仪表调节阀基础知识ppt课件.ppt

主要内容主要内容一 阀门概述和分类二 阀门的基本结构和技术规格三 调节阀基本功能的介绍四 调节阀手轮的介绍五 调节阀基本材料的介绍六 阀门常见故障及维护 阀门的定义 阀门是流体输送系统中的控制部件，在石油化工装置中发挥重要作用u接通和截断介质u防止介质倒流u调节介质压力、流量u分离、混合或分配介质u防止介质压力超过规定数值，保证管道或设备安全运行。一一 阀门的概述和分类阀门的概述和分类阀门的分类阀门的分类按用途和作用分类按用途和作用分类u截断类：主要用于截断或接通介质流。如闸阀、截止阀、球阀、碟阀、旋塞阀、隔膜阀u止回类：用于阻止介质倒流。包括各种结构的止回阀。u调节类：调节介质的压力和流量如减压阀、调压阀、节流阀u安全类：在介质压力超过规定值时，用来排放多余的介质，保证管路系统及设备安全。u分配类：改变介质流向、分配介质，如三通旋塞、分配阀、滑阀等 按压力分类按压力分类u真空阀 工作压力低于标准大气压的阀门u低压阀 公称压力PN1.6MPa的阀门u中压阀 公称压力PN2.56.4Mpa的阀门u高压阀 公称压力PN10.080.0Mpa的阀门u超高压阀 公称压力PN100Mpa的阀门按介质工作温度分类按介质工作温度分类u高温阀T450的阀门u中温阀120 T 450 的阀门u常温阀-40 T120 的阀门u低温阀-100 T-40 的阀门u超低温阀T-100 的阀门按阀体材质分类按阀体材质分类三、按阀体材料分类u非金属材料阀门 如陶瓷阀门、玻璃钢阀门、塑料阀门u金属材料阀门 如铜合金阀门、铝合金阀门、铅合金阀门、钛合金阀门铁阀门、碳钢阀门、低合金钢阀门、高合金钢阀门u金属阀体衬里阀门 如衬铅阀门、衬塑料阀门、衬搪瓷阀门按工程尺寸分类按工程尺寸分类u小口径阀门：公称通径DN40mm的阀门u中口径阀门：公称通径DN50300mm的阀门u大口径阀门：公称通径DN3501200mm的阀门u特大口径阀门：公称通径DN1400mm的阀门 二二 调节阀的基本结构和技术规格调节阀的基本结构和技术规格1 调节阀的基本结构国际电工委员会IEC的对调节阀的定义是：工业过程控制系统中由动力操作的装置形成的终端元件，它包括一个阀体部件，内部有一个改变过程流体流率的组件，阀体部件有于一个或多个执行机构相连接。执行机构用来响应控制元件送来的信号。可见，调节阀是由执行机构和阀体两部分组成，即：调节阀=阀体+执行机构阀体阀体 阀体部件是调节阀的调节部分，它直接与介质接触，通过执行机构推杆的位移，改变调节阀的节流面积，达到调节的目的。阀体阀体 按照阀体类型来区分调节阀，目前使用的调节还有以下几种直通单座阀 直通双座阀 套筒阀 角行阀三通阀 隔膜阀 蝶阀 球阀偏心旋转阀等图一 阀体内只有一个阀芯和阀座，是目前化工装置使用较广的气动调节阀之一，其使用特点如下：u由于只有一个阀芯，容易保证密封，泄漏量小，但不能完全切断，因此适用于泄漏量要求小的场合。u正因为只有一个阀芯，压差对阀芯产生的不平衡推力大。u因阀体流路较复杂，加之导向处易被固体卡住，不适用于高粘度、悬浮液、含固体颗粒等易沉淀、易堵塞的场合。直通双座阀直通双座阀u由于流体压力作用在两个阀芯上,不平衡力相互抵消许多,因此允许压差大。这种能互相抵消许多不平衡力的结构为平衡式结构。u在关闭时,因存在着加工误差,阀芯与阀座的两个密封面不能同时密封,因此,泄漏量比单座阀大十倍到上百倍；同时,温度变化时泄漏量也会增大,这这是它的突出的缺点,所以不能用在工艺要求泄漏的场合u因阀体流路较复杂,加之上下导向处易被固体颗粒卡住,不适用于高粘度、悬浮液、含固体颗粒等易沉淀、易堵塞场合套筒阀套筒阀u阀的稳定性好。