常用工业阀门法兰及垫片标准.ppt
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1、机械动力部2012年10月30日专业技技术管管理理人人员培培训常用工业阀门、法兰及垫片标准11现场常见问题概述内容提要234工业管道法兰、管件标准垫片密封及适用范围常用金属材料标准代号5工业阀门类型及主要系列标准2序言阀门规格型号和压力等级、材质选型不当阀门规格型号和压力等级、材质选型不当现场常见问题概述管道法兰之间或与阀门标准不匹配管道法兰之间或与阀门标准不匹配垫片选用不当,造成不必要泄漏垫片选用不当,造成不必要泄漏管道检修更换的管件与管子直径壁厚不匹配管道检修更换的管件与管子直径壁厚不匹配3n管道连接法兰一侧为长颈对焊法兰,另一侧为平焊法兰,标准不一致,存在安全隐患和质量缺陷;案例一4案例
2、二n管道弯头与直管段壁厚和直径规格不匹配,焊缝搭接,造成质量缺陷和安全隐患。5案例三n垫片选型不合适,造成密封失效,出现泄漏,给安全生产带来隐患。6案例四n管道管件之间的不规范连接,应使用三通管件。7案例五n管道法兰选型不当,应为长颈对焊法兰,避免造成内部冲蚀。8案例六n管道直管与大小头连接管径不一致,焊缝搭接,存在安全隐患和质量缺陷;9案例七n平盖法兰与设备法兰标准不一致,已出现疲劳变形,存在安全隐患。10管理意识不到位管理意识不到位检修质量把检修质量把关不严关不严 不熟悉相关标不熟悉相关标准及质量验收准及质量验收规范规范没有核对图没有核对图纸与现场纸与现场11工业阀门类型及系列标准u 一、
3、阀门的功能u 二、阀门的分类u 三、阀门的基本参数u 四、阀门的编号u 五、常见阀门结构及应用u 六、阀门的选用第一部分12一、阀门的功能 阀门是流体管路的控制装置,在石油化工生产过程中发挥着重要作用。n接通和截断介质;n防止介质倒流;n调节介质压力、流量;n分离、混合或分配介质;n防止介质压力超过规定数值,保证管道或设备安全运行。13二、阀门的分类按用途和作用分类:n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n止回类:用于阻止介质倒流。包括各种结构的止回阀。n调节类:调节介质的压力和流量如减压阀、调压阀、节流阀n安全类:在介质压力超过规定值时,用来排放多余的
4、介质,保证管路系统及设备安全。n分配类:改变介质流向、分配介质,如三通旋塞、分配阀、滑阀等 n特殊用途:如疏水阀、放空阀、排污阀等 14按压力分类:按压力分类:真空阀真空阀工作压力低于标准大气压的阀门 低压阀低压阀公称压力PN 小于1.6MPa的阀门 中压阀中压阀公称压力PN 2.56.4MPa的阀门 高压阀高压阀公称压力PN10.080.0MPa的阀门 超高压阀超高压阀公称压力PN大于100MPa的阀门 二、阀门的分类15按介质工作温度分类:按介质工作温度分类:高温阀 t 大于450的阀门。中温阀 120 小于 t 小于450 的阀门。常温阀 -40 小于 t 小于120 的阀门。低温阀 -
5、100 小于 t 小于-40 的阀门。超低温阀 t 小于-100 的阀门。二、阀门的分类16按阀体材料分类:按阀体材料分类:非金属阀门:非金属阀门:如陶瓷阀门、玻璃钢阀门、塑料阀如陶瓷阀门、玻璃钢阀门、塑料阀门门 金属材料阀门:金属材料阀门:如铸铁阀门、碳钢阀门、铸钢阀如铸铁阀门、碳钢阀门、铸钢阀门、低合金钢阀门、高合金钢阀门及铜合金阀门门、低合金钢阀门、高合金钢阀门及铜合金阀门等。等。二、阀门的分类17按公称通径分类按公称通径分类根据阀门的公称通径可分:小口径阀门:公称通径DN2.5MPa的碳钢阀门则略去本单元 公称压力(kgf/cm2)密封面和衬里材料T:铜合金H:不锈钢Y:硬质合金钢X:
