阀门设计标准及流程.docx

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1、阀门设计标准及流程美国标准:ASME-美国机械工程师协会,ANSI-美国国家标准协会,API-美国石油协会,MSS SP-美国阀门和管件制造厂标准化协会英国标准:BS德国国家标准:DIN日本工业标准:JIS/JPI法国国家标准:NF最终用户阀门标准:SHELL MESC,DOW,AK通用阀门标准:ASME B16.34 法兰端、对接焊端和螺纹端阀门闸阀标准:AP I600/ISO 10434 石油、天然气螺栓连接钢制闸阀BS 1414 石油、石化及炼油工业钢制闸阀API 603 150LB 耐腐蚀法兰端铸造闸阀GB/T 12234 法兰和对焊连接钢制闸阀DIN 3352 闸阀SHELL SPE

2、 77/103 按 ISO10434 钢制闸阀截止阀标准BS 1873 钢制截止阀和截止止回阀GB/T 12235 法兰和堆焊连接钢制截止阀和截止止回阀DIN 3356 截止阀SHELL SPE 77/103 按 BS1873 钢制截止阀止回阀标准:BS 1868 钢制止回阀API 594 对夹和双法兰止回阀GB/T 12236 钢制旋启式止回阀SHELL SPE 77/104 按 BS 1868 钢制止回阀球阀标准API 6D/ISO 14313 管线阀门API 608 法兰、螺纹和对焊端钢制球阀ISO 17292 石油、石化及炼油工业钢制球阀BS 5351 钢制球阀GB/T 12237 法

3、兰和对焊连接钢制球阀DIN 3357 球阀SHELL SPE 77/100 按 BS5351 球阀SHELL SPE 77/130 按 ISO14313 法兰端和对焊端球阀蝶阀标准API 609 对夹式、支耳式和双法兰蝶阀MSS SP-67 蝶阀MSS SP-68 高压偏心蝶阀ISO 17292 石油、石化及炼油工业钢制蝶阀GB/T 12238 法兰和对夹连接蝶阀JB/T 8527 金属密封蝶阀SHELL SPE 77/106 按 API 608/EN 593 /MSS SP-67 软密封蝶阀SHELL SPE 77/134 按 API 608/EN 593 /MSS SP-67/68 偏心蝶

4、阀 锻钢阀标准:API 602 法兰端、螺纹端、焊接端和加长阀体连接端紧凑型闸阀BS 5352/ISO 15761 50mm 及以下钢制闸阀、截止阀和止回阀SHELL SPE 77/101 按 ISO 15761 钢制闸阀、截止阀和止回阀低温阀标准:BS 6364 低温阀门SHELL SPE 77/200 -50以下阀门SHELL SPE 77/209 0-50阀门API、DIN、BS、GB 结构比较:API 600 和 BS1414、BS 1873、BS 1868、BS 5351 对阀门的结构规定最为详细DIN 闸阀标准 EN1984 对结构未做具体的规定新版的 GB/T12234 基于对

5、API600 标准的等效采用阀门常用连接端形式: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NPT-NPT 螺纹连接WAFER-对夹式连接BW 长型-Butt-Welding 对焊端长型连接BW 短型-Butt-Welding 对焊端短型连接 结构长度比较DIN 标准现采用 EN 标准结构长度EN 558-1 PN 法兰连接阀门结构长度(代替 DIN 3202)EN 558-2 CLASS 法兰连接阀门结构长度(代替 BS2080)EN 129

6、82 对焊端阀门结构长度(代替 DIN 3202) DIN 标准的结构长度包含 API 阀门的结构长度与 GB 的结构长度基本一致EN 558-2 CLASS 法兰连接阀门结构长度与 ASME B16.10 一致大多数 DIN 阀门用户习惯用 DIN3202 中 F 系列结构长度值如:Gate : PN16-25- F5 series PN40-100-F7 seriesGlobe :PN10-40-F1 series PN63-160-F2 seriesCheck :PN10-40-F1 series PN63-160-F2 seriesBall : PN10-40 DN10-100-F4

