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电厂阀门检修培训教材
目录目录 .................................................................................................................................................. 0 第一章 阀门的基本知识................................................................................................................. 1 第一节 概论............................................................................................................................. 1 第二节 阀门的分类方法 ......................................................................................................... 2 第三节 阀门主要零件材料 ..................................................................................................... 5 第四节 阀门的型号编制方法 ............................................................................................... 16 第二章 阀门的结构型式和用途 ................................................................................................... 22 一、闸阀................................................................................................................................. 22 二、截止阀............................................................................................................................. 25 三、节流阀............................................................................................................................. 26 四、止 回 阀......................................................................................................................... 27 五、旋塞阀............................................................................................................................. 29 六、球阀................................................................................................................................. 30 七、 蝶阀............................................................................................................................... 33 八、安全阀............................................................................................................................. 36 第三章 阀门研磨工具、磨料及研磨方法 ................................................................................... 40 第一节 阀门研磨工具 ........................................................................................................... 40 第二节 研磨材料................................................................................................................... 42 第三节 阀门的研磨原理 ....................................................................................................... 47 第四节 密封面的研磨方法 ................................................................................................... 49 第四章 阀门的选用、安装、维护与操作 ................................................................................... 55 第一节 阀门的选用............................................................................................................... 55 第二节 安装........................................................................................................................... 62 第三节 维护........................................................................................................................... 67 第四节 操作........................................................................................................................... 68 第五章 阀门的检查、修理与寿命 ................................................................................................ 72 第一节 试压试漏................................................................................................................... 72 第二节 检修的一般程序 ....................................................................................................... 75 第三节 常见故障及预防 ....................................................................................................... 75 第四节 阀门的使用寿命 ....................................................................................................... 79 第六章 阀门常见故障解析 ........................................................................................................... 80 第七章 阀门拆装与修理............................................................................................................... 96第一章 阀门的基本知识第一节 概论阀门是管道系统中的重要部件， 它的作用是用来切断或接通管路 介质、调节介质的流量和压力，改变介质的流动方向，保护管路系统 以及设备的安全。 工业用的阀门的大量应用是在瓦特发明蒸汽机之后， 近二三十年 来，由于石油、化工、电站、冶金、船舶、核能、宇航等方面的需要， 对阀门提出更高的要求，促使人们研究和生产高参数的阀门，其工作 温度从超低温-269℃到高温 1200℃，甚至高达 3430℃，工作压力从 超真空 1.33×10-8Mpa（1×10-1 L Hg）到超高压 1460MPa，阀门通径 从 1mm 到 600mm，甚至达到 9750mm，阀门的材料从铸铁，碳素钢发展 到钛及钛合金，高强度耐腐蚀钢等，阀门的驱动方式从手动发展到电 动、气动、液动、程控、数控、遥控等。 在发电厂热力系统管路中，阀门是必不可少的部件。一台 300MW 机组要使用几千只各种各样的阀门， 这些阀门不仅控制机组的热力过 程，而且关系着机组经济运行和安全，因此它们也是机组必不可少的 组成部分。