6、橡胶结构形式(闸):明杆楔式单闸阀:明杆楔式双闸板3:明杆平行单闸板4:明杆平行双闸板:暗杆楔式单闸板 6:暗杆楔式双闸板 连接形式:内螺纹:外螺纹:法兰 6:焊接驱动形式3:蜗轮4:正齿轮6:气动7:液动9:电动对手轮、手柄式板手等直接传动的阀门省略本单元 阀门类型:闸阀:截止阀:旋塞阀:止回阀:减压阀:安全阀 Q:球阀D:蝶阀()234567四、阀门的编号27例:例:Z1H 6阀门的含义阀门的含义:Z闸阀 驱动方式:手动4法兰连接1明杆楔式单闸阀H密封圈或衬里为不锈钢16公称压力16Kgf/cm2阀体材料:碳铸铁阀门四、阀门的编号28工业阀门标识含义公称尺寸(英寸)阀门形式压力等级材质端部
7、连接形式附加说明阀门形式压力等级阀门材料及腐蚀余量端 部 连 接 形 式附加说明G-闸阀C-止回阀B-球阀F-蝶阀L-截止阀T-三通阀N-针形阀A-ANSI 150LBB-ANSI 300LBC-ANSI 600LBD-API602 800LBE-ANSI 900LBF-ANSI 1500LBG-ANSI 2500LB1-碳钢2-不锈钢3-铜镍合金4-铜铝合金5-铸铁F-平面法兰J-钢圈法兰R-凸面法兰S-NPT螺纹W-对焊X-插焊L-加长阀体M-特殊端部F-通孔型R-缩孔型H-耐高温L-升降型(单向阀)A-角型E-偏心P-活塞型(单向阀)Y-型(截止阀)C-加衬里W-夹板式29球阀旋塞阀截止
8、阀闸阀蝶阀五、常见阀门结构及应用30闸阀 (一)闸阀 闸阀是指启闭体(阀板)由阀杆带动阀座密封面作升降运动的阀门,可接通或截断流体的通道。当阀门部分开启时,在闸板背面产生涡流,易引起闸板的侵蚀和震动,也易损坏阀座密封面,修理困难。闸阀通常适用于不需要经常启闭,而且保持闸板全开或全闭的工况。不适用于作为调节或节流使用。31撑开式闸阀的分类闸 阀楔式平行式单闸板双闸板旋转式(暗杆)升降式(明杆)直齿圆柱齿轮法兰连接焊接连接螺纹连接锥齿轮气 动自动密封式单闸板双闸板液 动电 动手 动32闸阀的结构1.手轮2.阀杆螺母3.填料压盖4.填料5.阀盖6.双头螺栓7.螺母8.垫片9.阀杆10.闸板11.阀体
9、33闸阀的结构 (2)闸板与阀座密封圈)闸板与阀座密封圈 楔式闸板楔式闸板 闸板密封面与闸板垂直中心线有一定倾角,称闸板密封面与闸板垂直中心线有一定倾角,称为楔半角。防止温度变化时闸板卡死,一般角度为为楔半角。防止温度变化时闸板卡死,一般角度为 252、5 介质温度越高,通径越大,楔半角就越大。介质温度越高,通径越大,楔半角就越大。普通型闸板调节型闸板带导流孔型闸板34闸阀的特点 闸阀在管路中主要作切断用,一般口径闸阀在管路中主要作切断用,一般口径DN50mm的切断装置多选用的切断装置多选用它,有时口径很小的切断装置也选用闸阀。它,有时口径很小的切断装置也选用闸阀。闸阀有以下优点:闸阀有以下优
10、点:流体阻力小。流体阻力小。开闭所需外力较小。开闭所需外力较小。介质的流向不受限制。介质的流向不受限制。全开时,密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小。全开时,密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小。体形比较简单,铸造工艺性较好。体形比较简单,铸造工艺性较好。闸阀也有不足之处:闸阀也有不足之处:外形尺寸和开启高度都较大。安装所需空间较大。外形尺寸和开启高度都较大。安装所需空间较大。开闭过程中,密封面间有相对摩擦,容易引起擦伤现象。开闭过程中,密封面间有相对摩擦,容易引起擦伤现象。闸阀一般都有两个密封面,给加工、研磨和维修增加一些困难。闸阀一般都有两个密封面,给加工、研磨和维修增加一些困难。35 (二)截止
