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阀门基本知识培训
阀门概念：阀门是流体输送系统中的控制部件，具有导流、截流、调节、节流、防止倒流、分流或溢流卸载等功能。

阀门原理：依靠驱动或自动机构使启闭件做升降、滑移、旋摆或回转运动，从而改变其流道面积的大小以实现其控制功能。
1．阀门的分类
1.1 按阀门的用途分
a) 截断用：截断管路中介质。如：闸阀、截止阀、球阀、旋塞阀、蝶阀等
b) 止回用：防止介质倒流。如：止回阀
c) 调节用：调节压力和流量。如：调节阀、减压阀、节流阀、蝶阀、V形开口球阀、平衡阀等
d) 分配用：改变管路中介质流向，分配介质。如：分配阀、三通或四通球阀、旋塞阀等
e) 安全用：用于超压安全保护。如：安全阀、溢流阀。
f) 其它特殊用途：如蒸汽疏水阀、空气疏水阀、排污阀、放空阀、呼吸阀、排渣阀、温度调节阀等。
1.2 按驱动形式分
a) 自动阀门:靠介质本身的能力而动作。
b) 驱动阀门:包括手动、电动、气动、液动等
1.3 按压力分
a) 真空阀：小于标准大气压
b) 低压阀门：PN≤1.6MPa
c) 中压阀门：PN2.5~6.4MPa
d) 高压阀门：PN10.0~80.0MPa
e) 超高压阀门：PN≥100Mpa
1.4 按工作温度分
a) 超低温阀：t<100°C
b) 低温阀：-100°C≤t≤-40°C
c) 常温阀：-40°C<t≤120°C
d) 中温阀：120°C<t≤450°C
e) 高温阀：t>450°C
1.5按通用分类
闸阀(gate)：闸板由阀杆带动，沿阀座密封面做升降运动的阀门
流阻小，启闭力小，开启时间长
按阀杆分：明杆闸阀(outside screw-and-yoke: OS&Y)
暗杆闸阀(non rising stem: NRS)
按闸板分：平板闸阀parallel gate（单平板single gate、双平板double-disc parallel gate）
楔式闸阀wedge gate（单闸板one-piece wedge、双闸 板split wedge）
弹性闸板flexible wedge、刚性闸板solid wedge
按中法兰分：螺栓连接阀盖(bolted bonnet: B.B)
压力密封阀盖(pressure seal bonnet)
螺纹焊接阀盖(screw-welded bonnet)
截止阀(globe): 阀瓣由阀杆带动，沿阀座密封面轴线做升降运动的阀门
工作行程小，启闭时间短，流阻大，启闭力大
按阀杆分：外螺纹截止阀、下螺纹截止阀
按流道分：直通式截止阀、角式截止阀(angle globe)、三通截止阀(three-way)，Y型截止阀(Y-type)
按阀瓣分：锥面密封(plug)、球面密封(ball)、抛物线型(parabolic)、平面密封(plain)、刀型密封、
V型、针型截止阀(needle)、柱塞式截止阀
按中法兰分：螺栓连接阀盖、压力密封阀盖、螺纹焊接阀盖
止回阀(check)：阀瓣借介质作用力，自动阻止介质逆流的阀门
介质单向流动
按结构形式分：旋启式止回阀(swing check)
升降式止回阀(piston,lift-check)
蝶式止回阀(butterfly check, dual-plate wafer-type check)
对夹式止回阀(wafer check)
球阀(ball)：球体绕垂直于通路的轴线旋转的阀门
流阻小，使用温度不高，节流性差
按结构形式分：浮动球阀(floating ball)、固定球阀(trunnion mounted ball)
按中腔结构分：一片式球阀(one piece)、两片式球阀(two piece,side entry)、三片式球阀(three piece)、上装式球阀(top entry trunnion mounted ball)
蝶阀(butterfly)：蝶板绕固定轴旋转的阀门
启闭力小，流阻小，调节性能好，使用压力和温度范围小
按结构形式分：中心蝶阀(center-line)、单偏心蝶阀(single-offset)、双偏心蝶阀(double-offset,double eccentric)、三偏心蝶阀(triple-offset,triple eccentric)
按连接形式分：对夹式蝶阀(wafer type)、法兰式蝶阀(flange type)、支耳式蝶阀(lug type)、焊接式蝶阀(welded type)
1.6 特殊阀门
波纹管阀门(Bellow seal valve）
夹套阀门(Jacket valve)
低温阀门(Cryogenic valve)
低泄漏阀门(Low emission)
加长杆阀门(Extend spindle valve)
2. 阀门的主要性能参数
2.1美标阀门
口径（SIZE）：1/2~36”
磅级（CLASS）：150~2500LB
LB
150
300
600
800
900
1500
2500
Mpa
2.0
5.0
10.0
14.0
15.0
25.0
42.0
工作压力、工作温度与公称压力的关系：
ASTM A216 WCB 工作压力（psi） 1psi=0.006895MPa
温度°F
150LB
300LB
600LB
900LB
1500LB
2500LB

