調(diào)節(jié)閥基礎(chǔ)知識(shí)

Masoneilan調(diào)節(jié)閥培訓(xùn)資料DFTBeijingOffice1閥門(mén)（Valves)的定義：用于接通或截止管路中介質(zhì)的裝置。閘閥（gatevalve）：截止閥（stopvalve）：蝶閥（Butterflyvalve）：球閥（ballvalve）：止回閥（checkvalve)閥門(mén)的基本類(lèi)型和用途2調(diào)節(jié)閥（controlvalve）：工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)中調(diào)節(jié)流體流量的控制裝置調(diào)節(jié)閥又可稱(chēng)控制閥。它可通過(guò)對(duì)流體流量的控制來(lái)調(diào)節(jié)流體的壓力，溫度，流量，液位等工藝參數(shù)。調(diào)節(jié)閥由閥體和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。

根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式的不同，調(diào)節(jié)閥又可分為:自力式調(diào)節(jié)閥;氣（液）動(dòng)調(diào)節(jié)閥;電動(dòng)調(diào)節(jié)閥

閥門(mén)的基本類(lèi)型和用途3

自力式調(diào)節(jié)閥依靠被調(diào)介質(zhì)(液體;空氣;蒸汽;天然氣)本身為動(dòng)力,實(shí)現(xiàn)介質(zhì)溫度,壓力,流量,自動(dòng)調(diào)節(jié)的閥門(mén).閥門(mén)的基本類(lèi)型和用途4閥門(mén)的基本類(lèi)型和用途氣(液)動(dòng)調(diào)節(jié)閥帶有以壓縮空氣（液體）為動(dòng)力,由控制器的信號(hào)調(diào)節(jié)流體通路的面積,以改變流體流量的執(zhí)行器的閥門(mén)。5電動(dòng)調(diào)節(jié)閥帶有以電力為動(dòng)力,由控制器的信號(hào)調(diào)節(jié)流體通路的面積,以改變流體流量的執(zhí)行器的閥門(mén)閥門(mén)的基本類(lèi)型和用途6氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥附件

定位器氣-氣定位器；電-氣定位器；智能定位器

空氣過(guò)濾器

閉鎖閥7氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥附件

電磁閥

（快速）釋放閥8氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥附件9閥門(mén)組件序號(hào)名稱(chēng)術(shù)語(yǔ)相當(dāng)?shù)挠⒄Z(yǔ)說(shuō)明1閥體Body與管道直接連接，并控制介質(zhì)流通的調(diào)節(jié)閥主要零件。2閥蓋Bonnet與閥體相連并與閥體構(gòu)成壓力控制的主要零件3閥芯閥塞PlugDisc用于調(diào)節(jié)或截?cái)嘟橘|(zhì)流通的(啟閉件）零件104閥座Seatring安裝在閥體上，與啟閉件組成密封副的零件5閥籠Cage起支撐和閥芯導(dǎo)向作用的零件6閥桿Stem將啟閉力傳遞到閥芯上的主要部件7填料Packing阻止介質(zhì)由閥桿處泄漏的零件閥門(mén)組件閥門(mén)組件1112

密封件

防止外漏的密封件：填料與墊片

填料(Packing)

兩種主要填料：PTFE填料，石墨填料閥門(mén)密封件材料和使用溫度

13閥門(mén)密封件材料和使用溫度

PTFE填料的特點(diǎn)-摩擦力小無(wú)需潤(rùn)滑-適于多種介質(zhì)-填料環(huán)由彈簧加載，自動(dòng)調(diào)整-工作溫度－40℃－232℃-要求閥桿必須具有較高光潔度

-不適于核輻射場(chǎng)合（填料易損壞）

14

石墨填料的特點(diǎn)-工作溫度較高427℃,更高可達(dá)649℃-適于多種介質(zhì)以及核輻射場(chǎng)合-使用壽命較長(zhǎng)-工作溫度較高時(shí)需潤(rùn)滑-摩擦力較大，易產(chǎn)生滯后（死區(qū)）閥門(mén)密封件材料和使用溫度

15常用墊片(Gasket)

標(biāo)準(zhǔn)墊片由金屬平墊片，

金屬纏繞墊，石墨墊組成.

