阀门设计标准及流程实用文档.doc
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1、阀门设计标准及流程实用文档(实用文档,可以直接使用,可编辑 优秀版资料,欢迎下载)阀门设计标准及流程美国标准:ASME-美国机械工程师协会,ANSI美国国家标准协会,API美国石油协会,MSS SP-美国阀门和管件制造厂标准化协会英国标准:BS德国国家标准:DIN日本工业标准:JIS/JPI法国国家标准:NF最终用户阀门标准:SHELL MESC,DOW,AK通用阀门标准:ASME B16.34法兰端、对接焊端和螺纹端阀门闸阀标准:AP I600/ISO 10434 石油、天然气螺栓连接钢制闸阀BS 1414 石油、石化及炼油工业钢制闸阀API 603 150LB耐腐蚀法兰端铸造闸阀GB/T1
2、2234 法兰和对焊连接钢制闸阀DIN 3352 闸阀SHELL SPE 77/103 按ISO10434钢制闸阀截止阀标准BS 1873 钢制截止阀和截止止回阀GB/T 12235 法兰和堆焊连接钢制截止阀和截止止回阀DIN 3356 截止阀SHELL SPE 77/103 按BS1873钢制截止阀止回阀标准:BS 1868 钢制止回阀API 594 对夹和双法兰止回阀GB/T 12236 钢制旋启式止回阀SHELL SPE 77/104按BS 1868钢制止回阀球阀标准API 6D/ISO 14313 管线阀门API 608 法兰、螺纹和对焊端钢制球阀ISO 17292 石油、石化及炼油工
3、业钢制球阀BS 5351 钢制球阀GB/T 12237 法兰和对焊连接钢制球阀DIN 3357 球阀SHELL SPE 77/100 按BS5351球阀SHELL SPE 77/130 按ISO14313法兰端和对焊端球阀蝶阀标准API 609 对夹式、支耳式和双法兰蝶阀MSS SP-67 蝶阀MSS SP-68 高压偏心蝶阀ISO 17292 石油、石化及炼油工业钢制蝶阀GB/T 12238 法兰和对夹连接蝶阀JB/T 8527 金属密封蝶阀SHELL SPE 77/106 按API 608/EN 593 /MSS SP-67软密封蝶阀SHELL SPE 77/134 按API 608/EN
4、 593 /MSS SP67/68 偏心蝶阀锻钢阀标准:API 602 法兰端、螺纹端、焊接端和加长阀体连接端紧凑型闸阀BS 5352/ISO 1576150mm及以下钢制闸阀、截止阀和止回阀SHELL SPE 77/101 按ISO 15761钢制闸阀、截止阀和止回阀低温阀标准:BS 6364 低温阀门SHELL SPE 77/200 50以下阀门SHELL SPE 77/209 0-50阀门API、DIN、BS、GB结构比较:API 600和BS1414、BS 1873、BS 1868、BS 5351对阀门的结构规定最为详细DIN闸阀标准EN1984对结构未做具体的规定新版的GB/T122
5、34基于对API600标准的等效采用阀门常用连接端形式:FF-Flat Face平面法兰连接(150LB常用)RF-Raised Face凸面法兰连接RTJ-Ring Joint榫槽式连接(梯形槽)SW-Socket Welding 承插式连接NPT-NPT 螺纹连接WAFER-对夹式连接BW长型Butt-Welding 对焊端长型连接BW短型-ButtWelding 对焊端短型连接 结构长度比较DIN标准现采用EN标准结构长度 EN 558-1 PN法兰连接阀门结构长度(代替DIN 3202) EN 5582 CLASS法兰连接阀门结构长度(代替BS2080) EN 12982 对焊端阀门结
6、构长度(代替DIN 3202)DIN标准的结构长度包含API阀门的结构长度与GB的结构长度基本一致EN 5582 CLASS法兰连接阀门结构长度与ASME B16。10一致大多数DIN阀门用户习惯用DIN3202 中F系列结构长度值如:Gate : PN1625 F5 series PN40100-F7 seriesGlobe :PN1040-F1 series PN63160-F2 seriesCheck :PN1040-F1 series PN63160-F2 seriesBall :PN10-40 DN10-100-F4 series DN125-300-F5 series 阀门连接端标
7、准l ASME B16。10 阀门的结构长度l ASME B16。5 钢制法兰和带法兰的管件l ASME B16.47 大直径钢制法兰l MSS SP44 钢制管线法兰l API 605 紧凑型法兰l ASME B16。25 对焊端部l ASME B16。11 承插和螺纹端锻造管件l ASME B36.10 焊接和无缝钢管 法兰比较老版的DIN标准法兰采用DIN2501标准(PN法兰),新版的DIN标准采用EN1092-1 PN法兰,但也可包含有CLASS法兰.DIN2501法兰与GB法兰和HG欧洲体系法兰基本一致.DN1550 不同压力PN1040的法兰相同。BS标准采用BS 1560 CL