11、阀、节流阀(二)截止阀、节流阀 截止阀和节流阀都是向下闭合式截止阀和节流阀都是向下闭合式阀门,启闭件(阀瓣)由阀杆带动,阀门,启闭件(阀瓣)由阀杆带动,沿阀座轴线作升降运动来启闭阀门。沿阀座轴线作升降运动来启闭阀门。截止阀与节流阀的结构基本相同,截止阀与节流阀的结构基本相同,只是阀瓣的形状不同:截止阀的阀瓣只是阀瓣的形状不同:截止阀的阀瓣为盘形,节流阀的阀瓣多为圆锥流线为盘形,节流阀的阀瓣多为圆锥流线型,特别适用于节流,可以改变通道型,特别适用于节流,可以改变通道的截面积,用以调节介质的流量与压的截面积,用以调节介质的流量与压力。力。截止阀和节流阀 36截止阀的种类截止阀直杆式斜杆式直通式角式
12、上螺纹阀杆下螺纹阀杆螺纹连接法兰连接焊接连接螺纹连接法兰连接法兰连接下螺纹阀杆上螺纹阀杆直通式37工业管道法兰、管件标准 一、法兰的型式、参数。二、法兰密封面 三、法兰公称通径和钢管外经 四、法兰的标记 五、压力容器法兰第二部分38一、法兰结构型式、参数 按法兰结构及其管子的连接方式分为:整体法兰 对焊法兰 松套法兰 螺纹法兰 平焊法兰 法兰盖 整体法兰系指泵、阀、机等机械设备与管道连接的进出口法兰,通常和这些管道设备制成一体,作为设备的一部分。螺纹法兰是将法兰的内孔加工成管螺纹,并和带螺纹的管子配合实现连接,是一种非焊接法兰。与焊接法兰相比,它具有安装、维修方便的特点,可在一些现场不允许焊接
13、的场合使用。但在温度高于260和低于-45的条件下,建议不使用螺纹法兰,以免发生泄漏。39一、法兰结构型式、参数 对焊法兰又称高颈法兰,它与其他法兰不同之处在于从法兰与管子焊接处到法兰盘有一段长而倾斜的高颈,此段高颈的壁厚沿高度方向逐渐过渡到管壁厚度,改善了应力的不连续性,因而增加了法兰强度。对焊法兰主要用于工况比较苛刻的场合,如管道热膨胀或其他载荷而使法兰处受的应力较大,或应力变化反复的场合;压力、温度大幅度波动的管道和高温、高压及零下低温的管道。40一、法兰结构型式、参数 平焊法兰又称搭焊法兰。平焊法兰与管子的连接是将管子插入法兰内孔至适当位置,然后在搭焊,其优点在于焊接装配时较易对中,且
14、价格便宜,因而得到了广泛的应用。按内压计算,平焊法兰的强度约为相应对焊法兰的三分之二,疲劳寿命约为对焊法兰的三分之一。所以,平焊法兰只适用于压力等级比较低,压力波动、振动及震荡均不严重的管道系统中。41一、法兰结构型式、参数 松套法兰的连接实际也是通过焊接实现的,只是这种法兰是松套在已与管子焊接在一起的附属元件上,然后通过连接螺栓将附属元件和垫片压紧以实现密封,法兰(即松套)本身则不接触介质。这种法兰连接的优点是法兰可以旋转,易于对中螺栓孔,使用在大口径管道上易于安装,也适用于管道需要频繁拆卸以供清洗和检查的地方。其法兰附属元件材料与管子材料一致,而法兰材料可与管子材料不同,因此比较适合于输送
15、腐蚀性介质的管道。42一、法兰结构型式、参数43二、法兰密封面44二、法兰密封面法兰密封面型式和代号(GB/T9112-2000)密封面型式代号平面FF突面RF凹凸面凸面MFM凹面F榫槽面榫面TGT槽面G环连接面RJ45三、法兰公称通径和钢管外径1、法兰公称通径 在管道系统中,管道元件公称通径是一个重要的基本参数。公称通径是仅与制造尺寸有关且引用方便的一个园整数值,不适用于计算,它是管道系统中除了用外径和螺纹尺寸代号标记的元件以外的所有其他元件通用的一种规格标记。法兰公称通径与管道公称通径含义相同,它并不是某一个实际结构尺寸,也不等于法兰内径,而仅仅是与制造尺寸有关联的经过园整后的一个名义尺寸