如给水调节阀是用来调节锅炉给水流量的阀门；汽轮机调 节阀门控制着进入汽轮机的蒸汽流量，从而控制机组负荷；主蒸汽管 道上的阀门是用来切断或接通锅炉至汽轮机蒸汽的截门； 汽包和过热 器的安全门是保证锅炉安全运行的阀门等等。 随着发电厂机组向大容量、高参数方向发展，阀门也随着介质参1数的提高，不断地向高温、高压方向发展。管道内介质温度及工作压 力的提高，要求阀门相应地改进密封结构，提高密封性能，采用新型 密封面材料。为了简化管路系统，出现了一阀多用的多功能阀，如启 动、减压和安全三用的组合阀门。随着自动控制的提高，实行集中控 制和遥控，就对阀门的驱动装置和执行机构提出了新的要求。 对电站阀门的要求是使用性能好、 强度高、 操作方便、 结构简单、 便于维修、噪声低等。在发电厂的热力系统中，常常由于一个阀门发 生故障造成整个机组停止运行，给工厂带来不可挽回的损失，所以对 阀门的设计、制造和对从事阀门操作、阀门检修的工程技术人员和工 人提出了更新、更严格的要求。除了要精心设计、合理选用、正确操 作阀门之外，还要及时维护、修理阀门，使阀门的“跑、冒、滴、漏” 及各类事故降到最低限度。 第二节 阀门的分类方法 一、按结构特征，根据关闭件相对于阀座移动的方向可分： (1)截门形：关闭件沿着阀座中心移动，如图 1-1 中（a）所示。 (2)闸门形：关闭件沿着垂直阀座中心线的方向移动，如图 1-1 中（b）所示。 (3)旋塞和球形：关闭件是柱塞、锥塞或球体，围绕本身的轴线 旋转，如图 1-1 中（c）所示。 (4)旋启形；关闭件围绕阀座外的轴线旋转，如图 1-1 中（d）所 示。2(5)碟形：关闭件的圆盘，围绕阀座内的轴线旋转（中线式）或 围绕阀座外的轴线旋转（偏心式）的结构，如图 1-1 中（e）所示。 (6)滑阀形：关闭件在垂直于通道的方向滑动，如图 1-1 中（f） 所示。 图 1-1 阀门按结构特征分类(a)截门形(b)闸门(c) 旋塞和球形(d) 旋启形(e) 碟形 (f) 滑阀形 二、 按用途，根据阀门的不同用途可分： (1)关断阀门：用来切断或接通管道介质。如闸阀、截止阀、球 阀、碟阀、旋塞及隔膜阀等。 (2)调节阀门：用来调节介质的压力和流量。如调节阀、减压阀、 节流阀及疏水器等。 (3)保护阀门：用来排除多余介质，防止压力超过规定值。如安3全阀、止回阀(逆止阀)及快速关断阀等。 三、按公称压力分： (1)真空阀门：公称压力 PN＜0.1MPa 的阀门。 (2)低压阀门：0.1MPa≤PN≤1.6MPa 的阀门。 (3)中压阀门：2.5MPa≤PN≤6.4MPa 的阀门。 (4)高压阀门：10MPa≤PN≤80MPa 的阀门。 (5)超高压阀：公称压力 PN ≥100MPa 的阀门。 四、按公称通径分，根据阀门的公称通径可分： (1)小口径阀门：公称通径 DN&40mm 的阀门。 (2) 中口径阀门：公称通径 DN50～300mm 的阀门。 (3)大口径阀门：公称通径 DN350～1200mm 的阀门。 (4)特大口径阀门：公称通径 DN≥1400mm 的阀门。 五、按介质工作温度分： (1)超低温阀门：用于介质工作温度 t＜-100℃的阀门。 (2)低温阀门：用于介质工作温度-100℃≤t＜-40℃的阀门。 (3)常温阀：用于介质工作温度D40℃≤t＜120℃的阀门。 (4)中温阀：用于介质工作温度 120℃≤t≤450℃的阀门。 (5)高温阀：用于介质工作温度 t＞450℃的阀门。 六、按操纵方法分： (1)手动阀门：借助手柄、手轮、杠杆、齿轮、联轮、蜗轮等， 由人力来操纵的阀门。 (2)电动阀门：借助电动机、电磁等电力来操纵的阀门。4(3)气动阀门：借助压缩空气来操纵的阀门。 (4)液动阀门：借助水、油等液体传递外力来操纵的阀门。 七、按与管道连接方式分，根据阀门与管道连接方式可分： (1)法兰连接阀门：阀体带有法兰，与管道采用法兰连接的阀门。 (2)螺纹连接阀门：阀体带有内螺纹或外螺纹，与管道采用螺纹 连接的阀门。 (3)焊接连接阀门：阀体带有焊口，与管道采用焊接连接的阀门。 (4)夹箍连接阀门：阀体上带有夹口，与管道采用夹箍连接的阀 门。 (5)卡套连接阀门：采用卡套与管道连接的阀门。 第三节 阀门主要零件材料 制造阀门零件材料很多， 包括各种不同牌号的黑色金属和有色金 属及其合金、各种非金属材料等。 制造阀门零件的材料要根据下列因素来选择： (1)工作介质的压力、温度和特性。 (2)该零件的受力情况以及在阀门结构中所起作用。 (3)有较好的工艺性。 (4)在满足以上条件情况下，要有较低的成本。 一、阀体、阀盖和阀板（阀瓣）的材料 阀体、阀盖和闸板（阀瓣）是阀门主要零件之一，直接承受介 质压力，所用材料必须符合“阀门的压力与温度等级”的规定。常用5材料有下面几种： 1.灰铸铁： 灰铸铁适用于公称压力 PN≤1.0MPa， 温度为－10℃～ 200℃的水、蒸汽、空气、煤气及油品等介质。灰铸铁常用牌号为： HT200、HT250、HT300、HT350。 2.可锻铸铁：适用于公称压力 PN≤2.5MPa，温度为－30～300℃ 的水、蒸汽、空气及油品介质，常用牌号有： KTH300 ―06、KTH330 ―08、KTH350―10。 3.球墨铸铁：适用于 PN≤4.0MPa，温度为－30～350℃的水、蒸 汽、空气及油品等介质。常用牌号有：QT400―15、QT450―10、QT500 ―7。 鉴于目前国内工艺水平，各厂参差不齐，用户又往往不易检验。 根据经验，建议 PN≤2.5MPa，阀门还是采用钢制阀门为安全。 4.耐酸高硅球墨铸铁：适用于公称压力 PN≤0.25MPa，温度低于 120℃的腐蚀性介质。 5.碳素钢：适用于公称压力 PN≤32.0MPa，温度为－30～425℃ 的水、蒸汽、空气、氢、氨、氮及石油制品等介质。常用牌号有 WC1、 WCB、ZG25 及优质钢 20、25、30 及低合金结构钢 16Mn。 6.铜合金：适用于 PN≤2.5MPa 的水、海水、氧气、空气、油品 等 介 质 ， 以 及 温 度 － 40 ～ 250 ℃ 的 蒸 汽 介 质 ， 常 用 牌 号 为 ZGnSn10Zn2(锡青铜） ， H62、 Hpb59―1 （黄铜） 、 QAZ19―2、 QA19―4(铝 青铜)。 7.高温铜：适用于公称压力 PN≤17.0MPA、温度≤570℃的蒸汽6及石油产品。 常用牌号有 ZGCr5Mo,1Cr5M0. ZG20CrMoV, ZG15Gr1Mo1V, 12CrMoV , WC6, WC9 等牌号。具体选用必须按照阀门压力与温度规 范的规定。 8.低温钢，适用于公称压力 PN≤6.4Mpa,温度≥―196℃乙烯， 丙烯， 液态天然气， 液氮等介质， 常用牌号） 有 ZG1Cr18Ni9 、 0Cr18Ni9、 1Cr18Ni9Ti 、ZG0Cr18Ni9 9.不锈耐酸钢，适用于公称压力 PN≤6.4Mpa 、温度≤200℃硝 酸，醋酸等介质，常用牌号有 ZG0Cr18Ni9Ti 、 ZG0Cr18Ni10&耐硝 酸&，ZG0Cr18Ni12Mo2Ti 、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti&耐酸和尿素& 二、密封面材料 密封面是阀门最关键的工作面， 密封面质量的好坏关系到阀门的 使用寿命，通常密封面材料要考虑耐腐蚀，耐擦伤，耐冲蚀，抗氧化 等因素。 通常分两大类： Ⅰ、软质材料 1、 橡胶（包括丁睛橡胶，氟橡胶等） 2、 塑料（聚四氟乙烯，尼龙等） Ⅱ、硬密封材料 1、 铜合金（用于低压阀门） 2、 铬不锈钢（用于普通高中压阀门） 3、 司太立合金（用于高温高压阀门及强腐蚀阀门） 4、 镍基合金（用于腐蚀性介质）7三、阀杆材料 阀杆在阀门开启和关闭过程中，承受拉、压和扭转作用力，并与 介质直接接触，同时和填料之间还有相对的摩擦运动，因此阀杆材料 必须保证在规定温度下有足够的强度和冲击韧性， 有一定的耐腐蚀性 和抗擦伤性，以及良好的工艺性。 常用的阀杆材料有以下几种。 1.碳素钢 用于低压和介质温度不超过 300℃的水、蒸汽介质时，一般选用 A5 普通碳素钢。 用于中压和介质温度不超过 450℃的水、蒸汽介质时，一般选用 35 优质碳素钢。 2.合金钢 用于中压和高压，介质温度不超过 450℃的水、蒸汽、石油等介 质时，一般选用 40Cr（铬钢） 。 用于高压、介质温度不超过 540℃的水、蒸汽等介质时，可选用 38CrMoALA 渗氮钢。 用于高压、介质温度不超过 570 ℃的蒸汽介质时，一般选用 25Cr2MoVA 铬钼钒钢。 3.不锈耐酸钢 用于中压和高压、介质温度不超过 450℃的非腐蚀性介质与弱腐 蚀性介质，可选用 1Cr13、2Cr13、3Cr13 铬不锈钢。 用 于 腐 蚀 性 介 质 时 ， 可 选 用 Cr17Ni2 、 1Cr18Ni9Ti 、8Cr18Ni12Mo2Ti、Cr18Ni12Mo3Ti 等不锈耐酸钢和 PH15-7Mo 沉淀硬化 钢。 4.耐热钢 用于介质温度不超过 600℃的高温阀门时，可选用 4Cr10Si2Mo 马氏体型耐热钢和 4Cr14Ni14W2Mo 奥氏体型耐热钢。 四、阀杆螺母材料 阀杆螺母在阀门开启和关闭过程中，直接承受阀杆轴向力，因此 必须具备一定的强度。同时它与阀杆是螺纹传动，要求摩擦系数小， 不生锈和避免咬死现象。 1.铜合金 铜合金的摩擦系数较小，不生锈，是目前普遍采用的材料之一。 对 于 Pg&1.6Mpa 的 低 压 阀 门 可 采 用 ZHMn58-2-2 铸 黄 铜 。 对 于 Pg16-6.4Mpa 的中压阀门可采用 ZQAL9-4 无锡青铜。对于高压阀门可 采用 ZHAL66-6-3-2 铸黄铜。 2.钢 当工作条件不允许采用铜合金时，可选用 35、40 等优质炭素钢， 2Cr13、1Cr18Ni9、Cr17Ni2 等不锈耐酸钢。 工作条件不允许指下列情况： (1)用于电动阀门上，带有瓜形离合器的阀杆螺母，需要进行热 处理获得高的硬度或表面硬度。 (2)工作介质或周围环境不适合选用铜合金时，如对铜有腐蚀的 氨介质。9选用钢制阀杆螺母时，要特别注意螺纹的咬死现象。 五、紧固件、填料及垫片材料 Ⅰ、紧固件材料 紧固件主要包括螺栓、双头螺栓和螺母。紧固件在阀门上直接承 受压力，对防止介质外流起关重要作用，因此选用的材料必须保证在 使用温度下有足够的强度与冲击韧性。 根据介质压力和温度选择紧固件材料时可按表 1-1 选择。 公称压力 名称 Pg(Mpa) 3 介 质 温 度 （℃） 3 4 4 25 35 30CrMoA _ 450 53000 50 00 螺栓 双头 螺栓 1.6-2.5 4.0-10.0 16.0-20.0 MoA 1.6-2.5 螺母 4.0-10.0 16.0-20.2 30 35 A3 0 A3 35 30Cr35CrMoA 25Cr2MoVA 35CrMoA 25Cr2MoVA335_3535CrMoA 35CrMoA表 1-1 紧固件材料与介质压力和温度对照表选用合金钢材料时必须经过热处理。 