8、ASS法兰与ASME B16.5法兰一致,也可采用BS 4504 PN法兰。API标准一般采用RF、RTJ法兰;DIN标准和GB 一般压力PN40时 采用RF法兰,PN40一般采用凹面法兰.阀门设计流程设计依据:基本参数:阀门的用途;介质的工作压力和工作温度;使用介质及其特性(特别是腐蚀性,易燃易爆性);公称尺寸DN;结构长度及采用标准;与管路连接方式,尺寸及标准;阀门驱动方式;需不需要抗硫;火灾型式试验证书;抗静电结构;注脂要求,加工阀杆要求.根据以上基本要求,可确定阀门种类,公称尺寸DN或压力等级CL。主要连接尺寸和驱动方式等,同时选定阀门的结构,主要零件的材料。为了进一步做好设计,还应了
9、解:介质粘度,阀门流通能力要求;流量特性;阀门开启和关闭时间;动力源情况(电动的电压,气动的气压等);阀门安装位置及其环境条件;外形尺寸的限制;重量的限制;对震动的要求。(一)基本参数的确定1.公称压力PNGB/T1048-2005规定公称压力有两个等级,即DIN系列和ANSI系列。也可按美标公称压力系列设计阀门.在GB/T122242005钢制阀门 一般要求中给出了标准压力级和特殊压力级各22种常用材料的压力-温度额定值,可作为设计材料的选用。在JB/T35952002电站阀门 一般要求中给出了不同公称压力PN的14种材料的压力温度额定值,同时给出了CL150-CL4500 WC1,WC4,
10、WC6,WC9的压力-温度额定值,可供电站阀门设计时材料选用。在美国机械工程师学会标准ASME B/16.342004法兰,螺纹和焊接连接的阀门中给出了CL150-CL2500标准压力级和特殊压力级321种材料的压力温度额定值,可供设计时选用。知道介质工作压力,介质的工作温度和承压壳体材料,便可根据根据上述标准确定公称压力PN。2。公称尺寸DN国标GB/T10472005中,规定了阀门的公称尺寸。美国工程机械师学会标准ASME B16。342004的附录中给出了公称管径NPS的尺寸。3.工作温度阀门零件的工作温度与许多因素有关。如阀门结构,公称尺寸大小,阀门周围环境等,因此很难得出一致的精确数
11、字。可选用相关资料的数值作为参考。4.阀门的结构长度不同国家的阀门结构长度有不用的规定,在这里不一一介绍,可查看实用阀门设计手册。5。法兰连接或其他连接不同国家,不同标准法兰连接规定不同,选取时可查阅实用阀门设计手册。(二)阀门材料的选取选取原则(1)满足使用性要求:根据阀门工作条件,即介质的温度,压力,介质的性质(腐蚀性,有无颗粒,是否会被金属离子污染)及阀门零件在阀门中起的作用,受力情况等进行选材。(2)良好的工艺性:铸造,锻造性,机加工,热处理,焊接等(3)良好的经济性:价值=性能/成本在保证使用性能的前提下,力求良好的工艺性和经济性。一定范围内通用阀门的主要零件材料已经标准化JB/T5
12、300-2021工业用阀门材料 选用导则GB/T12224-2005钢制阀门 一般要求JB/T3595-2002电站阀门 一般要求JB/T7248-2021阀门用低温钢铸件技术条件S。H3064-2003石油化工钢制通用阀门选用、检验和验收中对某些阀门的零件应选什么材料作了规定.1。阀体、阀盖和闸板(阀瓣、碟板、球体)等直接承压件的材料(1)灰铸铁。适用于PN小于等于1.6MPa,介质工作温度大于等于-10摄氏度,小于等于200摄氏度的低压阀门。主要用于水、蒸汽、煤气及油品等介质。常用的牌号有HT200、HT250、HT300、HT350GB/T122262005通用阀门 灰铸铁技术条件AST
13、M A48/A48M2003(2021)ASTM A159/A159M1993中规定了灰铸铁的力学性能及化学成分。(2)可锻铸铁.适用于PN小于等于2。5MPa,介质工作温度在-29摄氏度和300摄氏度之间。公称尺寸小于等于100mm的阀门.主要用于蒸汽、空气、油品的介质。常用的牌号有KTH30006、KTH33008、KTH350-10.GB/T94401998ASTM A47/A47M-1999(2004)ASTM A220/A220M1999(2004)中规定了可锻铸铁的力学性能及化学成分。(3)球墨铸铁。适用于公称压力PN小于等于4。0MPa,介质工作温度在29摄氏度和350摄氏度之间