16、,其标记方法是在字母“DN”后跟一个以mm为单位的数字。462、钢管外径:我国目前生产和使用的钢管,从外径来分有两个系列:标准中标注为“系列”和“系列”,或称“A系列”及“B系列”。系列或A系列的钢管为“英制管”,俗称“大外径管”;系列或B系列的钢管为“公制管”,俗称“小外径管”。所谓“大外径管及小外径管”的含义是:在相同管道公称通径的条件下,管道附件(诸如法兰、阀门、管件及管道过滤器等)所配用钢管外径尺寸的大小,尺寸大的叫“大外径”管;尺寸小的叫“小外径”管。例如:公称通经DN100的法兰,配管外径为114.3mm及108mm两种,外径114.3mm的钢管称为“大外径”管或“系列或A系列”管
17、;外径108mm的钢管称为“小外径”管或“系列或B系列”管。钢管外径系列是管法兰尺寸的基础。三、法兰公称通径和钢管外径47管法兰公称通径和钢管外径公称通径钢管外径公称通径钢管外径欧洲系列美洲系列欧洲系列美洲系列系列系列系列系列系列系列1521.31821.3100114.3108114.32026.92526.9125139.7133141.32533.73233.7150168.3159168.34048.34548.3200219.1219219.15060.35760.3250273.0273273.08088.98988.9300323.9325323.9三、法兰公称通径和钢管外径48
18、四、法兰的标记 1、对焊法兰:公称通径100mm、公称压力2.5MPa的平面对焊法兰:法兰 DN100-PN25 FF(系列)GB/T9115.1-2000 公称通径80mm、公称压力2.5MPa的突面对焊法兰:法兰 DN100-PN25 RF(系列)GB/T9115.1-2000公称通径80mm、公称压力4.0MPa的凸面对焊法兰:法兰 DN100-PN40 M(系列)GB/T9115.2-200049四、法兰的标记 2 2、带颈平焊法兰、带颈平焊法兰 公称通径100mm、公称压力2.5MPa的平面带颈带颈平焊法兰平焊法兰:法兰 DN100-PN25 FF(系列)GB/T9116.1-200
19、0 公称通径80mm、公称压力2.5MPa的突面带颈平带颈平焊法兰焊法兰:法兰 DN100-PN25 RF(系列)GB/T9116.1-2000 公称通径80mm、公称压力4.0MPa的凸面带颈平带颈平焊法兰焊法兰:法兰 DN80-PN40 M(系列)GB/T9116.2-2000 50四、法兰的标记 3、法兰盖 公称通径80mm、公称压力2.5MPa的平面钢制管钢制管法兰盖:法兰盖:法兰盖 DN80-PN25 FF GB/T9123.1-2000 公称通径80mm、公称压力2.5MPa的突面钢制管钢制管法兰盖:法兰盖:法兰盖 DN80-PN25 RF GB/T9123.1-2000 公称通径
20、80mm、公称压力2.5MPa的凸面钢制管钢制管法兰盖:法兰盖:法兰盖 DN80-PN25 M GB/T9123.2-200051五、压力容器法兰 1、法兰分类及法兰类型代号 类型平焊法兰对焊法兰甲型乙型长颈标准号JB/T 4701JB/T 4702JB/T 4703法兰类型名称及代号一般法兰法兰衬环法兰法兰C密封面型式代号平面密封面平密封面RF凹凸面密封面凹密封面FM凸密封面M榫槽面榫密封面T槽密封面G52五、压力容器法兰 2、法兰标记 法兰标记由7部分组成。标准编号法兰总高度,mm法兰厚度,mm公称压力,MPa公称直径,mm密封面型式代号法兰名称及代号53五、压力容器法兰 2、法兰标记 公