由于套筒阀的阀塞设有平衡孔，可以减少介质作用在阀塞上的不平衡力，u加上足够的阀塞导向，因此不易引起阀芯的振荡套筒提供的节流窗口有开大窗口和打小孔（喷射型）两种，后者有降低噪音，减小共振的功能u阀的泄漏大，因为是双密封结构（道理同双座阀u也因为是双密封结构，故许用压差大u维修方便u它由阀塞自身导向，加上流路复杂，更容易堵卡调节阀常见流量特性主要由三种：快开 等百分比 线性角阀角阀角阀角阀u流路简单，具有“自洁”性能，可适用于不干净介质场合。u流阻小，具有双座阀的流量系数（比单座阀大）u需要角形连接的场合u阀体易于锻造毛坯，所以高压阀通常采用角形阀三通阀三通阀三通阀三通阀u三通阀工作时,一个通路处全关,另一个通路全开位置,关闭时受力与单座阀相似.u三通阀是由单、双座阀改型而成，并利用阀芯自身导向,更换气开气闭时,必须更换执行机构.u由于小口径不平衡力小,当口径80 时,合流阀可用于分流场合。u三通阀阀芯与套筒阀的套筒一样，其节流面积有开大窗口和打小孔（喷射型）两种，后者有降低噪音，减小共振的功能。蝶阀蝶阀蝶阀蝶阀u阀大致分为普通蝶阀、高性能蝶阀、三偏心蝶阀u具有体积小、重量轻，特别适应于大口径的场u有较好的近似对数流量特性，调节性能好。因其阀体又兼阀座功能，能很好地利用节流的冲刷有效地对阀体内壁进行冲洗，又带来较好的“自洁”性能u最适用于大口径、大流量、低压力、不干净介质的场合。随着工艺参数的强化，口径的不断增大蝶阀的应用将越来越广泛。球阀球阀球阀球阀u最大特点是流路最简单、损失最小，“自洁”性能最好。u“O”形球阀无阻调节，Kv（流量系数即：欧美标准称为Cv值，国际标准称为：KV值）值最大，通常用于不干净介质的两位切断。u“V”形球阀提供近似对数流量特性的调节特性，“V”形球阀与阀座相对转动时产生剪切作用，尤其适用于高粘度、悬浮液、纸浆等不干净、含纤维介质的调节、切断。偏心旋转阀偏心旋转阀偏心旋转阀偏心旋转阀u球面压紧阀座时，容易把结晶结巴物破坏u流路简单，Kv 值大，“自洁”性能好u阀体体积小、重量轻单作用执行机构单作用执行机构反作用正作用双作用执行机构双作用执行机构二二 调节阀的主要技术参数调节阀的主要技术参数公称通径公称通径u DIN标准标准:DN6,DN10,DN15,DN20,DN25,DN40,DN50,DN65,DN80,.u ANSI标准标准:”,”,1”,1”,2”,2”,3”,4”,6”,.公称压力压力等级公称压力压力等级DIN标准标准:PN1.0,PN1.6,PN2.5,PN4.0,PN6.4,PN10,PN16,.ANSI标准标准:CL150,CL300,CL600,CL900,CL1500,CL2500,.阀门常用金属材料阀门常用金属材料LCC/LF2 低温碳钢低温碳钢(阀体阀体)Duplex 双面不锈钢双面不锈钢(阀体、阀芯阀体、阀芯)Monel 蒙耐尔蒙耐尔(阀体、阀芯阀体、阀芯)Hastelloy 哈式合金哈式合金(阀体、阀芯阀体、阀芯)Inconel 因康耐尔因康耐尔(阀体、阀芯阀体、阀芯)Titanium 钛材钛材(阀体、阀芯阀体、阀芯)Ziconium 锆材锆材(阀体、阀芯阀体、阀芯)410 HT 加硬不锈钢加硬不锈钢(阀芯阀芯)416 HT 加硬不锈钢加硬不锈钢(阀芯阀芯)440 HT 加硬不锈钢加硬不锈钢(阀芯阀芯)Alloy 6 