对紧回件有特殊耐腐蚀要求 时，可选用 Cr17Ni2、2Cr13、1Cr18Ni9 等不锈耐酸钢。 Ⅱ、填料材料10在阀门上，填料是用来充填阀盖填料室的空间，以防止介质经由 阀杆和阀盖填料室空间泄漏。 1、 对填料的要求 (1)耐腐蚀性好，填料与介质接触，必须能耐介质的腐蚀。 (2)密封性好，填料在介质及工作温度的作用下不泄漏。 (3)摩擦系数小，以减小阀杆与填料间的摩擦力矩。 2、 填料的种类 填料可分为软质填料及硬质填料两种： (1)软质填料：系由植物质，即大麻、亚麻、棉、黄麻等，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，也有压成的成型的填料，以及近年来新发 展的柔性石墨填料材料。 植物质填料较便宜，常用于 100℃以下的低压阀门；矿物质填料可用 于 450-500℃的阀门。 近年来使用橡胶 O 型圈做填料的结构在逐步推广， 但介质温度一 般限制在 60℃以下。高温高压阀门上的填料也有采用纯石棉加片状 石墨粉压紧而成的。 (2)硬质填料：即由金属或金属与石棉、石墨混合而成的填料以 及聚四氟乙烯压合烧结而成型的填料，金属填料使用较少。 3、 填料的选择 选择填料要根据介质、温度和压力来选择，常用的材料有以下几 种：11(1)油浸石棉绳，可按表 1-2 选择。 (2)橡胶石棉绳：可按表 1-3 选择。 (3)石墨石棉绳：石棉绳上涂有石墨粉，可用温度 450℃以上， 压力可以达到 16Mpa，一般适用于高压蒸汽上。近后来又逐 步采用了压成人字型填料，单圈放置，密封性好。 (4)聚四氟乙烯：这是一种目前使用较广的一种填料。特别适用 腐蚀性介质上，但温度不得起过 200℃。一般采用压制或棒 料车制而成，形状如图 1-2 所示。名 称牌 号形 状 F规格 （直径或方形 适用极限压 适用极限 用途 边长） 3.4.5.6.8.10 13.16.19.22.25 力 kgf/cm? 温度 （℃）油 浸 YS450 石 棉Y5.6.8.10.13 16.19.22.25 60 450用于 水蒸 气、 空 45 350 气、 石油 45 250 产品N3.5.6.8.10.13 16.19.22.25绳 YS350 F 、 3.5.6.8.10.13 Y、 N 16.19.22.25. YS250 F 、 3.5.6.8.10.13. Y、 N 16.19.22.25表 1-2 油浸石棉绳12注：形状代号 F 表示方的，穿心或一至多层编结；Y 表示圆的， 中间是一扭制芯子，外边是一至多层编结；N 表示扭制的。 名 称 牌 号 规 格 适用极限压 适用极限温 用 度 （℃） 450 350 250 用于蒸 汽、 石油 产品 途（直公式或方形 力 边长） kgf/cm?橡胶XS4503 . 4 . 5 . 6 . 8 60 10 . 13 . 16 . 19 45 22 . 25 . 28 45石棉 XS350 盘根 XS250表 1-3 橡胶石棉绳ab图 1-2 聚四氟乙烯c盘根的截面形状有方、圆、扁之分，其中方型应用最广，它的规 格很多，有 6、8、10、12、15、?、30mm 等。 保存盘根温度以 25～30℃为宜，湿度也要合适，太干燥了盘根 将失去弹性，湿度太大盘根过份吸水也影响质量。 Ⅲ、垫片材料 垫片是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。 1、对垫片的要求13垫片材料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。同时要具有良好的耐腐蚀性。 2、垫片材料的种类和选择 垫片可分为软质和硬质两种， 软质一般为非金属材料， 如硬纸板、 橡胶、石棉橡胶板，聚四氟乙烯等。硬质一般为金属材料或者金属包 石棉、金属与石棉缠绕的等。 垫片的形状有很多，有扁平的、圆形的、椭圆形的、齿形的、 透镜式的以及其他特殊形状的。 图 1-3 为金属包有石棉衬垫和金属石棉缠绕式垫片 图 1-4 为橡胶制 O 形圈。 图 1-5 为梯形槽式金属垫片。 图 1-6 为密封面凹凸式金属齿形垫片。 图 1-7 为密封面透镜式金属垫片。图 1-6图 1-7金属垫片的材料一般用 08、 10、 20 优质碳素钢和 1Cr13、 1Cr18Ni9 不锈钢，加工精度和表面光洁度要求较高，适用于高温高压阀门。 非金属垫片材料一般塑性较好，用不大的压力就能达到密封。适 用于低温低压阀门。14垫片材料可按表 1-4 选择。垫 片 材 料介质应用范围 压力（Mpa） 温度（℃）厚纸板 油浸纸板 橡胶板 石棉板 聚四氟乙烯 橡胶石棉板 XB-450水、油类 水、油类 水、空气 蒸汽、煤气 腐蚀性介质 水蒸汽、空气、 煤气 XB-350 水蒸汽、空气、 煤气 XB-200 水蒸汽、空气、 煤气≤10 ≤10 ≤6 ≤6 ≤25 ≤6040 40 50 450 200 450≤40350≤15200耐油橡胶石棉板油类160 100 40 10030 450 350 60008 钢与 XB-450 充填 蒸汽 08 钢与 XB-350 充填 蒸汽 1Cr13、 0Cr13 石棉充 蒸汽 填 08 钢与耐油橡胶石 油类10035015棉充填表 1-4垫 片 材 料介质应用范围 压力（Mpa） 温度（℃）铜 铝 10 钢、20 钢 1Cr13 1Cr13Ni9水蒸汽、空气 水蒸汽、空气 水蒸汽、油类 蒸汽 蒸汽表 1-4 续100 64 200 200 200250 350 450 550 600第四节 阀门的型号编制方法 阀门的种类繁多，需要一个阀门型号的统一编制方法，以便使用 者根据型号选用阀门。阀门的型号是按照 JB4018-85《电站阀门型号 编制方法》编制的。 阀门型号主要表明阀门的类别、作用、结构特点及所选用的材料 性质等。一般用七个单元组成阀门型号，其排列顺序如下：161234567阀体材料代号 压力数值(公称压力)代号 好号号 阀座密封面或衬里材料代号 结构形式代号 连接形式代号 传动方式代号 阀门类别代号（1）第一单元用汉语拼音字母表示阀门类别， 如闸阀用 Z 表示。 每类阀门的代表符号如表 1-5 所示。阀门类 别 代号 阀门类 别 代号 闸 阀 Z 隔膜 阀 G 截止 阀 J 安全 阀 A 止回 阀 H 调节 阀 T 节流 阀 L 旋塞 阀 X 球 阀 Q 减压 阀 Y 蝶 阀 D 疏水 阀 S 给水分配 阀 F 水位计、 水位平衡 器 B表 1-5 阀门类别代号（2）第二单元用一位阿拉伯数字表示传动方式。对于手轮、手柄、扳手传动及自动阀门则省略本单元；对于气动或液动阀门，常开式用 6K、7K 表示，常闭式用 6B、7B 表示，气动带手动用 6S 表示；对于 电动阀门，防爆电动用 9B 表示，户外耐热式用 9R 表示。阀门传动 方式代号如表 1-6 所示。17代号01234 圆柱 齿轮 传动5 圆锥 齿轮 传动6789传动 电磁 电磁- 电-液 蜗轮 方式 传动 液动 动 传动气动 液动 气-液动 电动表 1-6 阀门传动方式代号 注：①手轮、手柄和扳手传动以及安全阀、减压阀、疏水阀省略本代号。 ② 对于气动或液动：常开式用 6K、7K 表示；常闭式用 6B、7B 表示；气动带手动 用 6S 表示。防爆电动用“9B”表示。（3）第三单元用一位阿拉伯数字表示连接方式。阀门连接方式 代号如表 1-7 所示。代 号 连接 方式1 内螺 纹2 外螺 纹3 法兰①4 法 兰5 法兰②6 焊 接7 对夹 式8 卡 箍9 卡 套表 1-7 阀门连接方式代号 注 ①用于双弹簧安全阀； ②用于杠杆式安全阀；单弹簧安全阀③焊接包括对焊 和承插焊。（4）第四单元用一位阿拉伯数字表示结构形式。结构形式因阀门 类别不同而异，不同类别的阀门各个数字所代表的意义不同。常用阀 门结构形式代号如表 1-8 所示。代号 1 明杆 楔式 刚性 单闸 板 直通 式 升降 直通 式 2 明杆 楔式 刚性 双闸 板 3 明杆 平行式 刚性 单闸板 直通式 Z形 升降 直通式 Z形 直通式 4 明杆 平行式 刚性 双闸板 5 暗杆 楔式 刚性 单闸板 6 暗杆 楔式 刚性 双闸板 带平衡 装置 直通式 旋启式 双 瓣 7 暗杆 楔式 平行 式单 闸板 带平 衡装 置 角式 升降 直流 式 8 暗杆 平行 式 刚性 双闸 板 波纹 管式 升降 节流 式再 循环 9 0 明杆 楔式 弹性 闸板闸阀-截止阀 (节流 阀) 止回阀 (逆止 阀) 旋塞阀角式直流式三通 式-升降 立式 -旋启式 单 瓣 T形 三通式旋启式 多 瓣 多通式蝶式 --18疏水阀 减压阀 隔膜阀浮球 式 薄膜 式 屋脊 式 浮动 浮动 球 直通 式 垂直 板式弹簧 薄膜 式 -波纹 管式 活塞式 截止式 浮动 三通式 Y形 斜板式膜盒式 波纹 管式 浮动 三通式 L形 -钟 形 浮子式 杠杆式 直流式 浮动 三通式 T形 -固定 四通式 -节流 孔板 式 闸板 式 固定 固定 球直 通式 -脉冲 式 -圆盘 式 --球 阀---杠杆 式蝶 阀---表 1-8 阀门的结构形式代号 注 杠杆式安全阀在类型代号前加 “G” 。代号 1 明杆 楔式 刚性 单闸 板 升降 式多 级 柱塞 式Z 形 柱塞 式 封闭 微启 式 2 明杆 楔式 刚性 双闸 板 升降 式单 级 针形 式 回转 式 封闭 全启 式 单杠 杆 3 明杆 平行式 刚性 单闸板 4 明杆 平行式 刚性 双闸板 升降式 单级 柱塞式 5 暗杆 楔式 刚性 单闸板 升降式 单级 套筒式 Z形 不封闭 带扳手 微启式 6 暗杆 楔式 刚性 双闸板 7 暗杆 楔式 平行 式单 闸板 升降 式单 级 套筒 式 不封 闭带 扳手 微启 式 8 暗杆 平行 式 刚性 双闸 板 升降 式多 级 套筒 式 不封 闭带 扳手 全启 式 9 0 明杆 楔式 弹性 闸板闸阀-调节阀-升降式 单级 闸板式 不封闭 带控制 机构全 启式 -升降 式多 级 柱塞 式 -回转 式套 筒式 封闭 带散 热片 全启 式 -给水分 配阀 弹 簧 杠 杆 脉 冲旁通式 不封闭 带扳手 双弹簧 微启式 -封闭 带扳手 全启式 双杠杆 -安 全 阀-脉冲表 1-8 续 阀门的结构形式代号注杠杆式安全阀在类型代号前加 “G” 。（5） 第五单元用汉语拼音字母表示密封面或衬里材料， 如表 1-9 所示。密封面或衬里材料 代 H 号 耐酸刚、不锈钢19代号 C密封面或衬里材料 搪瓷T Y D X CJ铜合金 硬质合金 渗氮钢 橡胶 衬胶F N P B氟塑料 尼龙 渗硼钢或皮革 巴氏合金 （锡基合金、 轴承合金）CQ衬铅表 1-9 密封面或衬里材料代号 注 ①.由阀体直接加工的阀座密封面材料代号用“W”表示；②.当阀座与 阀瓣（闸板）密封面材料不同时，用低硬度材料代号表示；（6）第六单元用数字直接表示公称压力数值，并用短线与前五 单元分开。