21、称压力2.5MPa、公称直径1000mm的平面密封长颈对焊法兰,厚度78mm,总高度155mm的标记为:法兰-RF 1000-2.5/78-155 JB/T47032000054垫片密封及适用范围一、垫片的结构型式和种类二、非金属平垫片三、金属复合垫片四、金属垫片五、垫片尺寸选用 第三部分55一、垫片的结构型式和种类 1、垫片的结构型式 工业上使用的平垫片一般由密封元件及内、外加强环组成,密封元件或称垫片本体是阻止泄漏的关键部分。其常用的材料有非金属材料,如柔性石墨、聚四氟乙烯、纤维增强橡胶基复合板等。此外,密封元件材料也可以是刚性或柔性的金属,通常用于压力和温度较高的场合。对于非金属材料的密
22、封元件,通常嵌入金属材料予以增强,同时也方便了如石墨等易破碎材料密封元件的制造加工。增强材料可以是金属薄板或丝网,金属薄板常常采用冲刺孔的方式以提高增强效果和增加弹性,并通过粘结剂和辊压将它们贴合在一起。56一、垫片的结构型式和种类 1、垫片的结构型式 外加强环或外环材料均为实体金属,其作用是:帮助密封元件安装时对中;防止密封元件过份压缩而破坏;防止垫片吹出和减少法兰转动等。外加强环不与密封介质接触,因此不要求耐介质腐蚀,故常常由碳钢材料制成。外加强环还可以与密封元件制成一体,例如金属齿形垫片、波齿复合垫片。内加强环或内环接触流体,其材料应能抵御密封介质的腐蚀。内加强环的作用是:防止密封元件与
23、容器或管道法兰之间的空隙,以避免此空隙干扰流体的流动以及由此引起的流体对垫片的冲蚀。57一、垫片的结构型式和种类 2、垫片的种类金属垫片金属复合垫片非金属软垫片法兰用密封垫片非金属软垫片聚四氟乙烯垫片聚四氟乙烯包覆垫片橡胶垫片石棉橡胶垫片非石棉纤维橡胶垫片金属缠绕式垫片金属冲齿板柔性石墨复合垫片金属波齿复合垫片金属齿型复合垫片金属包履垫片金属平垫片金属波纹形垫片金属齿形垫片金属环形垫片金属透镜垫片八角形环垫椭圆形环垫RX型及BX型自紧密封环垫58二、非金属平垫片 1、国产石棉橡胶板使用范围和性能名称牌号表面颜色横向抗拉强度/MPa适用条件标准压力p/MPa温度t/石棉橡胶板XB450紫色19.
24、06.0450GB/T3985-1995XB350红色12.04.0350XB200灰色6.01.5200耐油石棉橡胶板NY200石墨色26.04.0400GB/T539-1995NY250浅蓝色9.02.5250NY150灰白色8.01.515059 、聚四氟乙烯包履垫片聚四氟乙烯包履垫片是一种非金属复合型软垫片,一般由包封皮及嵌入物两部分组成。包封皮主要起抗腐蚀作用,通常由聚四氟乙烯材料制成,嵌入物(填料)为带或不带金属加强筋的非金属材料,通常由石棉橡胶板制成。聚四氟乙烯包履垫片主要适用于全平面型及突面型钢制管法兰连接,适用公称压力PN为0.65.0MPa、工作温度为0150 的腐蚀介质或
25、对清洁度有较高要求的介质。管法兰用聚四氟乙烯包履垫片按制造方式可分为三种型式:剖切型(S型)、机加工型(M型)、折包型(F型)。剖切型是采用聚四氟乙烯筒料车削成0.81mm厚的环状薄片,从外侧厚度的中心切开,在切口中放入芯材。切口开至距内孔处约1.52mm。对于机加工型包履垫片,其包封层内径可与法兰内径一致,以防止流体在法兰处产生涡流。对于折包型包履垫片,它是由厚度为0.40.8mm的带状聚四氟乙烯薄膜,用热密封方法将两端热合后包在环状的芯材外面呈U形状,制造简便,适用于尺寸较大的法兰密封。二、非金属平垫片60、聚四氟乙烯包履垫片标记示例公称通径50mm、公称压力1.0MPa的剖切型聚四氟乙烯
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