閥門基礎(chǔ)知識(shí)

閥門基礎(chǔ)知識(shí)一、閥門的概況閥門在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中無所不有，它與生產(chǎn)、建設(shè)、國(guó)防和人民生活都有著密切關(guān)系。比如在石油、天然氣、煤炭、礦山的開采、提煉和輸送；化工、醫(yī)藥、輕工、造紙、食品的加工；水電、火電、核電的電力系統(tǒng)；農(nóng)業(yè)灌溉；冶金系統(tǒng)；城市和工業(yè)企業(yè)的給排水，供熱、供氣、排污系統(tǒng)；船舶、車輛、航天、國(guó)防系統(tǒng)；各種運(yùn)動(dòng)機(jī)械的流體系統(tǒng)等等均離不開閥門產(chǎn)品。閥門安裝在各種管路系統(tǒng)中，作為一種管路附件，主要用來控制流體的壓力、流量和流向，比如截?cái)唷⒄{(diào)節(jié)、止回、分流、安全、減壓等。實(shí)際上由于流體的壓力、溫度、流量及化學(xué)物理性質(zhì)不同，對(duì)流體系統(tǒng)控制要求和使用要求也不同。正是由于閥門的特殊性，也決定了閥門的復(fù)雜性，所以閥門的種類和數(shù)量之大是任何一種機(jī)械產(chǎn)品無法比擬的。為了對(duì)閥門有一個(gè)系統(tǒng)、概況的了解，下面對(duì)幾個(gè)基本知識(shí)闡述如下：一）、閥門的分類閥門的種類繁多，國(guó)內(nèi)外對(duì)閥門的分類方法也很多，為了掌握閥門的類別，目前國(guó)內(nèi)外最常用的分類方法是按工作原理、作用、按結(jié)構(gòu)不同來劃分。即將閥門分為：閘閥、截止閥、止回閥、球閥、蝶閥、旋塞閥、隔膜閥、安全閥、疏水閥、節(jié)流閥、減壓閥和調(diào)節(jié)閥。在此基礎(chǔ)上，每種閥門又因連接方式、壓力、溫度、口徑、介質(zhì)、驅(qū)動(dòng)方式等參數(shù)的不同而派生出不同的結(jié)構(gòu)。二）、閥門具備的基本性能閥門具備的最基本性能是強(qiáng)度，其次是針對(duì)不同的閥類應(yīng)具備密封功能、調(diào)節(jié)功能、動(dòng)作性能（如安全閥、疏水閥的起跳性能，減壓閥的動(dòng)作靈敏性等）和流通性能（如閥門的流量、流阻性能等）。三）閥門的結(jié)構(gòu)組成對(duì)任何一種閥門，不管其結(jié)構(gòu)如何復(fù)雜，基本上可概括為以下幾部分組成：1）、承壓件：如閥體、閥蓋等零件；2）、關(guān)閉件：如閘板、閥瓣、球體等零件；3）、密封件：如密封副、法蘭間、圓柱面間的密封零件；4）、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)：如使關(guān)閉件達(dá)到需要?jiǎng)幼鞯穆菪齻鲃?dòng)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)，凸輪傳動(dòng)等；5）、驅(qū)動(dòng)裝置：驅(qū)動(dòng)閥門關(guān)閉件運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)、電液聯(lián)動(dòng)、氣液聯(lián)動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、手輪傳動(dòng)等裝置；6）、緊固件：將閥門零件連接在一起的螺栓、螺母等零件。四）、幾個(gè)基本概念1、公稱通徑：公稱通徑是人為制定的用作參考的經(jīng)過圓整的表示閥門的流通通道尺寸的數(shù)據(jù)。其規(guī)定的目的是簡(jiǎn)化閥門口徑規(guī)格的數(shù)量。在選用時(shí)，不管通道通徑怎樣，生產(chǎn)企業(yè)、使用單位、設(shè)計(jì)院所均要遵循向規(guī)定的最臨近的規(guī)格尺寸靠的原則。由于公稱通徑是閥門選用和制造的關(guān)鍵參數(shù)，因此各國(guó)均已制定了相應(yīng)系列標(biāo)準(zhǔn)。