当介质最高温度小于 450℃时，标注公称压力数值。当介 质最高温度大于 450℃时，标注工作温度和工作压力，工作压力用 P 表示，并在“P”的右下角附加介质最高温度数字，该数字是介质最 高温度数值除以 10 所得的整数。如 P54100 表示最高工作温度为 540℃，工作压力为 100kgf/cm2。 （7） 第七单元用汉语拼音字母表示阀体材料。 对于 PN ≤1.6MPa 的灰铸铁阀门或 PN ≥2.5MPa 的碳素钢阀门， 则省略本单元。 阀门阀 体材料代号如表 1-10 所示。代号 阀体材料 代 号 Z 灰铸铁 I 铬钼钢 K 可锻铸铁 P 铬镍钛钢 Q 球墨铸铁 R 铬镍钼钢 T 铜合金 V 铬钼钒钢 L 铝合金 S 塑料 C 碳钢 G 高硅铁阀体材料表 1-10 阀门阀体材料代号以上代号只是一般规定， 不包括各制造厂自行编制的型号和新产 品型号。20现在，只要提出阀门型号，我们就可以知道阀门的结构和性能特 点。 阀门型号举例： 【例 1-l】Z944T-10 型阀门，根据代号顺序： “Z”表示闸阀， “9” 表示电动机驱动，第一个“4”表示法兰连接，第二个“4”表示明杆 平行式双闸板结构， “T”表示密封面材质是铜， “10”表示公称压力 为 10kgf/cm2 ， 第 7 单元代号未标出， 表示此阀门阀体材料为灰铸铁。 所以，此阀门是电动机驱动、法兰连接的明杆平行式双闸板灰铸铁闸 阀，其公称压力为 10kgf/cm2 。 【例 1-2】J461H-P54250V 型阀门，根据代号顺序： “J”表示截止 阀， “4”表示圆柱齿轮传动， “6”表示焊接连接， “1”表示直通式结 构， “ H ”表示密封面材质是合金钢， “ P54250 ”表示工作压力为 250kgf/cm2，工作温度为 540℃， “V”表示此阀门阀体材料为铬钼钒 钢。所以，此阀门是圆柱齿轮传动、焊接连接的直通式铬钼钒钢截止 阀，其工作温度为 540℃时，最高工作压力为 250kgf/cm2 。21第二章 阀门的结构型式和用途一、闸阀 闸阀是指关闭件（闸板）沿通路中心线的垂直方向移动的阀门， 在管路中主要作切断用。闸阀是使用很广的一种阀门，一般口径 DN ≥50mm 的切断装置都选用它，有时口径很小的切断装置也选用闸 阀，闸阀有以下优点： (1) 流体阻力小。 (2) 开闭所需外力较小。 (3) 介质的流向不受限制。 (4) 全开时，密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小。 (5) 体形比较简单，铸造工艺性较好。 闸阀也有不足之处： (1) 外形尺寸和开启高度都较大。安装所需空间较大。 (2) 开闭过程中，密封面间有相对摩擦，容易引起擦伤现象。 (3) 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。 Ⅰ、闸阀的种类 1．按闸板的构造可分 (1) 平行式闸阀：密封面与垂直中心线平行，即两个密封面互相平行22的闸阀。如图 2―1 所示。图 2-1图 2-2在平行式闸阀中，以带推力楔块的结构最常为常见，既在两闸板 中间有双面推力楔块，这种闸阀适用于低压中小口径（ DN40 ― 300mm）闸阀。也有在两闸板间带有弹簧的，弹簧能产生予紧力，有 利于闸板的密封。 (2) 楔式闸阀：密封面与垂直中心线成某种角度，即两个密封面成形 的闸阀如图 2―2 所示。密封面的倾斜角度一般有 2°52?，3°30 ?， 5°， 8°， 10°等， 角度的大小主要取决于介质温度的高低。 一般工作温度愈高，所取角度应愈大，以减小温度变化时发生楔 住的可能性。 在楔式闸阀中，又有单闸板，双闸板和弹性闸板之分。单闸板楔 式闸阀，结构简单，使用可靠，但对密封面角度的精度要求较高，加 工和维修较困难，温度变化时楔住的可能性很大。双闸板楔式闸阀在 水和蒸气介质管路中使用较多。它的优点是：对密封面角度的精度要 求较低，温度变化不易引起楔住的现象，密封面磨损时，可以加垫片23补偿。但这种结构零件较多，在粘性介质中易粘结，影响密封。更主 要是上、下挡板长期使用易产生锈蚀，闸板容易脱落。弹性闸板楔式 闸阀，它具有单闸板楔式闸阀结构简单，使用可靠的优点，又能产生 微量的弹性变形弥补密封面角度加工过程中产生的偏差，改善工艺 性，现已被大量采用。 2． 按阀杆的构造闸阀又可分为 (1) 明杆闸阀：阀杆螺母在阀盖或支架上，开闭闸板时，用旋转阀杆 螺母来实现阀杆的升降。如图 2―1 所示。这种结构对阀杆的润滑 有利，开闭程度明显，因此被广泛采用。 (2) 暗杆闸阀：阀杆螺母在阀体内，与介质直接接触。开闭闸板时， 用旋转阀杆来实现。如图 2―3 所示。这种结构的优点是：闸阀的 高度总保持不变，因此安装空间小，适用于大口径或对安装空间 受限制的闸阀。此种结构要装有开闭指示器，以指示开闭程度。 这种结构的缺点是：阀杆螺纹不仅无法润滑，而且直接接受介质 侵蚀，容易损坏。图 2-3图 2-424Ⅱ、闸阀的通径收缩 如果一个阀体内的通道直径不一样 （往往都是阀座处的通径小于法兰 连接处的通径） ，称为通径收缩。如图 2―4 所示。通径收缩能使零件 尺寸缩小，开、闭所需力相应减小，同时可扩大零部件的应用范围。 但通径收缩后。 流体阻力损失增大。 在某些部门的某些工作条件下 （如 石油部门的输油管线） ，不允许采用通径收缩的阀门。这一方面是为 了减小管线的阻力损失， 另一方面是为了避免通径收缩后给机械清扫 管线造成障碍。 二、截止阀 截止阀是关闭件（阀瓣）沿阀座中心线移动的阀门。 截止阀在 管路中主要作切断用。截止阀有以下优点： (1) 在开闭过程中密封面的摩擦力比闸阀小，耐磨。 (2) 开启高度小。 (3) 通常只有一个密封面，制造工艺好，便于维修。 截止阀使用较为普遍，但由于开闭力矩较大，结构长度较长，一般公 称通径都限制在 DN≤200mm 以下。截止阀的流体阻力损失较大。因 而限制了截止阀更广泛的使用。 截止阀的种类很多，根据阀杆上螺纹的位置可分： 1.上螺纹阀杆截止阀 截止阀阀杆的螺纹在阀体的外面。其优点是阀杆不受介质侵蚀，便于 润滑，此种结构采用比较普遍。如图 2―5 所示。252.下螺纹阀杆截止阀 截止阀阀杆的螺纹在阀体内。这种结构阀杆螺纹与介质直接接触，易 受侵蚀，并无法润滑。此种结构用于小口径和温度不高的地方。如图 2―6 示。图 2-5图 2-6根据截止阀的通道方向，又可分为；直通式截止阀，角式截止阀和三 通式截止阀，后两种截止阀通常做改变介质流向和分配介质用。 三、节流阀 节流阀是指通过改变通道面积达到控制或调节介质流量与压力的阀 门。节流阀在管路中主要作节流使用。 最常见的节流阀是采用截止阀改变阀瓣形状后作节流用。 但用改变截 止阀或闸阀开启高度来作节流用是极不合适的， 因为介质在节流状态 下流速很高，必然会使密封面冲蚀磨损，失去切断密封作用。同样用 节流阀作切断装置也是不合适的。 常见的节流阀如图 2 ―7 所示。26节流阀的阀瓣有多种形状，常见的有： 1． 钩形阀瓣，常用于深冷装置中的膨胀阀。如图 2―8a 所示。 2． 窗形阀瓣，适用于口径较大的节流阀如图 2―8b 所示。 3． 塞形阀瓣，适用于中小口径节流阀，使用较普遍。如图 2―8C所示。 a 图 2-7 图 2-8 b c四、止 回 阀 止回阀是指依靠介质本身流动而自动开、闭阀瓣，用来防止介质倒流 的阀门。 止回阀根据其结构可分： 1.升降式止回阀：阀瓣沿着阀体垂直中心线滑动的止回阀，如图 2―9 所示。27图 2-9图 2-10升降式止回阀只能安装在水平管道上， 在高压小口径止回阀上阀瓣可 采用圆球。升降式止回阀的阀体形状与截止阀一样（可与截止阀通 用） ，因此它的流体阻力系数较大。 2.旋启式止回阀：阀瓣围绕阀座外的销轴旋转的止回阀，如图 2―10 所示。旋启式止回阀应用较为普遍。 3.碟式止回阀：阀瓣围绕阀座内的销轴旋转的止回阀。如图 2―11 所 示。碟式止回阀结构简单，只能安装在水平管道上，密封性较差。 4.管道式止回阀， 阀瓣沿着阀体中心线滑动的阀门。 如图 2―12 所示。图 2-11图 2-12管道式止回阀是新出现的一种阀门，它的体积小，重量较轻，加工工 艺性好，是止回阀发展方向之一。但流体阻力系数比旋启式止回阀略 大。28五、旋塞阀 旋塞阀是指关闭件（塞子）绕阀体中心线旋转来达到开启和关闭 的一种阀门。旋塞阀在管路中主要用作切断、分配和改变介质流动方 向的。 旋塞阀是历史上最早被人们采用的阀件。由于结构简单，开闭迅 速（塞子旋转四分之一圈就能完成开闭动作） ，操作方便，流体阻力 小，至今仍被广泛使用。目前主要用于低压，小口径和介质温度不高 的情况下。旋塞阀的塞子和塞体是一个配合很好的圆锥体，其锥度一 般为 1：6 和 1：7。 1.紧定式旋塞阀 紧定式旋塞阀通常用于低压直通管道， 密封性能完全取决于塞子和塞 体之间的吻合度好坏， 其密封面的压紧是依靠拧紧下部的螺母来实现 的。一般用于 PN≤0.6Mpa。如图 2―13 所示。图 2-13 2.填料式旋塞阀。图 2-14填料式旋塞阀是通过压紧填料来实现塞子和塞体密封的。由于有填 料，因此密封性能较好。通常这种旋塞阀有填料压盖，塞子不用伸出 阀体，因而减少了一个工作介质的泄漏途径。这种旋塞阀大量用于29PN≤1Mpa 的压力，如图 2―14 所示。 3.自封式旋塞阀 自封式旋塞阀是通过介质本身的压力来实现塞子和塞体之间的压紧 密封的。塞子的小头向上伸出体外，介质通过进口处的小孔进入塞子 大头，将塞子向上压紧，此种结构一般用于空气介质。如图 2―15 所 示。 4.油封式旋塞阀 近年来旋塞阀的应用范围不断扩大， 出现了带有强制润滑的油封式旋 塞阀。由于强制润滑使塞子和塞体的密封面间形成一层油膜。这样密 封性能更好，开闭省力，防止密封面受到损伤。如图 2―16 所示。图 2-15 六、球阀图 2-16球阀和旋塞阀是同属一个类型的阀门，只有它的关闭件是个球体，球 体绕阀体中心线作旋转来达到开启、关闭的一种阀门。球阀在管路中 主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向。球阀是近年来被广泛 采用的一种新型阀门，它具有以下优点：30(1) 流体阻力小，其阻力系数与同长度的管段相等。 (2) 结构简单、体积小、重量轻。 (3) 紧密可靠，目前球阀的密封面材料广泛使用塑料、密封性好，在 真空系统中也已广泛使用。 (4) 操作方便，开闭迅速，从全开到全关只要旋转 90°，便于远距离 的控制。 (5) 维修方便，球阀结构简单，密封圈一般都是活动的，拆卸更换都 比较方便。 (6) 在全开或全闭时，球体和阀座的密封面与介质隔离，介质通过时， 不会引起阀门密封面的侵蚀。 (7) 适用范围广，通径从小到几毫米，大到几米，从高真空至高压力 都可应用。 