7、series DN125-300-F5 series 阀门连接端标准 ASME B16.10 阀门的结构长度 ASME B16.5 钢制法兰和带法兰的管件 ASME B16.47 大直径钢制法兰 MSS SP-44 钢制管线法兰 API 605 紧凑型法兰 ASME B16.25 对焊端部 ASME B16.11 承插和螺纹端锻造管件 ASME B36.10 焊接和无缝钢管 法兰比较老版的 DIN 标准法兰采用 DIN2501 标准(PN 法兰),新版的 DIN 标准采用 EN1092-1 PN 法兰,但也可包含有 CLASS 法兰。DIN2501 法兰与 GB 法兰和 HG 欧洲体系法兰基本

8、一致。DN1550 不同压力 PN1040 的法兰相同.BS 标准采用 BS 1560 CLASS 法兰与 ASME B16.5 法兰一致,也可采用 BS 4504 PN法兰。API 标准一般采用 RF、RTJ 法兰;DIN 标准和 GB 一般压力PN40 时 采用 RF 法兰,PN40一般采用凹面法兰。阀门设计流程设计依据:基本参数:阀门的用途;介质的工作压力和工作温度;使用介质及其特性(特别是腐蚀性,易燃易爆性) ;公称尺寸 DN;结构长度及采用标准;与管路连接方式,尺寸及标准;阀门驱动方式;需不需要抗硫;火灾型式试验证书;抗静电结构;注脂要求,加工阀杆要求。根据以上基本要求,可确定阀门种

9、类,公称尺寸 DN 或压力等级 CL。主要连接尺寸和驱动方式等,同时选定阀门的结构,主要零件的材料。为了进一步做好设计,还应了解:介质粘度,阀门流通能力要求;流量特性;阀门开启和关闭时间;动力源情况(电动的电压,气动的气压等) ;阀门安装位置及其环境条件;外形尺寸的限制;重量的限制;对震动的要求。(一)基本参数的确定1.公称压力 PNGB/T1048-2005 规定公称压力有两个等级,即 DIN 系列和 ANSI 系列。也可按美标公称压力系列设计阀门。在 GB/T12224-2005钢制阀门 一般要求中给出了标准压力级和特殊压力级各 22 种常用材料的压力-温度额定值,可作为设计材料的选用。在

10、 JB/T3595-2002电站阀门 一般要求中给出了不同公称压力PN 的 14 种材料的压力-温度额定值,同时给出了 CL150-CL4500 WC1,WC4,WC6,WC9 的压力-温度额定值,可供电站阀门设计时材料选用。在美国机械工程师学会标准 ASME B/16.34-2004法兰,螺纹和焊接连接的阀门中给出了 CL150-CL2500 标准压力级和特殊压力级 321种材料的压力-温度额定值,可供设计时选用。知道介质工作压力,介质的工作温度和承压壳体材料,便可根据根据上述标准确定公称压力 PN。2.公称尺寸 DN国标 GB/T1047-2005 中,规定了阀门的公称尺寸。美国工程机械师

11、学会标准 ASME B16.34-2004 的附录中给出了公称管径 NPS 的尺寸。3.工作温度阀门零件的工作温度与许多因素有关。如阀门结构,公称尺寸大小,阀门周围环境等,因此很难得出一致的精确数字。可选用相关资料的数值作为参考。4.阀门的结构长度不同国家的阀门结构长度有不用的规定,在这里不一一介绍,可查看实用阀门设计手册。5.法兰连接或其他连接不同国家,不同标准法兰连接规定不同,选取时可查阅实用阀门设计手册。(二)阀门材料的选取选取原则(1)满足使用性要求:根据阀门工作条件,即介质的温度,压力,介质的性质(腐蚀性,有无颗粒,是否会被金属离子污染)及阀门零件在阀门中起的作用,受力情况等进行选材

12、。(2)良好的工艺性:铸造,锻造性,机加工,热处理,焊接等(3)良好的经济性:价值=性能/成本在保证使用性能的前提下,力求良好的工艺性和经济性。一定范围内通用阀门的主要零件材料已经标准化JB/T5300-2008工业用阀门材料 选用导则GB/T12224-2005钢制阀门 一般要求JB/T3595-2002电站阀门 一般要求JB/T7248-2008阀门用低温钢铸件技术条件S.H3064-2003石油化工钢制通用阀门选用、检验和验收中对某些阀门的零件应选什么材料作了规定。1.阀体、阀盖和闸板(阀瓣、碟板、球体)等直接承压件的材料(1)灰铸铁。适用于 PN 小于等于 1.6MPa,介质工作温度大