公稱通徑最常用的表示方法可分為兩大類：1）、公制系列用“DN”表示，單位為毫米，我國(guó)在GB1407標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)公稱通徑作了明確規(guī)定：5681015202532405065801001251501752002252503003504004505006007008009001000120013001400150016001800200022002400260028003000340036004000……2）英制系列用“NPS”表示，單位為英寸，其公稱通徑系列如下：1/2″3/4″1″11/4″3/2″2″21/2″3″31/2″4″5″6″8″10″12″14″16″18″20″24″28″30″32″34″36″38″……60″※1″=25.4mm2、公稱壓力公稱壓力是人為規(guī)定的，并經(jīng)圓整后，供設(shè)計(jì)、制造、選購(gòu)時(shí)參考數(shù)據(jù)。其數(shù)值為常溫下的額定值。公稱壓力國(guó)內(nèi)外最常用的表示方法有兩種：即美洲體系和歐洲體系。1）、歐洲體系是以德國(guó)為代表的國(guó)家常用的壓力標(biāo)準(zhǔn)體系，我國(guó)、前蘇聯(lián)、德國(guó)等均屬于此體系范疇。該體系的公稱壓力用“PN”表示，單位為“MPa”，我國(guó)公稱壓力標(biāo)準(zhǔn)系列如下：0.050.10.250.40.60.81.01.62.02.54.05.06.310151620252832425063801001251602002503352)、美洲體系是以美國(guó)為代表的西方國(guó)家常用的壓力標(biāo)準(zhǔn)體系。該體系的公稱壓力用“Class”表示，單位為“磅級(jí)”，此公稱壓力標(biāo)準(zhǔn)系列如下：25125150250300400600800900150025004200為了與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌，我國(guó)在新制定的公稱系列標(biāo)準(zhǔn)中，已融含了上述兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體系。常用的兩個(gè)體系對(duì)照表如下：2.05.06.311.015.026.042.0150300400600900150025003)、除上述兩種基本公稱壓力標(biāo)準(zhǔn)體系外，還常碰到日本的一種標(biāo)準(zhǔn)體系，即“K”級(jí)制，此體系是日本標(biāo)準(zhǔn)中一種常用的表示方法，用“K”表示。其壓力系列如下表所示：2K5K10K16K20K30K40K63K100K為在平時(shí)使用時(shí)方便對(duì)照，現(xiàn)將上述三種公稱壓力之間的對(duì)照列在下表（參考）：PN（MPa）1.6/2.02.5/4.0/5.06.310152542Class（磅級(jí)）15030040060080090015002500K級(jí)（K）102040※1psi≈0.007MPa3、壓力—溫度等級(jí)（壓力—溫度額定值）壓力—溫度等級(jí)是在公稱壓力和閥門材料（承壓件）確定的前提下，閥門在指定溫度下用表壓表示的最大非沖擊允許的工作壓力。它是正確選用閥門、法蘭和管件、工程設(shè)計(jì)和生產(chǎn)制造的基本參數(shù)。壓力—溫度等級(jí)的用途：1）、在材料和相應(yīng)壓力等級(jí)確定下，可以確定不同溫度下相應(yīng)的最大允許工作壓力。2）、根據(jù)實(shí)際工作溫度和工作壓力，確定常溫下的壓力額定值。二、閥門產(chǎn)品結(jié)構(gòu)閥門產(chǎn)品的發(fā)展主要取決于閥門的材料和結(jié)構(gòu)。