-20~100
285
740
1480
2220
3705
6170

200
260
675
1350
2025
3375
5625

300
230
655
1315
1970
3280
5470

400
200
635
1270
1900
3170
5280

500
170
600
1200
1795
2995
4990

600
140
550
1095
1640
2735
4560

650
125
535
1075
1610
2685
4475

700
110
535
1065
1600
2665
4440

750
95
505
1010
1510
2520
4200

800
80
410
825
1235
2060
3430

850
65
270
535
905
1340
2230

阀门的试验压力：根据ASME B16.34规定，壳体强度试验压力按1.5倍的工作压力并圆整到下一个25PSI，水密封试验压力按1.1倍的工作压力，气密封试验压力按0.6Mpa
2.2 GB阀门
公称通径：DN15~900 mm
公称压力：PN1.0 PN1.6 PN2.5 PN4.0 PN6.4 PN10.0 PN16.0 MPa
2.3 DIN阀门
公称通径：DN15~900 mm
公称压力：PN10 PN16 PN25 PN40 PN64 PN100 PN160 bar
2.4 JIS K级制阀门
公称通径：DN15~900 mm
公称压力：JIS 10K 20K 30K 40K 63K
2.5 各国阀门标准比较
a） 结构长度
GB阀门采用了DIN阀门的结构长度和ANSI标准的结构长度
GB阀门结构长度短型一般对应ANSI标准的结构长度
GB阀门结构长度长型一般对应DIN阀门的结构长度
JIS K级制阀门结构长度一般对应于美标结构长度
10K采用150LB 20K采用300LB 30K采用600LB
b） 法兰
GB9113法兰，HG20595法兰和DIN2501标法兰一般相同，仅法兰厚度和法兰密封面凸台有一些不同

1． 设计标准
ASME B16.34 法兰端、对接焊端和螺纹端阀门
API 600法兰端和对接焊端钢制闸阀
API 602法兰端、螺纹端、焊接端和加长阀体连接端紧凑型闸阀
API 603 150LB耐蚀铸钢法兰端闸阀
API 6D 管线阀门（闸阀、旋塞阀、球阀和止回阀）
BS 1868钢制止回阀
BS 1873钢制截止阀和截止止回阀
BS 5351钢制球阀
MSS SP
DIN
JIS/JPI
NF

2． 连接形式
结构长度：ASME B16.10
端法兰： ASME B16.5
对焊端： ASME B16.25（钢管按ASME B36.10）
连接形式有以下常用几种：
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
BW长型——Butt-Welding 对焊端长型连接
BW短型——Butt-Welding 对焊端短型连接
NPT——NPT螺纹连接
WAFER——对夹式连接

3． 阀盖连接形式
a) 螺栓连接阀盖（Bonnet Bolted 简称B.B.）
FF——Flat Face平面法兰连接（150LB常用）
RF——Raised Face凹凸面法兰连接
RTJ——Ring Joint榫槽式连接（梯形槽）
b) 压力密封连接(Pressure Seal简称P.S.)
c) 螺纹连接（三角或梯形螺纹）

4． 阀座型式
a) 分离阀座（Separate Seat Ring）
焊接(Welded Seat Ring)
螺纹(Threaded Seat Ring)
胀接(Rolled Seat Ring)
压入(Pressed Seat Ring)
b) 本体阀座（Integral Seat Ring）

5． 驱动型式
a) 手轮、手柄（Handwheel, Wrench,Lever）
b) 齿轮驱动
伞齿轮驱动（多回转）Bevel Gear Operated
蜗轮驱动（部分回转）Worm Gear Operated
c) 电动（Electric Actuator）
d) 气动（Pneumatic Actuator）
e) 液动（Hydrauric Actuator）
f) 光阀杆（Bare Stem）