14、.主要用于水、蒸油、空气及油品等介质。常用的牌号有QT40018、QT40015、QT450-10、QT500-7。GB/T122272005ASTM A536/A536M-1999(2004)ASTM A571/A571M2001(2006)中规定了球墨铸铁的力学性能及化学成分。(4)碳素钢。适用于PN小于等于32MPa,介质工作温度在29摄氏度和425摄氏度之间。主要用于水、蒸汽、空气、氢气、氨、氮、及石油产品等介质.常用的牌号有WCA、WCB、WCC、A105铸钢:GB/T12229-2005 ASTM A216/A216M-2021锻钢:GB/T12228-2006 ASTM A105
15、/A105M-2005中规定了碳素钢的力学性能及化学成分。(5)不锈钢。常用的有奥氏体不锈钢和双相不锈钢。常用的温度范围是-196摄氏度到+650摄氏度。具体什么牌号的不锈钢最高使用温度,可查看GB/T12224-2005和ASME B16.34-2004中的压力温度额定值表。不锈钢铸件:GB/T12230-2005通用阀门 不锈钢铸件技术条件 ASTM A351/A351M2006承压件用奥氏体钢铸件规范 中规定了不锈钢的力学性能、化学成分及热处理规范。不锈钢锻件:GB/T1220-2007 ASTM A182/A182M2021 中规定了其力学性能、化学成分、热处理规范及焊补 要求。(6)
16、高温阀门用钢.碳素钢和低合金钢铸件:JB/T9625-1999 JB/T52632005 ASTM A217/A217M2004 中规定了力学性能、化学成分及热处理规范 高温壳体材料用锻件:GB/T1221-1992 GB/T3077-1999 ASTM A182/A182M2021 中规定了力学性能、化学成分及热处理规范。(7)低温阀门用钢。一般低温系是指-19摄氏度到-269摄氏度。阀门用低温钢铸件:JB/T72482000 ASTM A352/A352M-2006 中规定了铸件牌号使用温度、化学成分、力学性能 及热处理规范。 阀门用低温钢锻件:ASTM A350/A350M2007中规定
17、了锻件化学成 分、力学性能等。 2。密封面材料。密封面材料的选取应根据不同的工作条件选择。主要失效形式有:磨粒磨损、腐蚀磨损、表面疲劳磨损、冲蚀、擦伤。(1)软质材料。包括各种橡胶、尼龙、氟塑料等。具体的名称、代号、牌号、适用温度、适用介质等查相关资料。(2)硬质材料。主要是指各种金属,如铜合金、不锈钢、硬质合金、碳化钨等。具体的名称、代号、牌号、适用温度、适用介质等查相关资料.同时密封面的配对也有要求,可查相关资料。3.阀杆或阀座材料。通常选取的是棒料或锻件.GB/T6991999 ASTM A182/A182M2021中规定了相应的钢种、化学成分、力学性能等。4.焊接材料。不同材料阀体所选
18、用的焊接材料已经有规定。设计者可以查阅资料参考。5。紧固件材料。选择原则:(1)按产品标准规定.(2)根据用户提出的要求确定。(3)根据工况条件选择:如工作压力、温度、环境状况等.(4)参照有关的管道法兰的紧固件材料及对紧固件的要求确定。 相关标准:GB 150-1998 ASTM A193/A193M2021 ASTM A194/A194M-2021 ASTM A320/A320M20216。垫片材料.非金属垫片:柔性石墨、聚四氟乙烯、无石棉垫片、橡胶垫片、等。其种类和性能指标可查阅相关资料。半金属垫片:金属齿型/波齿复合垫片、金属包覆垫片、缠绕式垫片等.其种类和性能指标可查阅相关资料.金属
19、垫片:金属齿形垫片、八角垫、椭圆垫、R型垫片、金属透镜垫等。其种类和性能指标可查阅相关资料.7。填料.填料的要求:降低填料对阀杆的摩擦力、防止填料对阀杆和填料函 的腐蚀、适应介质工况的需要。常用填料品种:盘根型(高温高压阀门专业盘根、石墨填充PTFE纤维盘根、高温高压经济型泵阀盘根、超强耐磨损专用盘根、耐磨损专用盘根通用型合成纤维盘根、纯PTFE盘根、洁净型特种盘根),成形填料(尼龙、橡胶、聚四氟乙烯、增强聚四氟乙烯、柔性石墨环、阀杆专用高效密封组合环),泥状填料(白色、黑色泥状填料)8。阀杆螺母材料。PN小于等于1.6MPa ZCuZn38Mn2Pb2PN介于2。5和6.4MPa之间 ZCu
20、Al10Fe3高压阀门可采用:ZCuZn25Al6Fe3Ni2 2Cr13 1Cr18Ni9 Cr17Ni2(三)阀门密封的保证保证阀门密封性的因素很多,所有这些因素不可能精确计算出,通常设计人员是根据产品的用途确定启闭件的结构和密封尺寸,当计算启闭力时,必须确定单位面积的压力,即比压。一般此值只能根据实验来确定.设计时做到:qmf q q qmf:保证密封所需比压.q:实际工作比压。q:密封面材料的许用比压。qmf可查相关数据或者计算出来。q的计算公式:q=FMZ/(d+bm)bmd:阀座密封面内径mmbm:阀座密封面宽度mmFMZ:出口端阀座密封面上的总作用力Nq:密封面材料许用比压可查相
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