各類閥門由于使用工況的不同，制造廠工藝的不同，設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)思路的不同，以及隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，閥門新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝的不斷問世，造成閥門的結(jié)構(gòu)品種極為復(fù)雜，但是，追根溯源，每類閥門總的功能和基本原理還是有一定規(guī)律下常用的基型結(jié)構(gòu)和具有代表性的同種閥類的結(jié)構(gòu)，分述如下：一）、典型閥門產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)二）、填料函的結(jié)構(gòu)三）、閥門中部的結(jié)構(gòu)四）、閥桿螺母的結(jié)構(gòu)五）、密封面的結(jié)構(gòu)一）、典型閥門產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)由于閥門產(chǎn)品的種類和結(jié)構(gòu)繁多，為使大家有一個(gè)總體的了解，僅對(duì)閘閥、截止閥、止回閥、球閥和蝶閥的結(jié)構(gòu)形式按分類法進(jìn)行表述。1、閘閥結(jié)構(gòu)分類（見圖一）圖1閘板結(jié)構(gòu)單閘板螺紋在閘板上圖1閘板結(jié)構(gòu)單閘板螺紋在閘板上圖2螺紋在閥蓋上圖2螺紋在閥蓋上圖3楔式雙閘板雙閘板暗桿圖3楔式雙閘板雙閘板暗桿圖4平行式雙閘板閘閥結(jié)構(gòu)圖4平行式雙閘板閘閥結(jié)構(gòu)彈性閥桿類型單面楔式彈性閥桿類型單面楔式單閘板圖6圖5單閘板圖6圖5剛性明桿雙面楔式剛性明桿雙面楔式圖7圖7閘板架閘板結(jié)構(gòu)閘板架閘板結(jié)構(gòu)雙閘板圖8雙閘板圖8撐開式撐開式圖9單閘板圖9單閘板平行式圖10彈簧預(yù)緊平行式圖10彈簧預(yù)緊雙閘板圖11雙閘板圖11撐開式撐開式圖12圖122、截止閥結(jié)構(gòu)分類（見圖二）閥瓣受力類型閥瓣受力類型介質(zhì)流向介質(zhì)流向強(qiáng)制關(guān)閉從下部進(jìn)入強(qiáng)制關(guān)閉從下部進(jìn)入自平衡從上部進(jìn)入自平衡從上部進(jìn)入圖1直通式截止閥圖1直通式截止閥圖5閥桿密封類型內(nèi)螺紋有填料圖5閥桿密封類型內(nèi)螺紋有填料圖3角式通道類型圖3角式通道類型圖6閥桿螺紋位置無填料外螺紋圖6閥桿螺紋位置無填料外螺紋圖4圖2Y型圖4圖2Y型圖7圖7是否帶擺錘3、止回閥結(jié)構(gòu)分類（見圖三）是否帶擺錘阻尼位置阻尼位置帶擺錘外阻尼帶擺錘外阻尼圖3圖1帶阻尼裝置圖3圖1帶阻尼裝置不帶擺錘內(nèi)阻尼不帶擺錘內(nèi)阻尼閥瓣數(shù)量單瓣圖2按阻尼閥瓣數(shù)量單瓣圖2按阻尼圖4伸出體外圖4伸出體外雙瓣旋啟式雙瓣旋啟式圖5在體內(nèi)止回閥圖5在體內(nèi)止回閥通道方式多瓣閥瓣運(yùn)動(dòng)方式直通式通道方式多瓣閥瓣運(yùn)動(dòng)方式直通式圖7圖6圖7圖6角式升降式不帶阻尼裝置角式升降式不帶阻尼裝置圖8圖8立式立式圖9圖9閥瓣類型圖10平面閥瓣類型圖10平面圖11單球錐面圖11單球錐面球面管道式球面管道式圖12多球圖12多球圖13單瓣蝶式圖13單瓣蝶式閥瓣數(shù)量雙瓣閥瓣數(shù)量雙瓣4、球閥結(jié)構(gòu)分類（見圖四）通道數(shù)量球閥通道數(shù)量球閥四通式三通式直通式四通式三通式直通式圖1圖1裝配方式裝配方式全包式側(cè)裝式上裝式全包式側(cè)裝式上裝式圖2密封性質(zhì)圖2密封性質(zhì)油封非油封油封非油封圖3圖3防火防靜電防火防靜電防火防靜電不防火防靜電防火防靜電不防火防靜電圖4圖4密封材料密封材料金屬材料軟質(zhì)材料金屬材料軟質(zhì)材料球體固定方式球體固定方式偏心式固定式浮動(dòng)式撐開式斜面式固定式浮動(dòng)式偏心式固定式浮動(dòng)式撐開式斜面式固定式浮動(dòng)式圖7圖6圖5密封圖7圖6圖5密封雙面密封單面密封雙面密封單面密封圖8圖85、蝶閥結(jié)構(gòu)分類（見圖五）蝶閥蝶閥蝶板位置蝶板位置斜置板垂直板斜置板垂直板密封力密封力自壓密封強(qiáng)制密封自壓密封強(qiáng)制密封圖1密封原理圖1密封原理三偏心雙偏心單偏心中線式三偏