斯太来合金斯太来合金(阀芯阀芯)Tungsten碳化钨碳化钨(阀芯阀芯)阀门常用非金属材料阀门常用非金属材料Buna-N 丁腈橡胶丁腈橡胶(密封圈密封圈)EPDM 乙丙橡胶乙丙橡胶(密封圈密封圈)PCTFE 聚三氟氯乙烯聚三氟氯乙烯(密封垫片阀座密封垫片阀座)PEEK 聚醚醚酮聚醚醚酮(密封圈密封圈)PFA 全氟烷氧基全氟烷氧基(阀内衬、阀芯阀内衬、阀芯)Viton 氟橡胶氟橡胶(膜片膜片)-FO=FAIL OPEN 气源中断时 阀开FC=FAIL CLOSE 气源中断时 阀关FL=FAIL LOCKED 气源中断时 阀保持原来位置FI=FAIL INTERMEDIATE 气源中断时 不定位FL(O)=FAIL LOCKED EXTEND TO OPEN保位（开）FL(C)=FAIL LOCKED EXTEND TO OPEN保位（关）DEC（O）=失能关（开）阀门与管道的连接方式阀门与管道的连接方式螺纹连接法兰连接堆焊连接承插焊对夹连接三三 调节阀功能调节阀功能控制回路的组成变送器控制器调节阀调节阀定义IEC定义定义:一个在过程控制系统中改变流体流量的动力操作装置.它由一个具有接收控制系统信号来改变阀门内节流件位置的执行机构和被连接上的阀门组成.ISA定义定义:一个在过程控制系统中改变流体流量的动力操作装置.它由一个具有接收控制系统信号来改变阀门内流量控制元件的执行机构和被连接上的阀门组成.特征特征进行无规则的往复工况进行无规则的往复工况始终提供紧密关断始终提供紧密关断阀门内腔接近管道尺寸阀门内腔接近管道尺寸 行程改变始终影响系统行程改变始终影响系统用于按照控制信号改变流量用于按照控制信号改变流量“消耗消耗”大量能源大量能源 开关阀开关阀NoYesYesNoNoNo 调节阀调节阀YesNoNoYesYesYes总结：调节阀是直接安装在工艺管道上的，其使用条件较恶劣的环境下，如高温高压、深度冷冻、极毒、易燃、易爆、易渗透、易结晶、强腐蚀和高黏度等环境。它的好坏直接影响到系统的质量，从而影响最终产品的质量及系统运行的效益。如果选型不当或维护不善，就会发生问题。例如，有的调节回路怎样也稳定不好，一直振荡，若在选型上作了改进，将线性特性阀芯改为对数特性阀芯或改变流向之后，调节品质会大有改善，动作很不灵活;再如上，调节阀的泄漏将造成厂区污染，甚至造成事故等。因此，应重视调节阀的作用，加强对其的维护和保养。这就是调节阀的作用五调节阀基本材料的介绍五调节阀基本材料的介绍阀门的主体材料1 碳素钢 碳素钢适用于非腐蚀性介质，在某些特定的条件下，例如某些有腐蚀性的介质在一定范围内的温度浓度条件下也可采用碳素钢。碳素钢的适用温度范围：-29425。中石化标准SH 3064石油化工钢制通用阀门选用、检验及验收规定碳素钢制阀门的适用温度范围为20425，其下限定为-20的依据是GB 150钢制压力容器。2不锈钢奥氏体不锈钢 阀门中常用的不锈钢是奥氏体不锈钢，适用温度范围很广，低温可用于-296（液氦），高温可达到816，常用的温度范围为-196（液氮）至700。奥氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀性、高温抗氧化性和耐低温性能。因此，奥氏体不锈钢广泛用于制作耐腐蚀阀门、高温阀门和低温阀门。马氏体不锈钢 马氏体不锈钢是一种铬不锈钢，其金相组织为马氏体，可通过热处理进行强化，具有良好的力学性能和高温抗氧化性。该钢种在大气、水和弱腐蚀介质如加盐水溶液、稀硝酸及某些浓度不高的有机酸，在温度不高的情况下均有良好的耐腐蚀性。