6． 材料
8.1 主体材料
8.1.1 灰铸铁
适用于工作温度-15~200°C，压力PN≤1.6MPa，适用介质为水、煤气。
8.1.2 黑心可锻铸铁
适用于工作温度-15~300°C，压力PN≤2.5MPa，适用介质为水、海水、煤气、氨。
8.1.3 球墨铸铁
适用于工作温度-30~350°C，压力PN≤4.0MPa，适用介质为水、海水、蒸汽、空气、煤气、油品。
8.1.4 钛合金
适用各种强腐蚀性介质
8.1.5 铸造铜合金
适用于工作温度-273~200之间氧气管路和海水管路
8.1.6 塑料、陶瓷
属非金属材料，其最大特点是耐腐蚀性强，甚至有金属材料所不具备的特点，适用于压力PN≤1.6Mpa，工作温度≤60°C的腐蚀性介质，无毒塑料可用于给水工业。
常用ASTM材料
ASTM铸件
ASTM锻件
对应中国牌号
适用温度范围°C
适用介质
碳钢
A216 WCB
A105
20
-29~427
水、液化气体、蒸汽、油品、天然气
低温碳钢
A352 LCB
A350 LF2
16Mn
-46~343
低温介质
A352 LCC
A350 LF2
16Mn
-46~343
低温介质
高温合金钢
A217 WC1
A182 F1

-29~468
高温介质
A217 WC6
A182 F11
15CrMo
-29~593
高温介质
A217 WC9
A182 F22
10Cr2Mo1
-29~593
高温介质
A217 C5
A182 F5
1Cr5Mo
-29~593
腐蚀性高温介质
A217 C12
A182 F9

-29~593
高硫氧化性介质
马氏体不锈钢
A217 CA15
A182 F6a
1Cr13
-29~371
450°C以上强度比304低
奥氏体不锈钢（C≤0.08）
A351 CF8
A182 F304
0Cr18Ni9
-196~537
腐蚀性介质
A351 CF8M
A182 F316
0Cr18Ni12Mo2Ti
-196~537
腐蚀性介质
超低碳奥氏体不锈钢（C≤0.03）
A351 CF3
A182 F304L
00Cr18Ni10
-196~427
腐蚀性介质
A351 CF3M
A182 F316L
00Cr18Ni14Mo2
-196~454
腐蚀性介质
特殊合金
A351 CN7M
UNS N08020
(ALLOY 20)

-29~149
氧化性介质和各种浓度的硫酸
蒙乃尔合金M-30C
UNS N04400
MONEL 400

-29~482
氢氟酸，海水
哈氏合金H.B H.C

H.B耐盐酸，稀硫酸，磷酸、甲酸，醋酸
H.C耐硝酸，硝酸和硫酸的混酸
INCONEL合金

热碱液和碱性硫化物

8.2 内件材料
内件（Trim）：阀瓣密封面、阀座密封面、阀杆（销轴）、上密封座及与 介质接触的小零件。
常用内件材料列表
内件号
阀瓣密封面
阀座密封面
阀杆
上密封座
1
ER410
ER410
1Cr13
2Cr13
8
ER410
EDCoCr-A
1Cr13
2Cr13
5
EDCoCr-A
EDCoCr-A
1Cr13
2Cr13
2
304
304
F304
F304
15
EDCoCr-A
EDCoCr-A
F304
F304
10
316
316
F316
F316
12
316
EDCoCr-A
F316
F316
16
EDCoCr-A
EDCoCr-A
F316
F316
9
MONEL
MONEL
MONEL K500
MONEL 400
20
HSCuZn-3
HSCuZn-3
HPb59-1
HPb59-1

阀门常用内件材料及使用温度
内件材料
使用温度°C
内件材料
使用温度
304、316
-268~316
17-4PH
-40~427
青铜
-273~232
钴基合金（STELLITE 6）
-273~816
因科镍合金（INCONEL）
-240~649
化学镀镍（ENP）
-268~427
蒙乃尔合金
MONEL
-240~-482
镀铬
-273~316
哈氏合金H.B
-198~371
丁晴橡胶（NBR）
-40~93
哈氏合金H.C
-198~538
氟橡胶（VITON ）
-23~204

钛合金
-29~316
聚四氟乙烯（PTFE）
-268~232
镍基合金
-198~316
尼龙（NYLON）
-73~93
20号合金（ALLOY 20）
-46~316
聚乙烯
-73~93
416型不锈钢40RC
-29~427
氯丁橡胶
-40~82
440型不锈钢60RC
-29~427

