調(diào)節(jié)閥基礎(chǔ)知識

Masoneilan調(diào)節(jié)閥培訓資料DFTBeijingOffice1閥門（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)閥門的基本類型和用途2調(diào)節(jié)閥（controlvalve）：工業(yè)過程控制系統(tǒng)中調(diào)節(jié)流體流量的控制裝置調(diào)節(jié)閥又可稱控制閥。它可通過對流體流量的控制來調(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)行機構(gòu)組成。

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

閥門的基本類型和用途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)本身為動力,實現(xiàn)介質(zhì)溫度,壓力,流量,自動調(diào)節(jié)的閥門.閥門的基本類型和用途4閥門的基本類型和用途氣(液)動調(diào)節(jié)閥帶有以壓縮空氣（液體）為動力,由控制器的信號調(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。5電動調(diào)節(jié)閥帶有以電力為動力,由控制器的信號調(diào)節(jié)流體通路的面積,以改變流體流量的執(zhí)行器的閥門閥門的基本類型和用途6氣動調(diào)節(jié)閥附件

定位器氣-氣定位器；電-氣定位器；智能定位器

空氣過濾器

閉鎖閥7氣動調(diào)節(jié)閥附件

電磁閥

（快速）釋放閥8氣動調(diào)節(jié)閥附件9閥門組件序號名稱術(shù)語相當?shù)挠⒄Z說明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)或截斷介質(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組件閥門組件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，石墨填料閥門密封件材料和使用溫度

13閥門密封件材料和使用溫度

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

-不適于核輻射場合（填料易損壞）

14

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

15常用墊片(Gasket)

標準墊片由金屬平墊片，

金屬纏繞墊，石墨墊組成.

閥門密封件材料和使用溫度

16調(diào)節(jié)閥常用標準

調(diào)節(jié)閥常用標準相關(guān)的組織

AmericanNationalStandardInstitute(ANSI)

AmericanSocietyofMechanicalEngineers(ASME)

AmericanSocietyforTestingandMaterials(ASTM)

InstrumentSocietyofAmerica(ISA)17美國國家標準組織(ANSI)美國機械工程師學會(ASME)美國測試與材料學會(ASTM)美國石油組織(API)國際測量與控制學會(ISA)國際標準化組織(ISO)國際電工委員會(IEC)國際腐蝕工程師協(xié)會(NACE)流體控制組織(FCI)制造商標準化學會(MSS)調(diào)節(jié)閥常用標準18

調(diào)節(jié)閥新國標

氣動調(diào)節(jié)閥國標GB4213-84《氣動調(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日實施。本標準又于1992年進行了修改，修改后的標準代號為GB/T4213-92，于1993年10月實施。2008年7月28日又發(fā)布修訂后的《氣動調(diào)節(jié)閥》標準，并于2009年2月1日實施。該標準主要依據(jù)IEC國際標準，并結(jié)合我國具體情況而制定調(diào)節(jié)閥常用標準19閥門耐壓能力表述法有兩種

-壓力等級（CL）-公稱壓力（PN）

根據(jù)國際標準化組織（ISO）發(fā)布的標

準，壓力等級與公稱壓力之間的關(guān)系為

CL150：PN20

CL900：

PN150

CL300：PN50

CL1500：PN260

CL600：PN110

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

中間等級(MiddleClass)標準等級或者特殊等級的線性插入，如：CL2890限制等級(LimitedClass)僅使用于閥門尺寸不大于2.5英寸的螺紋連接閥門或者焊接連接閥門限制等級不需要NDE(無損傷檢測)檢驗相同壓力等級下，同種材料能夠承受比標準等級更高的溫度通常應(yīng)用于高溫高壓的疏水閥調(diào)節(jié)閥常用標準22調(diào)節(jié)閥常用標準23調(diào)節(jié)閥常用標準24調(diào)節(jié)閥常用標準25調(diào)節(jié)閥常用標準26調(diào)節(jié)閥常用標準27設(shè)計標準：溫度，壓力，材料。。。。。制造標準：厚度（強度），連接尺寸。。。。。試驗標準：泄漏試驗（泄漏等級II-VI,壓力1.1倍），強度（水壓力1.5倍）試驗。。。。。調(diào)節(jié)閥常用標準28閥門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），價格低，可焊性好，低溫易脆，高溫時強度降低（工作溫度-20F－800F）（-29℃至427℃）WC9