但该钢种不耐强酸如硫酸、盐酸、浓硝酸等的腐蚀，常用于水、蒸汽、油品等弱腐蚀性介质。由于铬不锈钢可通过热处理强化，因此为了避免强度过高产生脆性，应采用正确的热处理工艺。如ASTM A 217 CA15规定其最低回火温度为595 阀内件材料 阀内件是阀门的主要工作面之一，材料选择是否合理以及它的质量状况直接影响阀门的功能和使用寿命。由于阀门用途十分广泛，因此阀门密封面的工作条件差异很大。压力可以从真空到超高压，温度可以从-269到816，有些工作温度可达1200，工作介质从非腐蚀介质到各种酸碱等强腐蚀性介质。从密封面的受力情况来看，它受挤压和剪切。从磨擦学的角度来看，有磨拉磨损、腐蚀磨损、表面疲劳磨损、冲蚀等等。因此，应该根据不同的工作条件选择相适应的密封面材料。密封面材料主要分：软密封材料和硬密封材料软密封材料包含：丁晴橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯、PFA（四氟乙烯）硬质密封材料包含：不锈钢、硬质合金（铬、镍合金）、填料材料主要为软质材料和硬质材料软质材料包含：大麻、亚麻、棉、黄麻；或由矿物质，即石棉纤维；或由石棉纤维内夹金属丝和外涂石墨粉等编织的线绳，亦有用橡胶压制的成形填料构成硬质材料包含：金属或金属与无石棉、石墨混合而成的填料，以聚四氟乙烯压合烧结的成形填料构成。金属填料使用较少。垫片的材质在阀门上，垫片是为了阻止介质外漏的主要密封件，用来充填两个结合面(如阀体和阀盖之间的密封面)间所有凹凸不平处，以防止介质从结合面间泄漏。垫片亦可分为软质和硬质两种。软质一般为非金属的，如硬纸板、橡胶、石棉橡胶板、聚四氟乙烯等；硬质一般为金属或金属包石棉、金属与石棉缠绕而成的垫片。金属垫片的材料一般用优质碳钢和不锈钢，加工精度和光洁度要求较高，紧固螺栓的力量亦较大，均用于高温高压阀门。阀门对垫片材料的要求是耐腐蚀，同时在工作温度下具有一定的弹性和塑性以及足够的强度，以保证密封。垫片材料和类型的合理选择应根据介质的工作条件，如温度、压力及腐蚀性来确定六阀门常见故障维护六阀门常见故障维护调节阀不同于手动阀门，它在使用过程中要处于不断地运动、调节状态，运动部件多，且要承受来自介质不平衡力等各种力量的冲击，难免出现各种预想不到的故障，这些故障可来自执行机构、调节机构，也可能来自连接的附件装置。主要由以下几种常见故障：填料造成的原因因填料原因造成的故障表现为外泄漏量增大、摩擦力增大及阀杆的跳动。分析如下：u填料材质不合适。由于填料材质不合适造成的故障主要是外泄漏量增大及摩擦力增大例如，在高温应用场合，采用聚四氟乙烯填料。故障处理方法是更换填料。u 填料结构设计不当o填料腔内，填料和有关附件的位置安装不合适，填料高度不合适故障处理方法是按产品说明书要求安装填料和有关附件。u 填料安装不合适。例如，石墨填料采用螺旋式安装造成填料压紧力不均匀，中心没有对准等。故障处理方法是按层安装，使压紧力均匀。u填料有杂物。填料内的杂物造成阀杆划迹。故障处理方法是对填料进行清洁，除去杂物u上阀盖安装不当。上阀盖安装不当使填料受力不均匀。故障处理方法是重新安装上阀盖的垫圈，并对上阀盖固紧螺栓平均地用对角方式压紧。执行机构的气密性造成的原因u气动薄膜执行机构的膜片未压紧u气动活塞执行机构的活塞密封环磨损u连接管线漏气u气动薄膜执行机构的膜片破损不平衡力造成的原因流量特性不匹配流路设计和安装不当造成的故障泄露量造成的故障阀芯脱落造成的故障定位器故障原因