阀门常用密封面材料及适用介质
密封面材料
使用温度°C
硬度（HRC）
适用介质
青铜
-273~232

水、海水、空气、氧气、饱和蒸汽
304、316、304L、316L
-268~316
14
蒸汽、水、油品、气体、液化气体、轻微腐蚀且无冲蚀的介质
17-4PH
-40~400
40~45
轻微腐蚀且有冲蚀的介质
CR13
-101~400
37~42
轻微腐蚀且有冲蚀的介质
钴基合金（STELLITE 6）
-268~650
40~45常温
38（600°C
具有冲蚀和腐蚀性介质
蒙乃尔合金 K
S
-240~482
27~35
30~38
碱、盐、食品、不含空气的酸溶剂
哈氏合金H.B
H.C
371
538
14
23
腐蚀性矿酸、硫酸、磷酸、湿盐酸气、无氯酸溶液、强氧化性介质
20号合金
-45.6~316
-253~427

氧化性介质和各种浓度的硫酸

8.3 螺栓、螺母材料
常用螺栓螺母材料
ASTM螺栓/螺母材料
适用的主体材料
A193 B7/A194 2H
WCB
A193 B7M/A194 2HM
NACE阀门 WCB
A193 B8/A194 8
不锈钢阀门 CF8 CF8M CF3 CF3M
A193 B8M/A194 8M
不锈钢阀门 CF8 CF8M CF3 CF3M
A320 L7/A194 4
低温阀门 LCB LCC
A320 L7M/A194 7M
低温阀门 LCB LCC
A193 B16/A194 4
高温阀门 WC6 WC9 C5 C12
A193 B8A CLASS 1A/A194 8A
NACE阀门 CF8 CF8M CF3 CF3M
A193 B8MA CLASS 1A/A194 8MA
NACE阀门 CF8 CF8M CF3 CF3M

4 密封件
a) 填料
阀门用填料一般常用石墨和PTFE填料
石墨填料可分为编织填料和成型填料

成型石墨圈 -250~650°C
夹不锈钢丝编织柔性石墨 -250~650°C
四氟乙烯浸石墨 -200~280°C
低泄漏石墨组合填料 -250~650°C
PTFE -200~200°C

b) 中腔垫片
PTFE板
石墨板
强力石墨垫
含石墨不锈钢缠绕垫
含PTFE不锈钢缠绕垫
RTJ金属垫
压力密封金属密封环

c) O形圈
NBR -30~121°C
EPDM -45~120°C
VITON A -30~204°C
VITON B -30~204°C
VITON AED（anti explosion decompression） -30~204°C 高压,小分子如：CO2
HNBR（HSN） -30~180°C

d) 软密封阀座
PTFE -200~200°C
PCTFE -250~150°C
NYLON 1010 ~120°C
NYLON PA12 -50~120°C
DEVLON V -100~150°C
PEEK -100~260°C
对位聚苯(聚苯撑)(Polyphenylene) ~400°C（扬中市扬子塑料厂）