心雙偏心單偏心中線式密封面材料密封面材料金屬材料軟質(zhì)材料金屬材料軟質(zhì)材料密封性質(zhì)旋轉(zhuǎn)軸位置密封性質(zhì)旋轉(zhuǎn)軸位置剛性密封彈性密封單偏心斜置式中線式剛性密封彈性密封單偏心斜置式中線式圖4旋轉(zhuǎn)軸位置圖3圖2蝶板位置圖4旋轉(zhuǎn)軸位置圖3圖2蝶板位置圖9斜置板垂直板雙偏心單偏心圖9斜置板垂直板雙偏心單偏心圖5圖6旋轉(zhuǎn)軸位置圖5圖6旋轉(zhuǎn)軸位置三偏心雙偏心三偏心雙偏心圖8圖7圖8圖7二）、填料函結(jié)構(gòu)（見圖六）對(duì)閥門而言，除正確選擇填料材料外，其填料函結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的正確與否對(duì)保證閥桿處密封是否可靠至關(guān)重要。對(duì)一般工業(yè)用閥門，填料函的基本結(jié)構(gòu)分類如下：（圖1）采用同一種填料材料全填料式（圖1）采用同一種填料材料全填料式（圖2）在填料中段部位再增加一個(gè)金屬隔環(huán)中間加隔環(huán)式有填料式（圖2）在填料中段部位再增加一個(gè)金屬隔環(huán)中間加隔環(huán)式有填料式（圖3）填料采用二種以上材料復(fù)合式（圖3）填料采用二種以上材料復(fù)合式（圖4）在中間隔環(huán)式基礎(chǔ)上，安置一個(gè)引漏管，一旦介質(zhì)能過下部填料泄漏后，可通過引漏管將介質(zhì)排到專設(shè)的容器中，以確保閥門使用現(xiàn)場(chǎng)不受介質(zhì)危害。中間加引漏裝置填料函（圖4）在中間隔環(huán)式基礎(chǔ)上，安置一個(gè)引漏管，一旦介質(zhì)能過下部填料泄漏后，可通過引漏管將介質(zhì)排到專設(shè)的容器中，以確保閥門使用現(xiàn)場(chǎng)不受介質(zhì)危害。中間加引漏裝置填料函（圖5）其結(jié)構(gòu)與中間加引漏裝置相同，不同之處在于要通過管路長(zhǎng)期向填料中間施加一定壓力的循環(huán)水，以達(dá)到下部密封段填料承受的壓差降低，從而確保介質(zhì)不能輕易通過閥桿外泄。水封式（圖5）其結(jié)構(gòu)與中間加引漏裝置相同，不同之處在于要通過管路長(zhǎng)期向填料中間施加一定壓力的循環(huán)水，以達(dá)到下部密封段填料承受的壓差降低，從而確保介質(zhì)不能輕易通過閥桿外泄。水封式（圖6）波紋管式（圖6）波紋管式無填料式無填料式全封閉式全封閉式三）、中部結(jié)構(gòu)（見圖七）閥門在大多數(shù)情況下，由于受整體結(jié)構(gòu)的限制，均采用閥體與閥蓋（或閥體與側(cè)閥體）各自獨(dú)立的零件，這就為設(shè)計(jì)時(shí)帶來如何保證兩個(gè)零件連接后密封的問題。閥門中部結(jié)構(gòu)盡管受閥門使用性能等因素影響而多種多樣，但基本結(jié)構(gòu)可以分為兩類：1、有墊片（環(huán)）連接的中部結(jié)構(gòu)：其結(jié)構(gòu)原理是：作為密封用的墊片（環(huán)）通過螺栓連接壓緊產(chǎn)生的變形，形成足夠的密封力，從而保證兩個(gè)零件之間的密封。2、無墊片（環(huán)）連接的中部結(jié)構(gòu)：其結(jié)構(gòu)原理是：不采用墊片（環(huán)）密封的結(jié)構(gòu)，而達(dá)到中部連接處不泄漏。為更清楚地表達(dá)中部密封的結(jié)構(gòu)，用分類表達(dá)如下：圖1軟質(zhì)墊片連接墊片連接圖1軟質(zhì)墊片連接墊片連接圖2金屬墊片連接圖2金屬墊片連接圖3軟質(zhì)墊片連接有墊片（環(huán)）連接圖3軟質(zhì)墊片連接有墊片（環(huán)）連接圖4金屬墊片連接環(huán)連接強(qiáng)制密封圖4金屬墊片連接環(huán)連接強(qiáng)制密封中部結(jié)構(gòu)中部結(jié)構(gòu)自緊密封自緊密封剛性連接剛性連接圖5全焊接連接無墊片（環(huán)）連接圖5全焊接連接無墊片（環(huán)）連接四）、閥桿螺母結(jié)構(gòu)（見圖八）對(duì)具有螺旋傳動(dòng)的閥門，其閥桿螺母結(jié)構(gòu)往往因受力和環(huán)境因素的影響而不同，其基本結(jié)構(gòu)可分為固定式閥桿螺母和轉(zhuǎn)動(dòng)式閥桿螺母兩大類。