球阀已广泛应用于石油、化工、发电、造纸、原子能、航空、火 箭等各部门，以及人们日常生活中。球阀按结构形式可分： 1.浮动球球阀 球阀的球体是浮动的，在介质压力作用下，球体能产生一定的位移并 紧压在出口端的密封面上，保证出口端密封。如图 2―17 所示。图 2-1731浮动球球阀的结构简单，密封性好，但球体承受工作介质的载荷全部 传给了出口密封圈， 因此要考虑密封圈材料能否经受得住球体介质的 工作载荷。这种结构，广泛用于中低压球阀。 2.固定球球阀 球阀的球体是固定的，受压后不产生移动。固定球球阀都带有浮动阀 座，受介质压力后，阀座产生移动，使密封圈紧压在球体上，以保证 密封。通常在与球体的上、下轴上装有轴承，操作扭距小，适用于高 压和大口径的阀门。如图 2―18 所示。 为了减少球阀的操作扭矩和增加密封的可靠程度， 近年来又出现了油 封球阀，既在密封面间压注特制的润滑油，以形成一层油膜，即增强 了密封性，又减少了操作扭矩，更适用高压大口径的球阀。 3.弹性球球阀 球阀的球体是弹性的。球体和阀座密封圈都采用金属材料制造，密封 比压很大， 依靠介质本身的压力已达不到密封的要求， 必须施加外力。 这种阀门适用于高温高压介质。如图 2―19 所示。 弹性球体是在球体内壁的下端开一条弹性槽，而获得弹性。当关闭通 道时，用阀杆的楔形头使球体涨开与阀座压紧达到密封。在转动球体 之前先松开楔形头，球体随之恢复原原形，使球体与阀座之间出现很 小的间隙，可以减少密封面的摩擦和操作扭矩。 球阀按其通道位置可分为直通式，三通式和直角式。后两种球阀用于 分配介质与改变介质的流向。32图 2-18 七、 蝶阀 蝶板在阀体内绕固定轴旋转的阀门，叫蝶阀。图 2-191.作为密封型的蝶阀，是在合成橡胶出现以后，才给它带来了迅速的 发展，因此它是一种新型的截流阀。在我国二十世纪八十年代，蝶阀 主要用于低压阀门，阀座采用合成橡胶，到九十年代，由于国外交流 增多，硬密封〈金属密封〉蝶阀得以迅速发展。目前已有多家阀门厂 能稳定地生产中压金属密封蝶阀，使蝶阀应运领域更为广泛。 2.蝶阀能输送和控制的介质有水、凝结水、循环水、污水、海水、空 气、煤气、液态天然气、干燥粉末、泥浆、果浆及带悬浮物的混合物。 目前国产蝶阀参数如下： 公称压力：PN0.25――4.0MPa 公称统径：DN100――3000mm 工作温度：≤425℃333.蝶阀种类： 根据连接方式：法兰式、对夹式。 根据密封面材料；软密封、硬密封。 根据结构形式，蝶阀可分成以下类型： （1）中心对称板式。见图 1--20（a） ，阀杆固定在蝶板的径向中心孔 上，阀杆与蝶板均垂直安装，它的流体阻力小，蛋密封面容易擦伤， 易泄露，一般适用于流量调节。 （2）斜置板式，见图 1-20（b） ，阀杆垂直安置，蝶板倾斜安置，它 的密封面的倾角加工和维修较困难。 （3）偏置板式，见图 1-20（c） ，阀杆与蝶板均垂直安置，但蝶板与 阀座密封圈及阀杆中心线偏心，它的密封性好。加工维修方便，并可 以采用金属阀座，适用于高温和低温场合，蛋但流体阻力较大。国内 广泛采用这种形式的蝶阀。 （4）杠杆式，见图 1-20（d） ，阀杆水平安置，偏离阀座和通道中心 线，采用杠杆机构带动蝶板启闭。它的密封性好，密封面不易擦伤， 密封面加工和维修方便，但结构较复杂。34(a)(b) 图 1-20 蝶阀结构图(c)(d)a: 板式b:斜板式 c:偏置板式 d:杠杆式4.蝶阀的特点： （1）结构简单，外形尺寸小。由于结构紧凑，结构长度短，体积小， 重量轻，适用于大口径的阀门。 （2）流体阻力小，全开时，阀座通道有效流通面积较大，因而流体 阻力较小。 （3）启闭方便迅速，调节性能好，蝶板旋转 90°既可完成启闭。通 过改变蝶板的旋转角度可以分级控 制流量。 （4）启闭力矩较小，由于转轴两侧蝶板受介质作用基本相等，而产 生转矩的方向相反，因而启闭较省力。 （5）低压密封性能好，密封面材料一般采用橡胶、塑料、故密封性 能好。受密封圈材料的限制，蝶阀的使用压力和工作温度范围较小。 但硬密封蝶阀的使用压力和工作温度范围，都有了很大的提高。355.蝶阀的结构 蝶阀主要由阀体、蝶板、阀杆、密封圈和传动装置组成。蝶阀的结构 见图 1--20。 （1）阀体 阀体呈圆筒状，上下部分各有一个圆柱形凸台，用于安装阀杆。蝶阀与管道多采用法兰连接；如采用对夹连接，其结构长度 最小。 （2）阀杆 阀杆是蝶板的转轴，轴端采用填料函密封结构，可防止介质外漏。阀杆上端与传动装置直接相接，以传递力矩。 （3）蝶板 蝶板是蝶阀的启闭件。根据蝶板在阀体中的安装方式，6.非密封形蝶阀：关闭时不能保证密封的蝶阀。在管路中只能做节流 用，密封圈通常是用金属制成的。 八、安全阀 安全阀是防止介质压力超过规定数值起安全作用的阀门。 安全阀在管路中，当介质工作压力超过规定数值时，阀门便自动 开启， 排放出多余介质； 而当工作压力恢复到规定值时， 又自动关闭。 Ⅰ安全阀常用的术语 1、开启压力：当介质压力上升到规定压力数值时，阀瓣便自动开 启，介质迅速喷出，此时阀门进口处压力称为开启压力。 2、排放压力；阀瓣开启后，如设备管路中的介质压力继续上升， 阀瓣应全开，排放额定的介质排量，这时阀门进口处的压力称为排放 压力。363、关闭压力：安全阀开启，排出了部分介质后，设备管路中的压 力逐渐降低，当降低到小于工作压力的预定值时，阀瓣关闭，开启高 度为零，介质停止流出。这时阀门进口处的压力称为关闭压力，又称 回座压力。 4、工作压力；设备正常工作中的介质压力称为工作压力。此时安 全阀处于密封状态。 5、排量：在排放介质阀瓣处于全开状态时，从阀门出口处测得的 介质在单位时间内的排出量，称为阀的排量。 Ⅱ安全阀的种类 1、根据安全阀的结构可分 ?重锤（杠杆）式安全阀：用杠杆和重锤来平衡阀瓣的压力。重锤 式安全阀靠移动重锤的位置或改变重锤的重量来调整压力。 它的优点 在于结构简单；缺点是比较笨重回座力低。这种结构的安全阀只能用 于固定的设备上。如图 2-21 所示。 ?弹簧式安全阀：利用压缩弹簧的力来平衡阀瓣的压力并使之密封。 弹簧式安全阀靠调节弹簧的压缩量来调整压力。 它的优点在于比重锤 式安全阀体积小、轻便，灵敏度高，安装位置不受严格限制；缺点是 作用在阀杆上的力随弹簧变形而发生变化。 同时必须注意弹簧的隔热 和散热问题。弹簧式安全阀的弹簧作用力一般不要超过 2000 公斤。 因为过大过硬的弹簧不适于精确的工作。如图 2-22 所示。 ?脉冲式安全阀：脉冲式安全阀由主阀和辅阀组成。主阀和辅阀连 在一起，通过辅阀的脉冲作用带动主阀动作。如图 2-23 所示。37图 2-21图 2-22图 2-23脉冲式安全阀通常用于大口径管路上。因为大口径安全阀如采 用重锤或弹簧式时都不适应。脉冲式安全阀由主阀和辅阀两部分组 成。当管路中介质超过额定值时，辅阀首先动作带动主阀动作，排放 出多余介质。 2、根据安全阀阀瓣最大开启高度与阀座通径之比，又为分可： ?微启式：阀瓣的开启高度为阀座通径的 1/20～1/10。如图 2-24 所 示。由于开启高度小，对这种阀的结构和几何形状要求不象全启式那 样严格，设计、制造、维修、和试验都比较方便，但效率较低。 ?全启式：阀瓣的开启高度为阀座通径的 1/4～1/3。如图 2-25 所示。 全启式安全阀是借助气体介质的膨胀冲力， 使阀瓣达到足够的升高和 排量。它利用阀瓣和阀座的上、下两个调节环，使排出的介质在阀瓣 和上下两个阀节环之间形成一个压力区， 使阀瓣上升到要求的开启高 度和规定的回座压力。此种结构灵敏度高，使用较多，但上、下调节 环的位置难于调整，使用须仔细。38图 2-24 3、根据安全阀阀体构造又可分图 2-25?全封闭式：排放介质时不向外泄漏，而全部通过排泄管放掉。 ?半封闭式：排放介质时，一部分通过排泄管排放，另一部分从阀盖 与阀杆配合处向外泄漏。 ?敞开式：排放介质时，不引到外面，直接由阀瓣上访排泄。39第三章 阀门研磨工具、磨料及研磨方法第一节 阀门研磨工具 一、研磨头与研磨座 阀门检修时，大量而重要的工作是进行阀瓣和阀座密封面的研 磨。开始研磨密封面时，不能将门芯与门座直接对磨，因其损坏程度 不一致，直接对磨既浪费材料，又易将门芯、门座磨偏，故在粗磨阶 段应采用胎具分别与门座、门芯研磨。研磨头和研磨座不但应数量足 够， 尺寸和角度也都要与阀瓣、 阀座相符， 所用材料的硬度应比阀座、 阀瓣略小，一般用普通碳素钢和铸铁制成。常用的研磨头和研磨座如 图 3-1 所示。 手工研磨时，研磨头或阀瓣要配置各种研磨杆（图 3-2） 。研磨头 与研磨杆装配到一起置于阀座中，可对阀座进行研磨；阀瓣与研磨杆 装配到一起置于研磨座中，可对阀瓣进行研磨。 研磨杆与研磨头（或阀瓣）用固定螺栓连接，要装配得很直，不 能歪斜。使用时最好按顺时针方向转，以免螺栓松动。 研磨杆的尺寸根据实际情况来定，较小阀门用的研磨杆长度为 150mm ，直径为 20mm 左右； 40 ～ 50mm 阀门用的研磨杆长度为 200mm， 直径为 25mm 左右。 为便于操作常把研磨杆顶端做成活动头 如图 3-2（a） 。 研磨杆的头部也可安装锥度铣刀头 5(一般根据门座结构进行配40制)，直接对门座进行铣削，以提高研磨效率，如图 3-2(b)图所示。图 3-1 研磨头和研磨座 (a)研磨小型节流阀用的研磨头；(b)研磨斜口阀门用的研磨头； (c)研磨平口阀门用的研磨头；(d)研磨小型节流阀用的研磨座； (e)研磨斜口阀门用的研磨座；(f)研磨平口阀门用的研磨座； (g)研磨安全阀用的研磨座1-活动头图 3-2 研磨杆 2-研磨头 3-丝对 4-定心板5-洗刀头在研磨过程中，研磨杆与门座要保持垂直，不可偏斜。 图 3-2(b) 所示的研磨杆用一嵌合在阀体上的导向定心板进行导向， 使研磨杆在 研磨时不发生偏斜。如发现磨偏时，应及时纠正(图 3-3)。41图 3-3研磨时的磨偏现象二、电钻式研磨工具 为了减轻研磨阀门的劳动强度，加快研磨速度，对小型球形阀常 用手电钻带动研磨杆进行研磨。用这种方法研磨，速度较快，如阀座 上有深 0.2～0.3 mm 的坑， 用研磨砂或自粘砂纸只需几分钟就可磨平， 然后再用手工稍加研磨即可达到质量要求。 第二节 研磨材料 一、研具材料 研具材料应有研磨件的材质及其性能而定。研具材料应具有：组 织细密均匀，嵌沙性能好，有良好的耐磨性，足够的硬度，不变形， 其硬度比研磨件要软的特性。通常作研具的材料有如下几种：铸铁、 低碳钢、铜、铝、铅、巴氏合金、玻璃、沥青、皮革等。 常用的研具材料： 铸铁。铸铁含有片状石墨，其耐磨性和润滑性能好，强度也高； 它还具有成本低，易加工等优点。因此，铸铁研具居于研磨像硬质合 金、淬硬钢、有色金属等多种材料的工作，也适用于敷沙研磨、嵌沙 研磨和加砂布研磨。铸铁研具使用的材料有灰口铸铁和球墨铸铁，一42般硬度有 HB120~220。