閥門(mén)密封件材料和使用溫度

16調(diào)節(jié)閥常用標(biāo)準(zhǔn)

調(diào)節(jié)閥常用標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的組織

AmericanNationalStandardInstitute(ANSI)

AmericanSocietyofMechanicalEngineers(ASME)

AmericanSocietyforTestingandMaterials(ASTM)

InstrumentSocietyofAmerica(ISA)17美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)組織(ANSI)美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)(ASME)美國(guó)測(cè)試與材料學(xué)會(huì)(ASTM)美國(guó)石油組織(API)國(guó)際測(cè)量與控制學(xué)會(huì)(ISA)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)國(guó)際腐蝕工程師協(xié)會(huì)(NACE)流體控制組織(FCI)制造商標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)會(huì)(MSS)調(diào)節(jié)閥常用標(biāo)準(zhǔn)18

調(diào)節(jié)閥新國(guó)標(biāo)

氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥國(guó)標(biāo)GB4213-84《氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥通用技術(shù)條件》于1984年3月21日發(fā)布，于1985年1月1日實(shí)施。本標(biāo)準(zhǔn)又于1992年進(jìn)行了修改，修改后的標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)為GB/T4213-92，于1993年10月實(shí)施。2008年7月28日又發(fā)布修訂后的《氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥》標(biāo)準(zhǔn)，并于2009年2月1日實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合我國(guó)具體情況而制定調(diào)節(jié)閥常用標(biāo)準(zhǔn)19閥門(mén)耐壓能力表述法有兩種

-壓力等級(jí)（CL）-公稱(chēng)壓力（PN）

根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）發(fā)布的標(biāo)

準(zhǔn)，壓力等級(jí)與公稱(chēng)壓力之間的關(guān)系為

CL150：PN20

CL900：

PN150

CL300：PN50

CL1500：PN260

CL600：PN110

CL2500：PN420調(diào)節(jié)閥常用標(biāo)準(zhǔn)20標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)（StandardClass)通常使用的壓力等級(jí)，CL150，300，600，900，1500，2500，4500法蘭接口的閥門(mén)只有標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)CL4500只能采用焊接連接特殊等級(jí)(SpecialClass)相同溫度下，同種材料能夠承受比標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)更高的壓力通過(guò)NDE(無(wú)損傷檢測(cè))檢驗(yàn)表面檢驗(yàn)：磁性顆粒檢驗(yàn)，液體滲透檢驗(yàn)立體檢驗(yàn)：射線(xiàn)檢驗(yàn)，超聲波檢驗(yàn)特殊等級(jí)的閥門(mén)只能是焊接連接調(diào)節(jié)閥常用標(biāo)準(zhǔn)21

中間等級(jí)(MiddleClass)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)或者特殊等級(jí)的線(xiàn)性插入，如：CL2890限制等級(jí)(LimitedClass)僅使用于閥門(mén)尺寸不大于2.5英寸的螺紋連接閥門(mén)或者焊接連接閥門(mén)限制等級(jí)不需要NDE(無(wú)損傷檢測(cè))檢驗(yàn)相同壓力等級(jí)下，同種材料能夠承受比標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)更高的溫度通常應(yīng)用于高溫高壓的疏水閥調(diào)節(jié)閥常用標(biāo)準(zhǔn)22調(diào)節(jié)閥常用標(biāo)準(zhǔn)23調(diào)節(jié)閥常用標(biāo)準(zhǔn)24調(diào)節(jié)閥常用標(biāo)準(zhǔn)25調(diào)節(jié)閥常用標(biāo)準(zhǔn)26調(diào)節(jié)閥常用標(biāo)準(zhǔn)27設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：溫度，壓力，材料。。。。。制造標(biāo)準(zhǔn)：厚度（強(qiáng)度），連接尺寸。。。。。試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：泄漏試驗(yàn)（泄漏等級(jí)II-VI,壓力1.1倍），強(qiáng)度（水壓力1.5倍）試驗(yàn)。。。。。調(diào)節(jié)閥常用標(biāo)準(zhǔn)28閥門(mén)材料與使用范圍閥體常用材料

