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1、调节阀基础知识调节阀基础知识 File Name or Event Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 2 阀门基本专业术语阀门基本专业术语 l阀门尺寸及大小头 l压力等级 l阀门 SCHEDULE的概念 l阀体材料 l阀体与管道的连接形式 File Name or Event Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 3 阀门尺寸及大小头阀门尺寸及大小头 l阀门的尺寸通常用公称通径来表示； 比如英制表示为: 1”, 1.5”, 2” 公制表示为: DN25, DN40, DN50 l公称通径是仅供参考的圆整数，与加工尺
2、寸仅呈 不严格的关系 l根据ANSI规格，所有调节阀的尺寸必须不小于 管道的1/2 l通常调节阀与管道的连接需要大小头，或者是带 颈法兰 l阀门的结构长度指阀门的端面与端面之间的长度 File Name or Event Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 4 压力等级压力等级 l压力等级表示阀体的耐压能力，表述法有两种： A、压力等级（ANSI CLXX） B、公称压力 （PNXX） 根据国际标准化组织（ISO）发布的标准，压力等级与公称 压力之间的关系为： CL150： PN20 CL300： PN50 CL600： PN110 CL900： PN1
3、50 CL1500：PN260 CL2500：PN420 File Name or Event Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 5 压力等级压力等级 File Name or Event Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 6 ANSI ANSI 压力等级压力等级 l标准等级 通常使用的压力等级，CL150，300，600，900，1500 ，2500，4500 *法兰接口的阀门只有标准等级 CL4500只能采用焊接连接 l特殊等级 相同温度下，同种材料能够承受比标准等级更高的压力 通过NDE检验 表面检验：磁
4、性颗粒检验，液体渗透检验 立体检验：X射线检验，超声波检验 特殊等级的阀门只能是焊接连接 File Name or Event Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 7 ANSI ANSI 压力等级压力等级 l中间等级 标准等级或者特殊等级的线性插入，如：CL2890 举例 X=1500+（1428-1305）/（2170-1305）X（2500-1500 ）=1642 Rating Class 温度CL1500XCL2500 10001305psig1428 psig 2170 psig File Name or Event Emerson Confid
5、ential 27-Jun-01, Slide 8 ANSI ANSI 压力等级压力等级 l限制等级 仅使用于阀门尺寸不大于2.5英寸的螺纹连接阀门或者 焊接连接阀门 限制等级不需要NDE检验 相同温度下，同种材料能够承受比标准等级更高的压力 通常应用于高温高压的疏水阀 File Name or Event Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 9 ANSI ANSI 压力等级压力等级 l水压试验 所有压力等级的阀门出厂前都必须通过水压试验 试验压力=1.5x100时该压力等级允许的压力 File Name or Event Emerson Confide
6、ntial 27-Jun-01, Slide 10 阀门阀门 SCHEDULESCHEDULE的概念的概念 lSchedule是决定阀门接口尺寸的一个参数； l举例说明如下： 2 inch Sch.40的阀门接口尺寸: 外径：2.375 inch 壁厚：0.154 inch 见黑皮书P238 File Name or Event Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 11 阀体材料阀体材料 l阀体材质的选择以流动介质的 温度、压力、腐蚀 性和冲刷性为依据，同时还应考虑介质的清洁程 度（有无固体颗粒） l铸造碳钢（WCC，WCB）是最经常使用的阀体材 料，适
7、用工作温度：-29427 l通常使用的材料还有WC9，WC6 ，适用工作温度 ：-29595 l不锈钢材料：316SST，316LSST，适用工作温度 ：-196600，适用于轻度腐蚀性的介质 l具体见黑皮书P95 File Name or Event Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 12 阀门的种类阀门的种类 l按阀门的用途分： 切断用：闸阀、截止阀、球阀、旋塞阀、蝶阀 止回用：止回阀（抽汽逆止阀） 调节用：调节阀、减压阀、蝶阀、V形开口球阀 分配用：三通阀、四通阀 安全用：安全阀、溢流阀 其他用途：蒸汽疏水阀、排污阀、放空阀等等 File Nam
8、e or Event Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 13 阀体与管道的连接形式阀体与管道的连接形式 l螺纹连接 常用于小尺寸阀门（= IV l特殊阀门或者用户要求，泄漏等级=V l软阀座-VI File Name or Event Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 35 调节阀的主要性能指标调节阀的主要性能指标 File Name or Event Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 36 调节阀的主要性能指标调节阀的主要性能指标 l调节阀的偏差 基本误差：Ei=（I