铸铁研具能保证质量，同时研磨的效率高， 使用普遍。 铜。铜韧性大耐磨性好，适于加工余量大，粗糙度要求低的工作 粗研，能起低碳钢研具的作用，但是成本较高，一般极少采用。 低碳钢。低碳钢的韧性比铸铁大，能适应铸铁难于研磨的细长圆 孔，圆锥孔，螺纹等工作，低碳钢一般用作粗研材料。 铝。铝质地比铜软，适用于铜等软金属的。 铅、巴氏合金。适用于抛光和研磨软钢或其他软质材料的工作。 玻璃。玻璃质地硬脆，适用于工件的研磨和抛光，特别是淬硬钢 的精研。 皮革、毛毡、涤纶织物。质地柔软常用于抛光工件，涤纶织物平 整均匀，衬垫在平整的研具上，精研和抛光的效果好。 沥青。 沥青质地软， 使用与玻璃， 水晶灯脆硬材料的研磨和抛光， 也适用于淬硬钢的精抛光加工，沥青对工件适应性强。 二、研磨剂 研磨剂是用磨料、分散剂（又称研磨液）和辅助材料制成的混合 剂，习惯上也列为磨具的一类。研磨剂用于研磨和抛光，使用时磨粒 呈自由状态。由于分散剂和辅助材料的成分和配合比例不同，研磨剂 有液态、膏状和固体的 3 种。液态研磨剂不需要稀释即可直接使用。 膏状的常称作研磨膏,可直接使用或加研磨液稀释后使用,用油稀释的 称为油溶性研磨膏；用水稀释的称为水溶性研磨膏。固体研磨剂(研 磨皂)常温时呈块状，可直接使用或加研磨液稀释后使用。研磨剂中43的磨料起切削作用，常用的磨料有刚玉、碳化硅、碳化硼和人造金刚 石等。精研和抛光时还用软磨料，如氧化铁、氧化铬和氧化铈等。 研磨剂材料的种类： 氧化铝（AI2O3） 。氧化铝又称刚玉，其硬度较高，使用很普遍， 一般用于研磨铸铁、铜、钢及不锈钢等材料的工作。 碳化硅（SiC） 。碳化硅有绿色及黑色两种，其硬度比氧化铝高。 绿色氧化硅适用于研磨硬质合金， 黑色氧化硅适用于研磨脆性材料及 软材料工件，如铸铁、黄铜等。 碳化硼（B4C)。硬度仅次于金刚石粉末而比碳化硅硬，主要用 来代替金刚石粉末研磨硬质合金，研磨镀硬铬的表面。 氧化铬（Cr2O3） 。氧化铬是一种硬度高和极细的磨料，淬硬钢 精研时常使用氧化铬，一般也用它来抛光。 氧化铁(Fe2O3)。氧化铁也是一种极细的磨料，但是硬度及研磨 效果均较氧化铬差，用途与氧化铬相同。 金刚石粉末。即结晶碳，它是最硬的磨料，切削性能较好，特别 适用于研磨硬质合金。 备注：密封面粗研时的磨料粒度一般为 120#~240# ；精研时为 W40~14。 调制研磨剂时，通常是往磨料里直接加入煤油和机油，用 1/3 的 煤油加 2/3 的机油与磨料调和成的研磨剂适用于粗研；用 2/3 的煤油 与 1/3 的机油与磨料调和成的研磨剂可以用于精研，当研磨硬度较高 的工件时，使用上述研磨剂的效果就不够理想，可采用三份磨料加一44份加热的猪油调和起来，冷却后形成糊状，使用时再加些煤油或汽油 调匀。 三、磨料的分类和应用范围 研磨材料主要用于研磨管道附件及阀门的密封面。 常用的研磨材 料有砂布、研磨砂和研磨膏等。 1．砂布 它是用布料作衬底，在其上面胶粘砂粒而成。根据砂粒的粗细分 为 00、0、1、2 等号码。00 号最细，以后每一号都粗于前一号，2 号 最粗。 2．研磨砂 研磨砂的规格是按其粒度大小编制的。分为：10，12，14，16， 20，24，30，36，46，54，60，70，80，90，100，120，150，180， 220，240，280，320，M28，M20，M14，M10，M7 和 M5 等号码。 其中 10～90 号称为磨粒；100～320 号称为磨粉；M28～M5 称为微 粉。 管道附件或阀门的密封面研磨，除个别情况用 280、320 号磨粉 外，主要是用微粉。 为了加快研磨速度，有时先采用粗磨。粗磨可用大粒度 320 号磨 粉(颗粒尺寸 42～28 微米)；细磨可采用小粒度的 M28～M14 微粉(颗 粒尺寸 28～10 微米)；最后可采用 M7 微粉(颗粒尺寸 7～5 微米)。45系列磨料名称 棕刚玉 白刚玉氧化铝 系碳化物 系金刚石 系注特点 应用范围 棕褐色，硬度较高，韧性好，价格低 适于粗研铸 白色，硬度较棕刚玉高，韧性较差 铁、青铜、钢 浅黄色或白色， 颗粒呈球状， 硬度和 及不锈钢等 单晶刚玉 GD 韧性均较白刚玉高 （要求不高 时也可作精 铬钢玉 GG 玫瑰红或紫红色，韧性比白刚玉好 研用） 适于研磨铸 有黑色光泽， 硬度比白刚玉高， 韧性 黑碳化硅 TH 铁、黄铜、青 较差 铜 适于研磨硬 绿碳化硅 TL 绿色，硬度仅次于碳化硼和金刚石 质合金 适于研磨硬 黑色， 硬度仅次于金刚石， 耐磨性好， 碳化硼 TP 质合金及镀 价格高，可部分替代金刚石 硬铬表面 人造金刚 浅绿色，黑色或者白色，硬度高，价 适于研磨硬 JR 石 格贵 质合金及玻 天然金刚 璃等高硬材 JT 灰色，浅黄色，硬度最高，价格昂贵 石 料 氧化铬 深绿色，硬度较高 适于钢、不锈 钢的精研及 氧化铁 深红色，较氧化铬软 抛光 表 3-1 常用研磨砂 金刚砂不宜用于研磨阀门密封面代号 GZ GB3.研磨膏 研磨膏是用油脂类（石蜡、甘油、三硬脂酸等）和研磨微粉合成 的。它是细研磨料，分为 M28、M20、M14、M10、M7、M5 等，有 黑色、淡黄色和绿色的。 常用研磨膏有： 刚玉类研磨膏――主要用于钢铁件研磨； 碳化硅――碳化硼类研磨膏，主要用于硬质合金、玻璃、陶瓷和 半导体等研磨； 氧化铬类研磨膏――主要用于精细抛光或非金属类的研磨； 金刚 石类研磨膏，主要用于硬质合金等高硬度材料的研磨。46第三节 阀门的研磨原理 阀门的研磨： 研磨，在阀门制造过程中是其密封面常用的一种光整加工方法。 研磨可以使阀门密封面获得很高的尺寸精度、 几何形状精度及表面粗 糙度，但不能密封面各表面间的相互位置精度。研磨后的阀门密封面 通常可以达到的尺寸精度为 0.001mm~0.003mm；几何形状精度（如 不平度）为 0.001mm。研磨工程中，研具与密封圈表面很好的贴合在 一起，研具沿贴合表面作复杂的研磨运动。研具和密封圈表面间放有 研磨剂，当研具与密封圈表面相对运动时，研磨剂中的部分磨粒在研 具与密封圈表面间滑动或者滚动，切去密封圈表面上很薄的一层金 属。密封圈表面上表面上凸峰部分首先被磨去，然后渐渐的达到要求 的几何形状。 研磨不仅是磨料对金属的机械加工过程，同时还有化学作用。研 磨剂中的油脂能是被加工的表面形成氧化膜，从而加速了研磨过程。 一、密封面研磨的基本原理 密封面研磨的基本原理包括研磨过程、研磨运动、研磨速度、研 磨压力及研磨余量五个方面。 1.研磨过程 研具与密封圈表面很好的贴合在一起， 研具沿贴合表面作复杂的 研磨运动。研具和密封圈表面间放有研磨剂，当研具与密封圈表面相 对运动时，研磨剂中的部分磨粒在研具与密封圈表面间滑动或者滚 动，切去密封圈表面上很薄的一层金属。密封圈表面上表面上凸峰部47分首先被磨去，然后渐渐的达到要求的几何形状。 研磨不仅是磨料对金属的机械加工过程，同时还有化学作用。研 磨剂中的油脂能是被加工的表面形成氧化膜，从而加速了研磨过程。 2.研磨运动 研具与密封圈表面相对运动时， 密封圈表面上每一点对研具的相 对滑动路程都应该相同。并且，相对运动的方向应不断变更。运动方 向的不断变化使每一磨粒不会在密封圈表面上重复自己运动的轨迹， 以免造成明显的划痕而增高密封圈表面的粗糙度。此外，运动方向的 不断变化还能使研磨剂分布得比较均匀， 从而较均匀的切去密封圈表 面的金属。 研磨运动尽管复杂，运动方向尽管在变化，但研磨运动始终是沿 着研具与密封圈表面的贴合表面进行的。 无论是手工研磨还是机械研 磨， 密封圈表面的几何形状精度则主要受研具的几何形状精度及研磨 运动的影响。 3.研磨速度 研磨运动速度越快，研磨的效率也越高。研磨速度快，在单位时 间内工件表面上通过的磨粒比较多，切去的金属也多。 研磨速度通常为 10m/min~240m/min。研磨精度要求比较高的工 件，研磨速度一般不超过 30m/min。阀门密封面的研磨速度与密封面 的材料有关，铜及铸铁密封面的研磨速度为 10m/min~45m/min；淬硬 钢及硬质合金密封面为 25m/min~80m/min；奥氏体不锈钢密封面为 10m/min~25m/min。484.研磨压力 研磨效率随研磨压力的增大而提高，研磨压力不能过大一般为 0.01MPa~0.4MPa。 研磨铸铁、铜及奥氏体不锈钢材料的密封面时研磨压力为 0.1MPa~0.3MPa；淬硬钢和硬质合金密封面为 0.15MPa~0.4MPa。粗 研时取较大值，精研时取较小值。 5.研磨余量 由于研磨石光整加工工序，故切削量很小。研磨余量的大小取决 于上道工序的加工精度和表面粗糙度。 在保证去除上道工序加工痕迹 和修正密封圈几何形状误差的前提下，研磨余量愈小愈好。 密封面研磨前一般经过精磨。经精磨后的密封面可直接精研，其 最小的研磨余量为：直径余量为 0.008mm~0.020mm ；平面余量为 0.006mm~0.015mm。 手工研磨或材料硬度较高时取小值， 机械研磨或 材料硬度较低时取大值。 第四节 密封面的研磨方法 一、阀门密封面的材料 阀门密封面的材料可以分为软质材料和硬质材料两大类。 软密封面材料有：丁晴橡胶、氟橡胶、聚四氟乙烯等。 硬密封材料：铜合金、铬不锈钢、司太立合金、镍基合金、铁基 合金等。 二、密封面损坏的原因：49(1) 密封面的加工质量不好。 (2) 造型不当和操作不良所引起的损坏。 (3) 介质的化学腐蚀。 (4) 介质的冲蚀。 (5) 电化学腐蚀。 (6) 机械损伤。 (7) 疲劳损坏。 (8) 安装不正和维修不力导致密封面工作不正常， 阀门带病运转， 过早的损坏了密封面。 三、静密封面损坏的原因： (1) 静密封面的表面粗糙度过高，主要原因是使用时间过长，介 质侵蚀，维修欠佳。 (2) 静密封面有明显的压痕选用垫片硬度过高或者是混入了沙粒 焊瘤等物所致。 (3) 静密封面有划痕和铲伤，主要原因是拆卸和清洗过程中违反 操作规程，用力不当引起的。 (4) 静密封面严重锈蚀，主要是介质的腐蚀和选用阀门不当。 (5) 静密封面有明显的沟槽，主要是因为静密封面产生泄漏后维 修不及时引起的。 (6) 静密封面产生变形，刚度不够，连接力过大，高温下产生热 蠕变引起。 (7) 静密封面有泄露孔，主要是制造质量不好，引起皱折等缺陷50所致。 (8) 静密封面有裂纹，主要是因为设计不合理，制造质量差，安 装或者操作不当，长期处于交变载荷下引起。 四、静密封面维修研磨的方法 平面静密封面的研磨。平面静密封面的研磨方法一般采用刮研。 刮研的效率较低，但密封面修复可靠性好。平面静密封面的刮研很方 便，特别是光滑面更容易实现。先将标准平板与清洗后的平面静密封 面进行着色检查，如果所接触的印痕均匀分布，表面无明显缺陷，说 明该密封面基本上是合格的。如果印痕不均说明不平整，或者密封面 平整而有缺陷，需要进行刮研。方法是用显示剂涂密封面，使密封副 密合，产生影印后根据影印分布情况用铲到刮研密封面上的高点处， 保留低点处，进过多次刮研，使密封面得到应有的平整度和粗糙度。 