WCC/WCB

優(yōu)質(zhì)碳素鋼（低碳鋼），價(jià)格低，可焊性好，低溫易脆，高溫時(shí)強(qiáng)度降低（工作溫度-20F－800F）（-29℃至427℃）WC9

低合金鉻鉬鋼，適于>800

F過(guò)熱蒸氣及沖刷嚴(yán)重的工況，抗腐蝕性能優(yōu)于碳鋼，可焊性?xún)?yōu)于C5，熱膨脹性能，導(dǎo)熱性能優(yōu)于CF8M，工作溫度20F-105OF29閥門(mén)材料與使用范圍閥內(nèi)件常用材料416SST

抗水及蒸汽介質(zhì)的腐蝕性較好，常用于電廠蒸氣給水系統(tǒng)常用來(lái)制造閥芯閥座。因應(yīng)力較高，不可堆焊及表面硬化處理，工作溫度高于427℃則硬度降低。17-4PH抗腐蝕性好，強(qiáng)度高，常被施以3種硬化處理(H900,1075,1150)

常用來(lái)制造閥籠，閥座，閥塞，閥桿，溫度較高時(shí)易脆，高于800F(427℃)禁止使用。30閥內(nèi)件常用材料

440SST

硬度最高的調(diào)節(jié)閥不銹鋼材料（HRC60),抗腐蝕性好，使用溫度不高于427℃，如電廠鍋爐給水閥。主要用來(lái)制造抗汽蝕閥籠ALLOY6

即使在高溫下仍保持抗腐蝕及抗磨損的優(yōu)越性能，高達(dá)566℃高溫蒸氣條件下保持優(yōu)良性能。主要用于堆焊閥芯閥座。切削性能，鑄造性能差，成本高，故不用于閥籠制造。閥門(mén)材料與使用范圍31管道尺寸及連接標(biāo)準(zhǔn)法蘭（ANSIB16.5）式聯(lián)接有三種常用型式：a.平面（FF）法蘭

b.凸面(RF)法蘭

c.環(huán)式（RTJ）法蘭32

焊接（ANSIB36.10)式連接

承插焊（SWE)：

對(duì)焊（BWE)管道尺寸及連接標(biāo)準(zhǔn)33Schedulenumder(壁厚系列號(hào)）：

20；30；40；60；80；100；120；140；160；

Designation(標(biāo)識(shí)號(hào)）：

STD;XS;XXS;管道尺寸及連接標(biāo)準(zhǔn)34管道尺寸及連接標(biāo)準(zhǔn)35閥門(mén)規(guī)格型號(hào)標(biāo)識(shí)36調(diào)節(jié)閥特性術(shù)語(yǔ)

流量系數(shù)（Cv）---

是指溫度為40-60℉

的水在1PSI（磅/平方英寸）的壓降下，閥門(mén)某開(kāi)度下每分鐘流過(guò)閥門(mén)的（美)加侖數(shù)。

流量系數(shù)是表征閥門(mén)流通能力的參數(shù)。流量系數(shù)與閥門(mén)流道幾何形狀，閥門(mén)尺寸，閥門(mén)開(kāi)度等參數(shù)有關(guān)。調(diào)節(jié)閥尺寸基本計(jì)算公式：Q=Cv√△P/G

用不同符號(hào)表示不同介質(zhì)流量系數(shù)。Cv－－液體Cg－－氣體Cs－－蒸汽

37采用國(guó)際單位制,流量系數(shù)用Kv表示流量系數(shù)Kv是指溫度為5-40℃

的水在100kPa的壓降下，閥門(mén)某開(kāi)度下每小時(shí)流過(guò)閥門(mén)的立方米數(shù)。Cv

與Kv換算關(guān)系式：

Cv=1.167Kv調(diào)節(jié)閥特性術(shù)語(yǔ)38

流量特性

---是指調(diào)節(jié)閥的行程在0－100％的范圍內(nèi)與

對(duì)應(yīng)的流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流量之間的關(guān)系。