1、固定式閥桿螺母的原理是閥桿螺母固定，閥桿作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。按其閥桿螺母所處位置又分為閥體內(nèi)和閥體外兩種。若閥桿螺母安置在閥體外，此時(shí)，閥桿螺母固定，閥桿作旋轉(zhuǎn)并軸向運(yùn)動(dòng)。若閥桿螺母安置在閥體內(nèi)，此時(shí)，閥桿螺母隨關(guān)閉件軸向運(yùn)動(dòng)，而閥桿只作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2、轉(zhuǎn)動(dòng)式閥桿螺母的原理是閥桿螺母裝在支架的上部，閥桿螺母通過外力驅(qū)動(dòng)作原位旋轉(zhuǎn)，而閥桿作軸向運(yùn)動(dòng)。閥桿螺母安置在閥體內(nèi)，由于受介質(zhì)和溫度的影響大，而且在介質(zhì)作用下，操作條件差，易損壞，維修更不容易，因此其使用范圍受限制。閥桿螺母安置在閥體外，由于與介質(zhì)隔開，而且溫度大大低于閥體和閥蓋的溫度，故更換、維修、潤(rùn)滑方便，可用于各種工作條件（包括最復(fù)雜的工況）場(chǎng)合?，F(xiàn)將閥桿螺母結(jié)構(gòu)分類列表表示：圖1閥桿螺母在體腔外固定式圖1閥桿螺母在體腔外固定式圖2閥桿螺母在體腔內(nèi)圖2閥桿螺母在體腔內(nèi)圖3單軸承閥桿螺母結(jié)構(gòu)圖3單軸承閥桿螺母結(jié)構(gòu)圖4雙軸承帶止推軸承圖4雙軸承帶止推軸承圖5上裝式不帶止推軸承轉(zhuǎn)動(dòng)式圖5上裝式不帶止推軸承轉(zhuǎn)動(dòng)式圖6下裝式圖6下裝式五）、密封面結(jié)構(gòu)閥門密封面結(jié)構(gòu)是決定閥門能否可靠保證在管道內(nèi)使用功能的關(guān)鍵。由于閥門的具體執(zhí)行功能不同，因此其密封面結(jié)構(gòu)不同，為便于系統(tǒng)地理解和掌握這方面知識(shí)，僅就典型的幾種閥門密封面結(jié)構(gòu)闡述如下：1、閘閥的密封面結(jié)構(gòu)在閘閥產(chǎn)品中，密封面工作條件比截止閥復(fù)雜的多，閘板和閥體密封面相對(duì)移動(dòng)將引起磨損，而隨著磨損的加重，閘板會(huì)在閥體中下落，而且由于斜度不大，造成密封面厚度即使減少量很小也會(huì)引起閘板比較大的下移，如果返修或維修時(shí)，經(jīng)重新研磨后，閘板下降的幅度更大，由于這個(gè)原因，為保證閥門可靠的密封，閘板密封面一方面要比閥體密封面要寬，另一方面，在裝配時(shí)，應(yīng)將閘板與閥體密封面的最初接觸位置選在閘板的最高處。一般，閘閥密封面檢修要比截止閥困難，為避免閥門經(jīng)常返修/維修和密封面的迅速破壞，這就要求對(duì)閘閥密封面材料和結(jié)構(gòu)的選擇考慮的愈周全愈好。1）、分離式閥座結(jié)構(gòu)：此類結(jié)構(gòu)是將密封面先與閥體分開，然后再與閥體邊接在一起。其優(yōu)點(diǎn)是密封材料選擇范圍大，易加工，缺點(diǎn)是工藝復(fù)雜。2）、整體式閥座結(jié)構(gòu)：此結(jié)構(gòu)是密封面直接在閥體上加工而成的，可分為在閥體上直接加工和先堆焊再加工兩種。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是增大了加工難度。閘閥的密封面結(jié)構(gòu)分類如下：（見圖九）圖1（均采用分離式結(jié)構(gòu)）非金屬密封面材料圖1（均采用分離式結(jié)構(gòu)）非金屬密封面材料圖2本體閥座密封面結(jié)構(gòu)圖2本體閥座密封面結(jié)構(gòu)圖3堆焊整體式金屬密封面材料圖3堆焊整體式金屬密封面材料圖4焊接式閘閥密封面結(jié)構(gòu)圖4焊接式閘閥密封面結(jié)構(gòu)圖5螺紋擰緊式式分離式圖5螺紋擰緊式式分離式圖6鑲嵌式圖6鑲嵌式本體本體堆焊閘板密封面結(jié)構(gòu)堆焊閘板密封面結(jié)構(gòu)鑲嵌鑲嵌2、截止閥的密封面結(jié)構(gòu)截止閥密封結(jié)構(gòu)，根據(jù)密封面材料分為軟質(zhì)和金屬兩大類，在閥門設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)密封材料的特點(diǎn)采取相應(yīng)的固定方法。