1.锥面静密封面的研磨： 锥面静密封面是阀门静密封面的另一种形式， 它比平面静密封面 要求严格，不但对表面粗糙度有较高要求，而且对密封副的同轴度、 圆度和锥度有较高的要求。 锥面静密封面研磨时，锥面研具水平放置，均匀的涂上一层研磨 剂或者粘贴一层砂纸，研件垂直放入研具中，为了保证同轴度，最好 使用导向工具。研件插入锥面研具后作径向来回旋转，动作一次转过 一个角度，注意研件锥面静密封面研磨的几率均等。这样旋转 4 到 5 次以后， 将研件稍微提起一点， 调换研件的旋转方向， 然后继续研磨。 研磨一段时间后，取出研件，擦干研件和研具上的研磨剂，检查研件51研磨的质量，如果缺陷未及时消除，应重新涂抹研磨剂研磨，知道缺 陷完全消除为止。 由于某些条件的限制和修理工艺的需要， 维修静密封面也可采用 局部研磨的方法，局部研磨有三种形式： (1) 把要研磨的工件与标准研具着色检查，局部研磨工件。 (2) 旋转锥或旋塞体中，有一件是完好的，以此为标准，着色检 查，局部研磨另一密封面。 (3) 旋塞锥和旋塞体两者都有一定的缺陷，互为基准，两者着色 检查后，各自研磨各自的高点位，这种方法情况复杂，靠丰 富的经验来判断和修复。 2.梯形槽静密封面的研磨： 梯形槽表面轻微的磨损和锈迹， 用金刚砂布沾机油均匀在密封面 上打磨就可以了。研磨量超过 0.03mm 的，应用研具研磨。研具应制 成梯形槽界面一样，其夹角为分角 46°。研具可分梯形研磨块、梯 形整圆研具。研磨时将研具包砂纸或者涂布研磨剂，在整个槽内均匀 地、往复地研磨，也可以将梯形槽密封件加持在低转速的机械上，用 梯形研磨块进行研磨，研磨中要注意经常检查，更换研磨剂，直至其 缺陷研磨掉，有色检查合格为止。 3.透镜垫静密封面研磨 透镜垫静密封面与端面夹角为 20°， 应制作夹角为 140°的锥面 研具贴上砂纸或涂布研磨剂进行研磨。研磨时，研具上最好装上导向 器， 以免研具偏斜影响精度。 将缺陷研磨掉后， 应着色检查合格为止。524.O 形圈槽和自紧静密封面的研磨 O 形圈槽静密封面比动密封面粗糙度低一些。如果槽面磨损，可 将金刚砂布粘一点油均布磨掉缺陷即可，也可以夹持在车床上，用金 刚砂布研磨。研磨时注意槽面角和槽面不能成锐棱，以免划伤橡胶 O 形圈。 自紧密封面有 2 个密封面，一是锥面，可参考锥面静密封面的研 磨方法进行研磨，二是内圆柱面，该面与自紧密封环的圆柱表面间隙 配合一般为 H8/H9。内圆密封面一般不用研磨，只要提高表面加工精 度和降低表面粗糙度的值就可以达到密封要求。 如果内圆柱密封面的 间隙过大，容易与自紧密封环密封不严，这时应相应增加自紧密封环 的外径来补偿，或增大预紧力。 五、 研磨中常见的缺陷产生的原因和防止办法 研磨中常见的缺陷形式、缺陷产生的原因和防止办法见表 3-2 所 示缺陷形式 表面不光洁 产生原因 (1) 磨料粒度过粗 (2) 润滑剂使用不当 (3) 研磨剂涂得太薄 防止方法表面拉毛(1) 正确选用磨料的粗细 (2) 正确选用润滑剂 (3) 研磨剂厚薄适当，涂布均 匀 (1) 研磨剂中混入杂质 (1) 搞好清洁工作，防止杂质 (2) 压力过大， 压碎磨料或磨料 落在工件和研磨剂中。精 嵌入工件中 研前除净粗研的残液 (2) 压力要适当 表 3-2 研磨中常见的缺陷产生的原因和防止办法53缺陷形式产生原因防止方法平面不平(1) 平板不平 (1) 注意检查平板平整度 (2) 研磨运动不平稳 (2) 研磨速度适当，防止研具 (3) 压力不匀或没有调换研磨 与工件非研磨面接触 方向 (3) 压力要均匀，经常调换研 (4) 研磨剂涂抹的太多 磨方向 (4) 研磨剂涂布适当 锥 面 不 圆 接 不 上 (1) 内外圆锥研具与阀件锥体 (1) 研磨钟经常检查它们 相 线 或锥孔轴线 重合 互间的同轴度，研磨要平 (2) 内外圆锥研具表面不平， 不 稳 对称 (2) 研具经常用样板等工 具 (3) 研磨剂涂得不匀或过多 检查 (3) 研磨剂涂得适量且均匀 孔 成 椭 圆 或 喇 叭 (1) 研磨时没有调头和调换方 (1) 研磨是注意经常变换 方 口 向 向和调头 (2) 孔口或工件挤出的研磨剂 (2) 挤出的研磨剂擦掉后，再 未擦掉，继续研磨所致 研磨 (3) 研磨棒冲出孔口过长 (3) 研磨棒伸出适当，用力平 稳，不要摇晃 阀件变形 (1) 阀件发热仍继续研磨 (1) 研磨速度不能太快，温度 (2) 装夹不正确 超过 50 ℃应停下冷却后 (3) 压力不均匀 再研磨 (2) 装夹要得法，要平稳，以 不变形为佳 (3) 压力需均匀，特别是较薄 件的研磨，其压力不能过 大 表 3-2 续 研磨中常见的缺陷产生的原因和防止办法54第四章 阀门的选用、安装、维护与操作第一节 阀门的选用 一、选择阀门的步骤、依据和原则 1.选择步骤： (1) 明确阀门在设备或装置中的用途，确定阀门的工作条件：适应介 质、工作压力、工作温度等。 (2) 确定与阀门连接管道的公称通径和连接方式：法兰、螺纹、焊接 等。 (3) 确定操纵阀门的方式：手动、电动、电磁、气动或液动、电气联 动或电液联动等。 (4) 根据管线输送的介质、工作压力、工作温度确定所选阀门的壳体 和内件的材料：灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、碳素钢、合金钢、 不锈耐酸钢、铜合金等。 (5) 选择阀门的种类：闭路阀门、调节阀门、安全阀门等。 (6) 确定阀门的型式：闸阀、截止阀、球阀、蝶阀、节流阀、安全阀、 减压阀、蒸汽疏水阀等。 (7) 确定阀门的参数：对于自动阀门，根据不同需要先确定允许流阻、 排放能力、背压等，在确定管道的公称通径和阀座孔的直径。 (8) 确定所选用阀门的几何参数：结构长度、法兰连接形式及尺寸、 开启和关闭后阀门高度方向的尺寸、连接的螺栓孔尺寸和数量、55整个阀门外型尺寸等。 (9) 利用现有的资料：阀门产品目录、阀门产品样本等选择适当的阀 门产品。 此外，还应检查所选用的阀门的参数是否符合所给定的工作条 件。 2.选择阀门的依据 在了解选择阀门步骤的同时，还应进一步了解选择阀门的依据： (1) 所选用阀门的用途、适应工况条件和操作控制方式。 (2) 工作介质的性质：工作压力、工作温度、腐蚀性能、是否含有固 体颗粒、介质是否有毒、是否是易燃、易爆介质、介质的黏度等。 (3) 对阀门流体特性的要求：流阻、排放能力、流量特性、密封等级 等。 (4) 安装尺寸和外形尺寸要求：公称通径，与管道的连接方式和连接 尺寸，外形尺寸或重量限制等。 (5) 对于阀门产品的可靠性、使用寿命和电动装置的防爆性能等的附 加要求。 2.选择阀门的原则 阀门启闭件控制着介质在管道内的流束方式， 阀门流道的形状使 阀门具备一定的流量特性，在选择阀门是必须考虑到这一点。 (1) 截止和开放介质用的阀门 流道为直通式的阀门，其流阻较小，通常选择作为截止和开放介 质用的阀门。向下闭合式阀门（截止阀、柱塞阀）由于其流道曲折，56流阻比其他阀门高，故较少选用。在允许有较高流阻的场合可选用闭 合式阀门。 (2) 控制流量用的阀门 通常选择易于调节流量的阀门作为控制流量用。 向下闭合式阀门 适用于这一用途，因为它的阀座尺寸与关闭件的行程之间成正比关 系。旋转式阀门（旋塞阀、球阀、蝶阀）和挠曲阀体式阀门（夹紧阀、 隔膜阀）也可用于节流控制，但通常只能在有限的阀门口径范围内适 用。闸阀是以圆盘形闸板对圆形阀座口作横切运动，它只有在接近关 闭位置时才能较好的控制流量，故通常不用于流量控制。 (3) 换向分流用的阀门 根据换向分流的需要，这种阀门可有三个或更多的通道。旋塞阀 和球阀较适用于这一目的， 因此大部分换向分流用的阀门都选取这类 阀门中的一种。但是有些情况下，其他类型的阀门，只要把两个或更 多个阀门适当地相互连接起来，也可作换向分流用。 (4) 带有悬浮颗粒的介质用的阀门 当介质中带有悬浮颗粒时， 最适于采用其关闭件沿密封面的滑动 带有擦拭作用的阀门。如果关闭件对阀座的来回运动是竖直的，那么 就可能夹持颗粒，因此这种阀门除非密封面材料可以允许嵌入颗粒， 否则只适用于基本清洁的介质。球阀和旋塞阀在启闭 程中对密封均有擦拭作用，故适宜用在带有悬浮颗粒的介质中。 阀门的选择可参考表 4-157阀门 类别型式流束调节形式 截止 节流闭 合 截止 直 通 式 形 式 角式 斜 叉 式 多 通 式 柱 塞 式 滑 动 平行 式 闸板 及楔 式闸 板形 旋 转 旋塞 非 润 式 形 滑的 润 滑 的 偏 心 旋塞 提 升 旋塞 球形 蝶形 挠 曲 夹紧形 式 隔膜形 堰式 直通式可用 可用 可用可用 可用 可用介质 换 向 无 颗 带悬浮颗粒 粘滞 清洁 分流 粒 带磨 无 磨 性 蚀性 蚀性 可用 可用 可用 可用可用特用 特用特用可用 可用 可用 可用 可用 可用 可用 可用 可用 可用 可用 可用 可用 可用 可用可用可用 可用 可用 可用 可用 可用 可用 可用 可用 可用 可用 可用 可用 可用可用特用特用 适当 可用 适当 可用 可用 可用 适当 可用可用 可用 可用 可用 可用 可用 可用 可用 可用 可用可用 可用可用 可用 可用 可用适当 可用 可用 可用 特用 可用 特用可用可用 可用 可用可用 可用 可用 可用可用 可用 可用 适当 可用 可用 可用 表 4-1 阀门的选择3.常用阀门的特性 （1）闸阀 闸阀是作为截止介质使用，在全开时整个流通直通，此时介质运58行的压力损失最小。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。对于高速流动的 介质，闸板在局部开启状况下可以引起闸门的振动，而振动又可能损 伤闸板和阀座的密封面，而节流会使闸板遭受介质的冲蚀。从结构形 式上， 主要的区别是所采用的密封元件的形式。 根据密封元件的形式， 常常把闸阀分成几种不同的类型，如：楔式闸阀、平行式闸阀、平行 双闸板闸阀、楔式双闸板闸等。最常用的形式是楔式闸阀和平行式闸 阀。 （2）截止阀 截止阀的阀杆轴线与阀座密封面垂直。 阀杆开启或关闭行程相对 较短，并具有非常可靠的切断动作，使得这种阀门非常适合作为介质 的切断或调节及节流使用。截止阀的阀瓣一旦处于开启状况，它的阀 座和阀瓣密封面之间就不再的接触，并具有非常可靠的切断动作，合 得这种阀门非常适合作为介质的切断或调节及节流使用。 截止阀一旦处于开启状态， 它的阀座和阀瓣密封面之间就不再有 接触，因而它的密封面机械磨损较小，由于大部分截止阀的阀座和阀 瓣比较容易修理或更换密封元件时无需把整个阀门从管线上拆下来， 这对于阀门和管线焊接成一体的场合是很适用的。 介质通过此类阀门 时的流动方向发生了变化，因此截止阀的流动阻力较高于其它阀门。 常用的截止阀有以下几种：1）角式截止阀；在角式截止阀中， 流体只需改变一次方向， 以致于通过此阀门的压力降比常规结构的截 止阀小。