9、i-Li）/L Ei 第i点的误差 Ii第i点的实际行程 Li第i点的理论行程 L 调节阀的额定行程 回差：同一输入信号上所测得的正反行程的最大差值 File Name or Event Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 37 调节阀的主要性能指标调节阀的主要性能指标 l回差包括滞环（hysteresis)&死区（Deadband) 0 20 40 60 80 100 020406080100 Valve Signal % Valve Opening % Hysteresis File Name or Event Emerson Confidentia
10、l 27-Jun-01, Slide 38 调节阀的主要性能指标调节阀的主要性能指标 lDeadband 死区 举例： 定位器的死区为0.3% -输入信号为12mA ，即要求阀门开度 为50%，但是只有 输入信号到达 50.3%或者49.7%时 ，阀门才可能动作 达到50%。 输入信号 （420mA ） 阀门行程 死区 File Name or Event Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 39 调节阀的主要性能指标调节阀的主要性能指标 l重复性误差 同一输入信号对应阀门的开度是否一致； 举例：如果输入信号为 50% (12mA), 阀门的开度为 49
11、.5%，50.5%，50.1%，49.7%，则阀门的可重复 性为（50.5-49.5）%=1%。 File Name or Event Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 40 调节阀的特殊工况调节阀的特殊工况 File Name or Event Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 41 调节阀的特殊工况调节阀的特殊工况 lCHOKED FLOW：阻塞流 DPallow= Km（P1-Pvc）=Km（P1-rcPv） Km：阀门恢复系数 rc： 临界压力比 l当流动介质为液态时，分为： FLASHING 闪蒸 C
12、AVITATION 汽蚀 File Name or Event Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 42 调节阀的特殊工况调节阀的特殊工况 l伯努利方程 P/ + V2 = C *流体在同一水平面内。 压力下降，速度上升。 File Name or Event Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 43 调节阀的特殊工况调节阀的特殊工况 l流体 P1P2 Vena Contracta V1 V File Name or Event Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 44 调节
13、阀的特殊工况调节阀的特殊工况 l流体的压力和速度变化 P2P1 V2 V1 P1 P2 Vena Contracta File Name or Event Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 45 调节阀的特殊工况调节阀的特殊工况 Pv：特定温度下流体的汽化压力 P Pv 液态 P Pv汽态 汽蚀：当液体经过开启的阀门时，如压力减低到液体的汽化 压力以下，则液体会汽化，并产生充气空穴，形成小的气 泡并吸附液体中的杂质。当气泡被液流再次带到静压较高 的区域时，气泡就突然破裂或爆破，这一过程就是汽蚀。 当破裂的气泡的液体粒子互相冲撞时，在局部地区产生瞬间 高
14、压。如果气泡爆破发生在阀体周界或管壁，则压力能胜 过这些部件的抗张强度，在表面上的快速交变应力及周界 表面毛细孔中收到的压力冲击最后会导致局部的疲劳损伤 ，使周界表面粗糙，最终造成十分大的气穴。 File Name or Event Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 46 调节阀的特殊工况调节阀的特殊工况 l闪蒸：当液体经过开启的阀门时，如压力减低到 液体的汽化压力以下，则液体会汽化，并产生充 气空穴，高温下气泡中的氧气与金属反应，形成 薄薄的氧化层。由于阀门下游的压力低于汽化压 力，所以介质始终维持为汽态，同时维持了介质 很高的流动速度，高速流动的介
15、质冲走了薄薄的 氧化层。周而复始，阀体及阀内件材料在不停的 冲蚀下，会出现光滑的损伤痕迹，闪蒸会导致阀 体蚀穿，阀门内漏等等。 File Name or Event Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 47 调节阀的特殊工况调节阀的特殊工况 l汽蚀 P1 P2 P2P1 Pv File Name or Event Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 48 调节阀的特殊工况调节阀的特殊工况 l闪蒸 P2P1 P1 P2 Pv File Name or Event Emerson Confidential 27-Jun
16、-01, Slide 49 调节阀的特殊工况调节阀的特殊工况 l闪蒸 P1P2 v =1 闪蒸 AR1 汽蚀 P P1 - Pv AR = File Name or Event Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 51 调节阀的特殊工况调节阀的特殊工况 l闪蒸工况下的阀芯损坏 File Name or Event Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 52 调节阀的特殊工况调节阀的特殊工况 l汽蚀对阀芯的伤害 File Name or Event Emerson Confidential 27-Jun-01, Slide 53 调节阀的选型所需参数调节阀的选型所需参数 l介质 l设计压力/温度