13、于等于-10 摄氏度,小于等于 200 摄氏度的低压阀门。主要用于水、蒸汽、煤气及油品等介质。常用的牌号有 HT200、HT250、HT300、HT350GB/T12226-2005通用阀门 灰铸铁技术条件ASTM A48/A48M-2003(2008)ASTM A159/A159M-1993中规定了灰铸铁的力学性能及化学成分。(2)可锻铸铁。适用于 PN 小于等于 2.5MPa,介质工作温度在-29摄氏度和 300 摄氏度之间。公称尺寸小于等于 100mm 的阀门。主要用于蒸汽、空气、油品的介质。常用的牌号有 KTH300-06、KTH330-08、KTH350-10。GB/T9440-19

14、98ASTM A47/A47M-1999(2004)ASTM A220/A220M-1999(2004)中规定了可锻铸铁的力学性能及化学成分。(3)球墨铸铁。适用于公称压力 PN 小于等于 4.0MPa,介质工作温度在-29 摄氏度和 350 摄氏度之间。主要用于水、蒸油、空气及油品等介质。常用的牌号有 QT400-18、QT400-15、QT450-10、QT500-7。GB/T12227-2005ASTM A536/A536M-1999(2004)ASTM A571/A571M-2001(2006)中规定了球墨铸铁的力学性能及化学成分。(4)碳素钢。适用于 PN 小于等于 32MPa,介质

15、工作温度在-29 摄氏度和 425 摄氏度之间。主要用于水、蒸汽、空气、氢气、氨、氮、及石油产品等介质。常用的牌号有 WCA、WCB、WCC、A105铸钢:GB/T12229-2005ASTM A216/A216M-2008锻钢:GB/T12228-2006ASTM A105/A105M-2005中规定了碳素钢的力学性能及化学成分。(5)不锈钢。常用的有奥氏体不锈钢和双相不锈钢。常用的温度范围是-196 摄氏度到+650 摄氏度。具体什么牌号的不锈钢最高使用温度,可查看 GB/T12224-2005 和 ASME B16.34-2004 中的压力-温度额定值表。不锈钢铸件:GB/T12230-

16、2005通用阀门 不锈钢铸件技术条件ASTM A351/A351M-2006承压件用奥氏体钢铸件规范中规定了不锈钢的力学性能、化学成分及热处理规范。不锈钢锻件:GB/T1220-2007ASTM A182/A182M-2008中规定了其力学性能、化学成分、热处理规范及焊补 要求。(6)高温阀门用钢。碳素钢和低合金钢铸件:JB/T9625-1999JB/T5263-2005ASTM A217/A217M-2004中规定了力学性能、化学成分及热处理规范 高温壳体材料用锻件:GB/T1221-1992GB/T3077-1999ASTM A182/A182M-2008中规定了力学性能、化学成分及热处理

17、规范。(7)低温阀门用钢。一般低温系是指-19 摄氏度到-269 摄氏度。阀门用低温钢铸件:JB/T7248-2000ASTM A352/A352M-2006中规定了铸件牌号使用温度、化学成分、力学性能 及热处理规范。 阀门用低温钢锻件:ASTM A350/A350M-2007 中规定了锻件化学成 分、力学性能等。2.密封面材料。密封面材料的选取应根据不同的工作条件选择。主要失效形式有:磨粒磨损、腐蚀磨损、表面疲劳磨损、冲蚀、擦伤。(1)软质材料。包括各种橡胶、尼龙、氟塑料等。具体的名称、代号、牌号、适用温度、适用介质等查相关资料。(2)硬质材料。主要是指各种金属,如铜合金、不锈钢、硬质合金、碳化钨等。具体的名称、代号、牌号、适用温度、适用介质等查相关资料。同时密封面的配对也有要求,可查相关资料。

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