截止閥密封面結(jié)構(gòu)型式如下：（見圖十）圖1在閥體上堆焊后加工圖1在閥體上堆焊后加工圖2閥座滾壓在閥體上圖2閥座滾壓在閥體上圖3閥座焊在閥體上平面式圖3閥座焊在閥體上平面式圖4閥座用螺紋擰在閥體上截止閥密封面結(jié)構(gòu)圖4閥座用螺紋擰在閥體上截止閥密封面結(jié)構(gòu)圖5用壓板或壓入閥瓣中（對(duì)軟質(zhì)材料）圖5用壓板或壓入閥瓣中（對(duì)軟質(zhì)材料）圖6在閥體上堆焊后加工錐面環(huán)型圖6在閥體上堆焊后加工錐面環(huán)型圖7襯膠錐面式圖7襯膠錐面式圖8閥座用螺紋擰在閥體上錐面線型圖8閥座用螺紋擰在閥體上錐面線型圖9閥體為塑料圖9閥體為塑料（閥瓣軟、閥座硬最好，也可均為金屬，但硬度差要考慮）刀型（閥瓣軟、閥座硬最好，也可均為金屬，但硬度差要考慮）刀型圖10圖103、球閥密封面結(jié)構(gòu)由于球閥使用的場(chǎng)合不同，其密封面結(jié)構(gòu)也不同，加上新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝的不斷問世，使球閥的使用范圍也隨之?dāng)U大，閥座密封面結(jié)構(gòu)也多樣化。對(duì)球閥密封副結(jié)構(gòu)，由于球體一般為金屬材料，關(guān)鍵是閥座密封面結(jié)構(gòu)的選擇。球閥密封面結(jié)構(gòu)分類如下：（見圖十一）圖2圖1圖2圖1密封圈固定方式是否防火注密封脂閥座防火閥座密封圈固定方式是否防火注密封脂閥座防火閥座是否注密封脂是否注密封脂圖3密封面材料自由式球閥閥座結(jié)構(gòu)圖3密封面材料自由式球閥閥座結(jié)構(gòu)圖4鑲嵌式金屬圖4鑲嵌式金屬不注密封脂閥座不防火閥座不注密封脂閥座不防火閥座線密封非金屬線密封非金屬圖5密封接觸面面密封圖5密封接觸面面密封4、蝶閥密封面結(jié)構(gòu)由于蝶閥具有其它閥類不可比的優(yōu)點(diǎn)，近年來，許多新結(jié)構(gòu)問世，已使蝶閥只能常溫軟質(zhì)密封開始向高溫硬密封發(fā)展，因此，目前密封面結(jié)構(gòu)相當(dāng)繁多。其密封面結(jié)構(gòu)分類如下表所示：（見圖十二）圖1密封材料非金屬材料圖1密封材料非金屬材料自動(dòng)密封自動(dòng)密封圖2彈性金屬材料圖2彈性金屬材料圖3鑲橡膠/塑料圖3鑲橡膠/塑料鑲襯式蝶閥密封面結(jié)構(gòu)鑲襯式蝶閥密封面結(jié)構(gòu)圖4襯橡膠/塑料非金屬材料圖4襯橡膠/塑料非金屬材料圖5密封材料充壓式圖5密封材料充壓式強(qiáng)制密封強(qiáng)制密封圖6彈性圖6彈性圖7剛性金屬材料圖7剛性金屬材料三、閥門材料閥門是管路中不可缺少的附件之一，由于其特殊性，它不僅要保證在不同溫度、不同壓力、不同介質(zhì)的化學(xué)物理性能參數(shù)下的可靠功能，而且還要完成閥門在使用中的各種動(dòng)作。因此，這就決定了閥門在選材上的復(fù)雜性?？梢灾v，目前存世的絕大部分材料，包括黑色金屬、有色金屬、工程塑料、橡膠和搪瓷等在閥門中均可用到。盡管表面上看，一臺(tái)閥門很簡(jiǎn)單，但實(shí)際上閥門中每個(gè)零件材料所涉及的學(xué)科卻是其它機(jī)械產(chǎn)品無法比擬的。它不僅涉及到材料學(xué)、流體力學(xué)、熱力學(xué)、化學(xué)、腐蝕學(xué)、金相學(xué)，而且還涉及到機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)、自動(dòng)控制學(xué)、機(jī)械制造學(xué)以及探傷、焊接等學(xué)識(shí)。