具有抗氢腐蚀 能力 ,因此广泛应用于石油炼制及乙烯生产含硫介质的高温中。用 于介质为蒸
18、汽和gPa e26 5D编 KOVEALDTVL,.OC温州奥科阀 业有限公司专业生产销售维护:闸阀、截止阀、 止回阀、 球阀 销 售电话82838976-7750:油品的阀门 ,应有足够的安全可靠性,通常 规定的工作温度是WC6 540 ,WC9 570 ,C5 550 。 ASTM A217M中几种常用Cr2Mo 的化学成分和力学性能2)高 温钢锻件:国际上应用于阀门主体材料高温铬钼钢锻件标准最具 有代表性的应为ASTM A182/ A182M 中的低合金钢种。其中的 F11.2 级和 F11.3 级、 F22.1 级和 F22.3 级、 F5 和 F5a 分别为 常用铸件 WC6 、WC
19、9 和 C5 的变形合金。ASTM A182/ A182 中常用 Cr2Mo 高温钢的化学成分和力学性能5、奥氏体不锈钢: Cr 是决定不锈钢抗腐蚀性的主要元素。Cr 可以使不锈钢在腐蚀 介质中产生钝化现象, 即表面上形成一层很薄的保护膜。同时Cr 能有效地提高电极电位。当含Cr 量达 12.5 % 时, 合金电极电位 由负变正 , 因此不锈钢一般含Cr 量均需达 13 % 以上。钢中含Cr 量越高 , 抗腐蚀性能越好。 此外 ,Cr 对钢的力学性能和工艺性能都 有很好的作用。1)不锈钢铸件:目前国际上推荐使用的阀门主 体材料用不锈钢很多。ASTM A351/ A351M 中就有 20 余种
20、, 其 中大多数为奥氏体不锈钢, 最常用的有CF3 、CF8 、CF3M 、 CF8M 和 CF8C 等。其基型为18Cr - 8Ni 奥氏体不锈钢。 牌号中 的 C 表示为使用温度在650 以下的不锈钢铸件, 第 2 个字母 表示不锈钢中含Ni 量, 其英文字母越靠后, 含 Ni 量越高 , F 的含 Ni gPa e27 5D编 KOVEALDTVL,.OC温州奥科阀业有限公司专 业生产销售维护:闸阀、截止阀、止回阀、球阀销售电话 82838976-7750:量为 8.0 % 12.0 % , 数字代表含C 量的最大 值(以万分之几表示) , 后面的 M 和 C 等表示在铬镍含量为18 -
21、 8 的基础上添加其他的不同合金元素, M 表示 Mo , C 表示 Nb 等。 加 Mo 是提高再结晶温度, 增加了高温下抗蠕变的性能进而改善 其耐热性 , 加 Nb 是使 Cr 的碳化物减少 , 增加晶间含钼量, 提高 抗晶间腐蚀的性能。几种常用奥氏体不锈钢铸件化学成分和力学 性能我国于 1989 年制定了 GB 12230 阀门用奥氏体铸钢件技 术条件。常用不锈钢对比:CF8=304 CF8M=316 CF3=304L CF3M=316L 口决:带 M 的是 316 型,带 3 的后面加 L。 带 L 的为低碳型不锈钢,例:304L 比 304 的碳量要低 ,主要用防晶间 腐蚀场合中。2
22、)不锈钢锻件:ASTM A182/ A182M 标准中列 出的 34 种奥氏体不锈钢锻件中, 与前面提到的常用5 种铸件相 对应的变形合金牌号为F304 、 F316 、 F304L 、 F316L 和 F347 。 牌号中的 F 表示制造工艺为锻造或轧制, 3 表示为奥氏体不锈耐 酸钢系列 , 304 为常用的含碳较低的18Cr - 8Ni 类奥氏体不锈钢 (通用型为 302) , 316 为 304 的基础上加Mo 用以改善钢的耐热 性; 后面加 L 表示为低碳的304 或 316 , 用来改善其耐蚀性能。 F347 是在 F304 的基础上加Nb 而增加奥氏体化进一步减小晶 间腐蚀倾向。
23、标准中对补焊要求做出了具体规定, 如焊条牌号 , 焊后最低热处理温度等。在我国的 JB 4728 压力容器用不锈钢 锻件标准中 , 有 6 种为奥氏体不锈钢, 其中前gPa e28 5D编 KOVEALDTVL,.OC温州奥科阀业有限公司专业生产销售维护: 闸阀、截止阀、止回阀、球阀销售电话82838976-7750:面提到 的铸件变形合金有4 种, 分别为 0Cr18Ni9 、00Cr19Ni10 、 0Cr17Ni12Mo2 和 Cr17Ni14Mo2 , 而还有一种0Cr18Ni10Ti 则 与 A182/ A182M 中的 F321 相当 ,F321 是在 F304 的基础上加 Ti
24、而改善晶间腐蚀倾向, 其作用与 Nb 相同。 国内钢制阀门常用 主体材料简表四、其它材料1、17-4PH : 此合金是由铜、铌/ 钶构成的沉淀硬化马氏体不锈钢,具有强度高、硬度高和抗腐蚀 等特点。经过热处理后,机械性能更加好。2、INCONEL (英科 镍):如 :Inconel800 3 、Monel( 蒙乃尔 ): 蒙乃尔的耐蚀性容一般 情况下比镍铜更优越,它比纯镍更耐还原性介质的腐蚀,比纯铜 耐氧化性介质的腐蚀对硫酸、磷酸、碳的耐蚀性非常好,特别是 耐氢氯酸的腐蚀,对热浓碱也有优良的耐腐性。此外,还耐中性 溶液、高温卤素、海水、大气及多种有机化合物的腐蚀。其典型 的成分 70%Ni 和
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