e) 软密封材料使用介质及温度

NBR
CR
NR
EPDM
CSM HYPALON
HNBR
FKM
PTFE

Air or oxygen空气或氧气
2
1
3
1
2
1
1
1

Water up to 80°C
1
2
2
1
1
1
1
1

Water above 80°C
3
3
4
1
3
1
3
1

Dilute acids稀酸
3
3
3
2
4
1
1
1

Dilute alkalis稀碱
2
2
2
1
1
2
2
1

Lower alcohols低浓度酒精
1
1
2
1
1
1
4
1

Aldehydes乙醛
3
3
3
1
3
2
4
1

Amines胺
4
2
2
2
4
1
4
1

Chlorinated solvents氯化物溶剂
3
4
4
4
4
2
1
1

Ethers乙醚
4
4
4
3
4
4
3
1

Ketones酮
4
4
4
1
4
4
4
1

Hydrocarbons-aliphatic脂肪烃
1
2
4
4
2
1
1
1

Hydrocarbons-aromatic芳香烃
3
4
4
4
4
3
1
1

Leaded petrol (gasoline)含铅汽油
2
3
4
4
4
2
1
1

Kerosene煤油
1
2
4
4
4
1
1
1

Animals oils and fats动物油
1
2
4
2
3
1
1
1

Fuel oils and diesel oils燃料油
2
3
4
4
3
2
1
1

Lubricating oils-mineral矿物润滑油
1
2
4
4
4
1
1
1

Lubricating oils-synthetic合成润滑油
2
3
4
4
4
1
2
1

Silicone oils and grease硅脂
1
1
1
1
1
1
1
1

Vegetable oils植物油
1
3
4
3
2
1
1
1

Hydraulic fluids-mineral based矿物基水性流体
1
3
4
4
2
1
1
1

Chlorinated 氯化物
4
4
4
4
4
4
2
1

Oil in water emulsions水乳液油
3
4
4
4
4
2
1
1

Water in oil emulsions油乳水液
3
4
4
4
3
2
1
1

Water-glycol based乙二醇水液
1
3
3
1
1
2
2
1

Phosphate esters-aliphatic磷酸脂
4
4
4
1
4
1
3
1

Phosphate esters-aromatic芳香磷酸脂
4
4
4
2
4
4
1
1

最低温度（°C）
-30a
-40
-50
-45
-30
-30 a
-15
-200

最高持续温度（°C）
120
120
100
120
120
180
200
250

最高瞬时温度（°C）
150
150
120
150
150
200
230

硬度（IRHD）
40-90
40-90
40-85
50-90
65-80
50-90
50-98

a: Low acrylonitrile 可用于-45°C
1：优 2：良 3：一般 4：不推荐

5. 蝶阀材料及允许压力
5．1 灰铸铁（ASTM A216-B）
125LB 2~12”法兰允许工作压力200psi（1.4Mpa）最高不超过1.6Mpa；
14~48” 法兰允许工作压力150psi（1.0Mpa）;
PTFE阀座允许工作压力125psi（0.86Mpa）
5．2 球墨铸铁
150LB 法兰最高许用压力250psi

6. NACE阀门材料
常用主体材料：碳钢、不锈钢
常用内件材料：CR13、304、316
材料硬度≤22HRC
对于CR13热处理淬火+二次回火≤22HRC
17-4PH固溶淬火，二次时效≤33HRC
焊接所有母材、热影响区、焊缝硬度≤22HRC
焊条含镍<0.1%
A105硬度≤187HB

7． 低温-46°C用材料
主体材料：LCB、LCC、LF2
内件材料：304、316 （F6a不常用，低于-29°C应做冲击试验）

8． 低温-196°C用材料
主体材料：CF8、CF8M、304、316
内件材料：304、316
密封面：双面钴基防止擦伤

9. 高温阀用材料
主体材料：WC6、WC9、C5、C12
内件材料：1Cr13（在454°C以上的许用应力不如F304、F316）、ASTM A638 660（0Cr15Ni25Ti2MoAlVB）、20Cr1Mo1V1A
常用密封面材料：双面钴基防止擦伤

10. 不锈钢材料性能对比
材料
性能对比
316/316L
含Mo提高了耐氯化物和卤化物腐蚀性，它提供了优秀的高温拉伸、蠕变、应力断裂强度。
比304更耐大气和中等环境腐蚀，耐1~5%稀硫酸到48°C，对某些氧化性酸316的耐腐蚀性不如304。
当温度在427~817°C之间时易于碳化物沉淀，因而在焊接条件下易于晶间腐蚀，在焊后退火将恢复316原有的耐腐蚀性能。
316L的一般耐腐蚀性能和其他性能和316非常相似，但它在焊接条件或短期427~817°C下免于晶间腐蚀，推荐在焊接情况下碳化物不可避免析出，焊后不必退火。长期暴露于上述温度范围可以使材料变脆使它易于晶间腐蚀。
最大持续服务温度899°C，间歇温度817°C。
抗氯化物应力腐蚀。
在退火状态下不硬化、非磁性，在冷作硬化下轻微磁性。
更好的耐氯化物腐蚀。
应用范围：核能、化工、橡胶、塑料、造纸、制药、纺织；热交换器、冷凝器、蒸化器。
347/347H
含Cb，推荐用于不能足够退火的焊接，也可用于短暂温度冲击从427~871°C，由于Cb的添加产生了稳定化的不锈钢消除了碳化物的沉淀造成的晶间腐蚀。
比321具有更高的耐腐蚀性，减少形成持续网状晶界的碳化铬的趋势，比304/304L有更好的高温性能，通常可用于短暂加热到817°C，可持续在899°C下使用。
347H含有更高的碳（0.04~0.10%）具有更好的高温蠕变性能，改善的耐晶间腐蚀性能。
用于高温化学工艺热交换管，炼油，高温蒸汽。
321/321H
是304的含Ti改进型，在热的碳化沉淀物晶间腐蚀不起作用，Ti的添加消除了晶界碳化铬的形成。比304/304L有更好的高温性能，通常可用于短暂加热到817°C，可持续在899°C下使用。易于被氯离子应力腐蚀。
优秀的现场焊接性能，321H有更高的碳（0.04~0.10%）具有更好的高温蠕变性能。
用于高温化学工艺热交换管，炼油，高温蒸汽。

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