壓差恒定時(shí)閥門(mén)的流量特性稱(chēng)作固有流量特性。

在壓差等參數(shù)變化條件下閥門(mén)的流量特性稱(chēng)作實(shí)際流量

特性。調(diào)節(jié)閥特性術(shù)語(yǔ)39調(diào)節(jié)閥的流量特性有三種線(xiàn)性流量特性（linear)等百分比流量特(EQ%)快開(kāi)流量特性(quick-opening)調(diào)節(jié)閥特性術(shù)語(yǔ)40調(diào)節(jié)閥特性術(shù)語(yǔ)41（閥座）泄漏量

---在一定壓差、溫度的條件下閥門(mén)全關(guān)時(shí)介質(zhì)流過(guò)閥門(mén)的流量。

泄漏量是衡量閥門(mén)內(nèi)漏的指標(biāo)。泄漏等級(jí)(Leakage)ANS

II－－VI調(diào)節(jié)閥特性術(shù)語(yǔ)42調(diào)節(jié)閥特性術(shù)語(yǔ)43

可調(diào)比－調(diào)節(jié)閥最大可控流量與最小可控流量的比值。

R=Qmax/QminR=30R=50

流通能力－特定條件下流經(jīng)閥門(mén)的流量。調(diào)節(jié)閥特性術(shù)語(yǔ)44

回差

同一輸入信號(hào)上測(cè)得的正反行程的最大差值

死區(qū)（調(diào)節(jié)閥）作用在執(zhí)行器膜片上仍不能使其動(dòng)作

的壓力區(qū)間，即調(diào)節(jié)閥行程上某點(diǎn)正反程信號(hào)之差。調(diào)節(jié)閥特性術(shù)語(yǔ)45阻塞流(ChokedFlow)---不可壓縮或可壓縮流體在流過(guò)調(diào)節(jié)閥時(shí)，所能達(dá)到的極限或最大流量狀態(tài)。無(wú)論是何種液體，在固定的入口（上游）條件下，壓差增大而流量不進(jìn)一步做增大，就表明是阻塞流。

額定行程(RatedTravel)---為改變流體的流量，閥內(nèi)組件從關(guān)閉位置算起到全開(kāi)位置的線(xiàn)位移或角位移調(diào)節(jié)閥特性術(shù)語(yǔ)46氣蝕（Cavitation)與閃蒸(Flashing):

據(jù)伯奴利方程，管道內(nèi)流體的流速提高,壓力就會(huì)下降。管道節(jié)流處流體速度大幅度提高。壓力急劇下降。如果液體流經(jīng)管道節(jié)流處的壓力高于或低于汽化壓力（PV）將產(chǎn)生汽蝕或閃蒸現(xiàn)象。氣蝕與閃蒸是由于管道節(jié)流引起的。閥門(mén)就相當(dāng)于管道的節(jié)流元件。調(diào)節(jié)閥特性術(shù)語(yǔ)47

如果液體流過(guò)管道節(jié)流處，壓力恢復(fù)后P2仍低于汽化壓力（Pv）（此時(shí)流體內(nèi)仍有氣泡）。這種現(xiàn)象稱(chēng)為閃蒸。

如果液體流過(guò)管道節(jié)流處，壓力恢復(fù)后P2高于汽化壓力（Pv）（此時(shí)流體內(nèi)氣泡破裂）。這種現(xiàn)象稱(chēng)為氣蝕。PvcFluidVaporizationThatOccursWhenPvc<Pv.調(diào)節(jié)閥特性術(shù)語(yǔ)48

閃蒸最嚴(yán)重的破壞發(fā)生在流速最高處。即閥塞閥座處。沖蝕是閃蒸破壞的直觀表現(xiàn)