因此，對(duì)每一個(gè)合格的閥門工程技術(shù)人員來講，不僅要具備對(duì)閥門產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的熟知并創(chuàng)新，在理論和科研上的扎實(shí)基礎(chǔ)，而且在如何選好材料上更要具備較高的素質(zhì)，為了達(dá)到這樣的目標(biāo)，就要做到以下幾點(diǎn)：1、要廣泛熟悉并收集國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的各種材料的信息和相應(yīng)材料標(biāo)準(zhǔn)。2、在實(shí)際工作中，不斷積累經(jīng)驗(yàn)。3、密切和科研單位的合作，有針對(duì)性地研制閥門所需的新材料，以便拓寬選材范圍。建國(guó)以來，我國(guó)在閥門新材料的研制上舉不勝舉，比如：為四川天然氣工程研制了耐H2S介質(zhì)的閥桿材料318鋼、抗咬傷的303Se，410Se等易切削不銹鋼、耐低溫-101℃的3.5Ni(L3)低溫鋼、耐高溫的ZG2Cr5Mo高溫鋼、耐海水腐蝕的雙相不銹鋼，鎳基合金鑄鐵，耐沖蝕和磨損的耐磨鑄鐵等。提高閥門密封面壽命的SF-3T、SF-4T、SF-5T等堆焊焊條。這些成果均是先提出課題或國(guó)家下達(dá)科研計(jì)劃、經(jīng)有關(guān)部門配合攻關(guān)而成。一）、材料的選用原則由于閥門屬于受壓容器范疇，而且閥門中每個(gè)零件在閥門中起的作用也不盡相同。因此，為保證閥門的安全可靠，在閥門零件具體選用時(shí)，合理與否至關(guān)重要。在選用閥門零件材料時(shí)，可遵循以下幾點(diǎn)原則：1、適用性：即選材時(shí)要符合相應(yīng)閥門零件的使用功能。2、可行性和經(jīng)濟(jì)性：即選材料時(shí)，要立足于市場(chǎng)上便于采購(gòu)，價(jià)格適宜，并且不能高材低用。3、可靠性：即在選定了某種閥門零件材料后，還要進(jìn)行必要的計(jì)算，考慮可能出現(xiàn)的問題以及采取的相應(yīng)措施，力保選用的材料滿足使用功能。4、工藝性：即在選材時(shí)，考慮加工的工藝性，以求得最佳的經(jīng)濟(jì)效果。為了更直觀、簡(jiǎn)單的保證閥門材料的選用合理，各國(guó)均在長(zhǎng)期設(shè)計(jì)、制造和使用的基礎(chǔ)上，對(duì)通用閥門的選材進(jìn)行了科學(xué)總結(jié)，并制定了相應(yīng)規(guī)范下的選材標(biāo)準(zhǔn)。例如：我國(guó)在JB/T5300-91標(biāo)準(zhǔn)中就對(duì)一般閥門的基本材料作了詳細(xì)規(guī)定。它適用于灰鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵、銅合金、碳素鋼、高溫鋼、低溫鋼及不銹耐酸鋼等閥門。目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)材料的標(biāo)準(zhǔn)很多，在具體閥門設(shè)計(jì)工作中，可以按需要對(duì)照相應(yīng)材料標(biāo)準(zhǔn)去選用。但對(duì)閥門特殊工況下材料選用，由于無實(shí)際經(jīng)驗(yàn)可借鑒，選材較為復(fù)雜和困難，需要反復(fù)論證，并結(jié)合必要的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，許多新材料在不斷問世，這對(duì)不斷提高閥門的使用可靠性和新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)提供了可靠基礎(chǔ)。二）、材料的表示方法由于閥門零件材料的牌號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范較多，而且各國(guó)表示方法也不一樣，因此，在圖樣設(shè)計(jì)中必須標(biāo)出相應(yīng)材料的具體牌號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)。