低合金鉻鉬鋼，適于>800

F過熱蒸氣及沖刷嚴重的工況，抗腐蝕性能優(yōu)于碳鋼，可焊性優(yōu)于C5，熱膨脹性能，導熱性能優(yōu)于CF8M，工作溫度20F-105OF29閥門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，強度高，常被施以3種硬化處理(H900,1075,1150)

常用來制造閥籠，閥座，閥塞，閥桿，溫度較高時易脆，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。閥門材料與使用范圍31管道尺寸及連接標準法蘭（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)：

對焊（BWE)管道尺寸及連接標準33Schedulenumder(壁厚系列號）：

20；30；40；60；80；100；120；140；160；

Designation(標識號）：

STD;XS;XXS;管道尺寸及連接標準34管道尺寸及連接標準35閥門規(guī)格型號標識36調(diào)節(jié)閥特性術(shù)語

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，閥門某開度下每分鐘流過閥門的（美)加侖數(shù)。

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

用不同符號表示不同介質(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，閥門某開度下每小時流過閥門的立方米數(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。

壓差恒定時閥門的流量特性稱作固有流量特性。

在壓差等參數(shù)變化條件下閥門的流量特性稱作實際流量

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

---在一定壓差、溫度的條件下閥門全關(guān)時介質(zhì)流過閥門的流量。

泄漏量是衡量閥門內(nèi)漏的指標。泄漏等級(Leakage)ANS

II－－VI調(diào)節(jié)閥特性術(shù)語42調(diào)節(jié)閥特性術(shù)語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)閥門的流量。調(diào)節(jié)閥特性術(shù)語44

回差

同一輸入信號上測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作

的壓力區(qū)間，即調(diào)節(jié)閥行程上某點正反程信號之差。調(diào)節(jié)閥特性術(shù)語45阻塞流(ChokedFlow)---不可壓縮或可壓縮流體在流過調(diào)節(jié)閥時，所能達到的極限或最大流量狀態(tài)。無論是何種液體，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)閉位置算起到全開位置的線位移或角位移調(diào)節(jié)閥特性術(shù)語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。閥門就相當于管道的節(jié)流元件。調(diào)節(jié)閥特性術(shù)語47

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

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

閃蒸最嚴重的破壞發(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，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損壞的重要原因！

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

-噪聲源于流體紊流中的剪切應(yīng)力。-噪聲是閥門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.（這種傳遞是通過流體在系統(tǒng)內(nèi)的流動進行的）管道壁的振動將聲壓波輻射至環(huán)境中形成噪聲。

Masoneilan調(diào)節(jié)閥采用各種結(jié)構(gòu)來有效降低氣閥門噪聲(可降低20－40dBA)調(diào)節(jié)閥特性術(shù)語51有關(guān)閥內(nèi)件的比較52平衡式閥內(nèi)件特點：調(diào)節(jié)性能好；流通能力大；執(zhí)行機構(gòu)力?。贿m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：

密封性能好；閥門結(jié)構(gòu)簡單，造價低；執(zhí)行機構(gòu)力大；適應(yīng)較高溫度流開有關(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

有

59

調(diào)節(jié)閥常見故障分析(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更換閥門內(nèi)漏執(zhí)行器調(diào)整不當重新調(diào)整執(zhí)行機構(gòu)選型失誤重新計算，換件60調(diào)節(jié)閥常見故障分析(2)故障現(xiàn)象故障原因處理方法閥門內(nèi)漏閥門裝配狀況不良重新調(diào)整定位器調(diào)試不當重新調(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)失效更換填料過緊重新調(diào)整61

調(diào)節(jié)閥常見故障分析(3)故障現(xiàn)象故障原因處理方法閥塞閥桿卡滯或運動不平滑閥蓋螺栓扭矩過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)行機構(gòu)與閥門聯(lián)接欠佳重新裝配執(zhí)行機構(gòu)軸套導向套損壞更換執(zhí)行機構(gòu)柱塞密封環(huán)損壞更換執(zhí)行機構(gòu)柱塞/頂盤緊固件松動緊固定位器/控制器發(fā)生故障修復(fù)儀表風清潔度差強化清潔度62

調(diào)節(jié)閥常見故障分析(4)故障現(xiàn)象故障原因處理方法閥塞閥桿卡滯或運動不平滑填料有雜質(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)損壞更換閥門不動作電氣轉(zhuǎn)換器故障修復(fù)無輸入信號檢查氣源，