氣蝕發(fā)生時(shí)，氣泡破裂釋放的能量使閥塞閥座甚至附近管道損壞，并伴發(fā)噪聲

氣蝕與閃蒸是致使閥門(mén)損壞的重要原因！

人為因素也會(huì)使閥門(mén)因氣蝕/閃蒸遭受不應(yīng)有的損壞！調(diào)節(jié)閥特性術(shù)語(yǔ)49噪聲

-噪聲源于流體紊流中的剪切應(yīng)力。-噪聲是閥門(mén)使用中不可忽視的破壞因素。

-Masoneilan調(diào)節(jié)閥利用特殊的閥內(nèi)件控制噪聲。調(diào)節(jié)閥特性術(shù)語(yǔ)50

流體的噪聲產(chǎn)生于流體中的應(yīng)力或剪力。

與管道相比，調(diào)節(jié)閥的強(qiáng)度剛性較高，流體流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的噪聲及產(chǎn)生的振動(dòng)并不發(fā)生在調(diào)節(jié)閥所在位置，而是被傳遞到下游管道.（這種傳遞是通過(guò)流體在系統(tǒng)內(nèi)的流動(dòng)進(jìn)行的）管道壁的振動(dòng)將聲壓波輻射至環(huán)境中形成噪聲。

Masoneilan調(diào)節(jié)閥采用各種結(jié)構(gòu)來(lái)有效降低氣閥門(mén)噪聲(可降低20－40dBA)調(diào)節(jié)閥特性術(shù)語(yǔ)51有關(guān)閥內(nèi)件的比較52平衡式閥內(nèi)件特點(diǎn)：調(diào)節(jié)性能好；流通能力大；執(zhí)行機(jī)構(gòu)力小；適應(yīng)于常溫工況；流關(guān)；

有關(guān)閥內(nèi)件的比較53非平衡式閥內(nèi)件特點(diǎn)：

密封性能好；閥門(mén)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低；執(zhí)行機(jī)構(gòu)力大；適應(yīng)較高溫度流開(kāi)有關(guān)閥內(nèi)件的比較54有關(guān)閥內(nèi)件的比較55有關(guān)閥內(nèi)件的比較56控制氣路圖57控制氣路圖58診斷表

無(wú)

有

59

調(diào)節(jié)閥常見(jiàn)故障分析(1)故障現(xiàn)象故障原因處理方法填料處泄漏填料壓力不足（螺栓扭矩不足）緊固螺母填料損壞或有雜質(zhì)更換閥桿損壞更換填料函損傷修補(bǔ)閥蓋處泄漏閥蓋螺栓扭矩不均重新緊固墊片損壞更換閥體閥蓋密封面損壞修補(bǔ)更換閥門(mén)內(nèi)漏執(zhí)行器調(diào)整不當(dāng)重新調(diào)整執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型失誤重新計(jì)算，換件60調(diào)節(jié)閥常見(jiàn)故障分析(2)故障現(xiàn)象故障原因處理方法閥門(mén)內(nèi)漏閥門(mén)裝配狀況不良重新調(diào)整定位器調(diào)試不當(dāng)重新調(diào)試電氣轉(zhuǎn)換器故障檢修更換閥塞閥座損壞修理更換轉(zhuǎn)動(dòng)式閥芯裝配不正重新裝配介質(zhì)流向不符合要求改變安裝方向閥籠變形檢查閥蓋螺栓扭矩,更換閥塞環(huán)失效更換填料過(guò)緊重新調(diào)整61

調(diào)節(jié)閥常見(jiàn)故障分析(3)故障現(xiàn)象故障原因處理方法閥塞閥桿卡滯或運(yùn)動(dòng)不平滑閥蓋螺栓扭矩過(guò)大或不均勻重新緊固閥內(nèi)有異物清除閥籠銹蝕劃傷修復(fù)或更換執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥門(mén)聯(lián)接欠佳重新裝配執(zhí)行機(jī)構(gòu)軸套導(dǎo)向套損壞更換執(zhí)行機(jī)構(gòu)柱塞密封環(huán)損壞更換執(zhí)行機(jī)構(gòu)柱塞/頂盤(pán)緊固件松動(dòng)緊固定位器/控制器發(fā)生故障修復(fù)儀表風(fēng)清潔度差強(qiáng)化清潔度62

調(diào)節(jié)閥常見(jiàn)故障分析(4)故障現(xiàn)象故障原因處理方法閥塞閥桿卡滯或運(yùn)動(dòng)不平滑填料有雜質(zhì)清理雜質(zhì)，更換填料填料摩擦力大調(diào)整閥塞密封環(huán)損壞更換閥門(mén)不動(dòng)作電氣轉(zhuǎn)換器故障修復(fù)無(wú)輸入信號(hào)檢查氣源，