閥門零件材料的表示方法基本上分我國(guó)體系和國(guó)外體系兩種。閥門零件材料的表示方法及原則，一般采用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范加材料牌號(hào)的方法。比如對(duì)碳鋼鑄件：我國(guó)表示為GB/12229-89WCB，對(duì)ASTM標(biāo)準(zhǔn)表示為ASTMA216WCB。三）、閥門材料的選用根據(jù)閥門的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，閥門零件材料基本上可分為以下幾大類：承壓件材料（閥體、閥蓋等）內(nèi)件材料（閥桿、密封面、上密封等）栓接材料（各部位的緊固件）密封材料（墊片、填料等）靈敏件材料（彈簧、膜片等）一般材料（支架、手輪、閥桿螺母等）由于閥門的特殊性，在具體選用閥門零件時(shí)，應(yīng)側(cè)重考慮以下幾個(gè)主要因素：介質(zhì)、介質(zhì)溫度、工作壓力、其它因素下邊按閥門零件材料分類分別闡述材料的選用。1、承壓件材料的選用承壓件一般指承受介質(zhì)內(nèi)部壓力的零件，如閥體、閥蓋、端蓋等。它們是保證閥門使用強(qiáng)度的關(guān)鍵零件。承壓件一般可用鑄造、鍛造或板焊材料制成。對(duì)常規(guī)閥門材料，國(guó)內(nèi)外均在相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中作了規(guī)定，選擇時(shí)一方面可由產(chǎn)品定單規(guī)定，按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范去選；若產(chǎn)品定單中未作明確規(guī)定，則可用習(xí)慣的、成熟的材料。比如，對(duì)≤425℃的碳鋼閥門，承壓件材料均為WCB。在選用承壓件材料時(shí)，所有承壓件并不要求采用相同材料或同類材料。但是適用的額定值應(yīng)按主要承壓件確定。基于目前各種承壓零件的使用范圍不規(guī)范，現(xiàn)將常用的承壓件材料選擇列表于“承壓件、閥桿、栓接及密封面材料（推薦）表”中。需要注意的是：表中（推薦）材料不是唯一的，可根據(jù)企業(yè)具體情況，自行決定，關(guān)鍵能保證閥門的使用性能。2、內(nèi)件材料的選用內(nèi)件指閥門內(nèi)腔的主要零件，它包括密封面、閥桿和上密封座。當(dāng)然，其它內(nèi)部的一般零件（銷軸、遙桿、襯套等）也屬于這一范疇。內(nèi)件材料同樣承擔(dān)閥門的關(guān)鍵功能，如密封、傳遞運(yùn)動(dòng)功能等。對(duì)閥門內(nèi)件材料,國(guó)內(nèi)外也均有相關(guān)常用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，在選用時(shí)，除定單中明確規(guī)定外，一般可按制造廠的標(biāo)準(zhǔn)材料規(guī)范。為了大家使用方便，對(duì)常用的閥門內(nèi)件材料的選用列于“承壓件、閥桿、栓接和密封面材料（推薦）表”中。密封面材料是影響閥門密封和使用壽命的關(guān)鍵，閥門產(chǎn)品必須要有相應(yīng)的密封面材料標(biāo)識(shí)，我國(guó)常用的密封面材料標(biāo)識(shí)代號(hào)如下：密封面材料代號(hào)密封面材料代號(hào)銅合金T合金鋼H橡膠X滲氮鋼D尼龍N硬質(zhì)合金Y氟塑料F巴氏合金B(yǎng)襯膠J搪瓷C隨著國(guó)際市場(chǎng)的開放，為便于和國(guó)際接軌，現(xiàn)將國(guó)際上通用的密封面材料標(biāo)識(shí)如下表所示：密封面材料標(biāo)識(shí)密封面材料標(biāo)識(shí)鋁AL氯丁橡膠CR黃銅BRS丁基橡膠IIR青銅BRZ乙烯、丙烯橡膠EPR碳銅CS氟橡膠FPM鑄鐵CI硅橡膠SI球墨鑄鐵DI不銹鋼SS可鍛鑄鐵MI13鉻CR13(D507\D507Mo\2Cr13)表面硬化HF(司太立)18-818-8整體閥座INT18-8Mo18-8Mo表面硬化鋼滲氮