2）直流式截止阀；在直流式或 Y 形截止阀中，阀体的流道59与主流道成一斜线，这样流动状态的破坏程度比常规截止阀要小，因 而通过阀门的压力损失也相应的小了。3）柱塞式截止阀：这种形式 的截止阀是常规截止阀的变型。在该阀门中，阀瓣和阀座通常是基于 柱塞原理设计的。阀瓣磨光成柱塞与阀杆相连接，密封是由套在柱塞 上的两个弹性密封圈实现的。两个弹性密封圈用一个套环隔开，并通 过由阀盖螺母施加在阀盖上的载荷把柱塞周围的密封圈压牢。 弹性密 封圈能够更换，可以采用各种各样的材料制成，该阀门主要用于“开” 或者“关”，但是备有特制形式的柱塞或特殊的套环，也可以用于调节 流量。 （3）蝶阀 蝶阀的蝶板安装于管道的直径方向。在蝶阀阀体圆柱形通道内， 圆盘形蝶板绕着轴线旋转，旋转角度为 0° ~90° 之间，旋转到 90° 时， 阀门则牌全开状态。 蝶阀结构简单、体积小、重量轻，只由少数几个零件组成。而且 只需旋转 90° 即可快速启闭，操作简单，同时该阀门具有良好的流体 控制特性。蝶阀处于完全开启位置时，蝶板厚度是介质流经阀体时唯 一的阻力，因此通过该阀门所产生的压力降很小，故具有较好的流量 控制特性。 蝶阀有弹密封和金属的密封两种密封型式。 弹性密封阀门， 密封圈可以镶嵌在阀体上或附在蝶板周边。 采用金属密封的阀门一般比弹性密封的阀门寿命长， 但很难做到 完全密封。金属密封能适应较高的工作温度，弹性密封则具有受温度 限制的缺陷。60如果要求蝶阀作为流量控制使用， 主要的是正确选择阀门的尺寸 和类型。 蝶阀的结构原理尤其适合制作大口径阀门。 蝶阀不仅在石油、 煤气、化工、水处理等一般工业上得到广泛应用，而且还应用于热电 站的冷却水系统。 常用的蝶阀有对夹式蝶阀和法兰式蝶阀两种。 对夹式蝶阀是用双 头螺栓将阀门连接在两管道法兰之间，法兰式蝶阀是阀门上带有法 兰，用螺栓将阀门上两端法兰连接在管道法兰上。 （4）球阀 球阀是由旋塞阀演变而来。它具有相同的旋转 90 度提动作，不 同的是旋塞体是球体，有圆形通孔或通道通过其轴线。球面和通道口 的比例应该是这样的，即当球旋转 90 度时，在进、出口处应全部呈 现球面，从而截断流动。 球阀只需要用旋转 90 度的操作和很小的转动力矩就能关闭严 密。完全平等的阀体内腔为介质提供了阻力很小、直通的流道。通常 认为球阀最适宜直接做开闭使用， 但近来的发展已将球阀设计成使它 具有节流和控制流量之用。球阀的主要特点是本身结构紧凑，易于操 作和维修，适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质，而且还适 用于工作条件恶劣的介质，如氧气、过氧化氢、甲烷和乙烯等。球阀 阀体可以是整体的，也可以是组合式的。 (5) 止回阀 这种类型的阀门的作用是只允许介质向一个方向流动， 而且阻止 方向流动。通常这种阀门是自动工作的，在一个方向流动的流体压力61作用下，阀瓣打开；流体反方向流动时，由流体压力和阀瓣的自重合 阀瓣作用于阀座， 从而切断流动。 其中止回阀就属于这种类型的阀门， 它包括旋启式止回阀和升降式止回阀。旋启式止回阀有一介铰链机 构，还有一个像门一样的阀瓣自由地靠在倾斜的阀座表面上。为了确 保阀瓣每次都能到达阀座面的合适位置，阀瓣设计在铰链机构，以便 阀瓣具有足够有旋启空间，并使阀瓣真正的、全面的与阀座接触。阀 瓣可以全部用金属制成，也可以在金属上镶嵌皮革、橡胶、或者采用 合成覆盖面，这取决于使用性能的要求。旋启式止回阀在完全打开的 状况下，流体压力几乎不受阻碍，因此通过阀门的压力降相对较小。 升降式止回阀的阀瓣座落位于阀体上阀座密封面上。 此阀门除了阀瓣 可以自由地升降之外，其余部分如同截止阀一样，流体压力使阀瓣从 阀座密封面上抬起，介质回流导致阀瓣回落到阀座上，并切断流动。 根据使用条件，阀瓣可以是全金属结构，也可以是在阀瓣架上镶嵌橡 胶垫或橡胶环的形式。像截止阀一样，流体通过升降式止回阀的通道 也是狭窄的，因此通过升降式止回阀的压力降比旋启式止回阀大些， 而且旋启式止回阀的流量受到的限制很少。 第二节 安装 正确地选择了阀门之后，还要正确安装、维护与操作，这样才能 充分发挥其效能。 阀门安装的质量、直接影响着使用，所以必须认 真注意。 一、方向和位置62许多阀门具有方向性，例如截止阀，节流阀，减压阀、止回阀 等，如果装倒装反，就会影响使用效果与寿命（如节流阀） ，或者根 本不起作用（如减压阀） ，甚至造成危险（如止回阀） 。一般阀门，在 阀体上有方向标志；万一没有，应根据阀门的工作原理，正确识别。 截止阀的阀腔左右不对称，流体要让其由下而上通过阀口，这 样流体阻力小（由形状所决定） ，开启省力（因介质压力向上） ，关闭 后介质不压填料，便于检修。这就是截止阀为什么不可安反的道理。 其它阀门也有各自的特性。 阀门安装的位置，必须方便于操作；即使安装暂时困难些，也要 为操作人员的长期工作着想。最好阀门手轮与胸口取齐（一般离操作 地坪 1.2 米） ，这样，开闭阀门比较省劲。落地阀门手轮要朝上，不 要倾斜，以免操作别扭。靠墙机靠设备的阀门，也要留出操作人员站 立余地。 要避免仰天操作， 尤其是酸碱、 有毒介质等， 否则很不安全。 闸阀不要倒装（即手轮向下） ，否则会使介质长期留存在阀盖空 间，容易腐蚀阀杆，而且为某些工艺要求所禁忌。同时更换填料极不 方便。 明杆闸阀，不要安装在地下，否则由于潮湿而腐蚀外露的阀杆。 升降式止回阀，安装时要保证其阀瓣垂直，以便升降灵活。 旋启式止回阀，安装时要保证其销轴水平，以便旋启灵活。 减压阀要直立安装在水平管道上，各个方向都不要倾斜。 二、施工作业 安装施工必须小心，切忌撞击脆性材料制作的阀门。63安装前，应将阀门作一检查，核对规格型号，鉴定有无损坏，尤 其对于阀杆。还要转动几下，看是否歪斜，因为运输过程中，最易撞 歪阀杆。还要清除阀内的杂物。 阀门起吊时，绳子不要系在手轮或阀杆上，以免损坏这些部件， 应该系在法兰上。 对于阀门所连接的管路，一定要清扫干净。可用压缩空气吹去氧 化铁屑、泥砂、焊渣和其他杂物。这些杂物，不但容易擦伤阀门的密 封面，其中大颗粒杂物（如焊渣） ，还能堵死小阀门，使其失效。 安装螺口阀门时，应将密封填料（线麻加铅油或聚四氟乙烯生料 带） ，包在管子螺纹上，不要弄到阀门里，以免阀内存积，影响介质 流通。 安装法兰阀门时，要注意对称均匀地把紧螺栓。阀门法兰与管子 法兰必须平行，间隙合理，以免阀门产生过大压力，甚至开裂。对于 脆性材料和强度不高的阀门，尤其要注意。 须与管子焊接的阀门，应先点焊，再将关闭件全开，然后焊死。 三、保护设施 有些阀门还须有外部保护，这就是保温和保冷。保温层内有时还 要加伴热蒸汽管线。什么样的阀门应该保温或保冷，要根据生产要求 而定。原则地说，凡阀内介质降低温度过多，会影响生产效率或冻坏 阀门，就需要保温，甚至伴热；凡阀门裸露，对生产不利或引起结霜 等不良现象时，就需要保冷。保温材料有石棉，矿渣棉、玻璃棉、珍 珠岩，硅藻土、蛭石等；保冷材料有软木、珍珠岩、泡沫、塑料等。64长期不用的水、蒸汽阀门必须放掉积水。 四、旁路和仪表 有的阀门，除了必要的保护设施外，还要有旁路和仪表。安装了 旁路， 便于疏水阀检修。 其它阀门， 也有安装旁路的。 是否安装旁路， 要看阀门状况，重要性和生产上的要求而定。 五、垫片的安装 垫片是解决“跑冒滴漏”的静密封的零件。由于静密封的结构形 式很多，故按照这些静密封形式，相应地出现了平面垫、椭圆垫、透 镜垫、锥面垫、液体密封垫、O 形圈以及各种自密封垫等。 垫片的正确安装，应在法兰连接结构或螺纹连接结构、静密封面 和垫片经检查无疑，其他阀件完好无损的情况下进行： (1) 装垫片前，密封面、垫片、螺纹及螺栓螺母旋转部位涂上一层 石墨粉或润滑剂，垫片、石墨应保持干净。 (2) 垫片安装在密封面上要逢中、正确，不能偏斜，不能伸入阀腔 或搁置台肩上，垫片内径应比密封面内孔打，外径应比密封面 外径稍小，这样才能保证垫片受压均匀。 (3) 安装垫片只允许装一片， 不允许在密封面间装两片或多片来消 除两密封面间的间隙不足。 (4) 椭圆多片的安装应使垫片内外圈相接触， 垫片两端面不得与槽 底相接触。 (5) O 形圈的安装，压缩量要适当，金属空心 O 形圈一般压扁度 未 10%-40% ， 橡 胶 的 压 缩 变 形 率 ， 圆 柱 面 上 的 静 密 封 取6513%-20%，平面静密封面取 15%-25%。 (6) 垫片在上盖前，阀门应处于开启的位置，以免影响安装和损坏 阀件。盖时不准用推拉的方法与垫片接触，以免垫片发生位移 和擦伤。 (7) 螺纹连接或螺栓连接的垫片，紧固时应采用对称、轮流、均匀 的方法，螺栓应扣满、齐整、无松动。 (8) 垫片上紧后，应保证连接件有预紧的间隙，以备垫片泄漏时有 预紧的余地。 六、填料更换 库存阀门，有的填料已不好使，有的与使用介质不符，这就需要 更换填料。 阀门制造厂无法考虑使用单位千门万类的不同介质， 填料函内总 是装填普通盘根，但使用时，必须让填料与介质相适应。 在更换填料时，要一圈一圈地压入。每圈接缝以 45 度为宜，圈 与圈接缝错开 120 度。填料高度要考虑压盖继续压紧的余地，现时又 要让压盖下部压填料室适当深度，此深度一般可为填料室总深度的 10-20%。 对于要求高的阀门， 接缝角度为 30 度。 圈与圈之间接缝错开 120 度。 除上述填料之外，还可根据具体情况，采用橡胶 O 形环（天然 橡胶耐 60 摄氏度以下弱碱，丁睛橡胶耐 80 摄氏度以下油品，氟橡胶 耐 150 摄氏度以下多种腐蚀介质）三件叠式聚四氟乙烯圈（耐 200 摄66氏度以下强腐蚀介质）尼龙碗状圈（耐 120 摄氏度以下氨、碱）等成 形填料。在普通石棉盘根外面，包一层聚四氟乙烯生料带，能提高密 封效果，减轻阀杆的电化学腐蚀。 在压紧填料时， 要同时转动阀杆， 以保持四周均匀， 并防止太死， 拧紧压盖要用力均匀，不可倾斜。 第三节 维护 对阀门的维护，可分两种情况；一种是保管维护，另一种是使 用维护。 （一）保管维护 保管维护的目的，是不让阀门在保管中损坏，或降低质量。而实 际上，保管不当是阀门损坏的重要原因之一。 阀门保管，应该井井有条，小阀门放在货架上，大阀门可在库房 地面上整齐排列，不能乱堆乱垛，不要让法兰连接面接触地面。这不 仅为了美观，主要是保护阀门不致碰坏。 由于保管和搬运不当，手轮打碎，阀杆碰歪，手轮与阀杆的固定 螺母松脱丢失等等，这些不必要的损失，应该避免。 对短期内暂不使用的阀门，应取出石棉填料，以免产生电化学腐 蚀，损坏阀杆。 对刚进库的阀门， 要进行检查， 如在运输过程中进了雨水或污物， 要擦试干净，再予存放。 阀门进出口要用蜡纸或塑料片封住，以防进去脏东西。67对能在大气中生锈的阀门加工面要涂防锈油，加以保护。 放置室外的阀门，必须盖上油毡或苫布之类防雨、防尘物品。存 放阀门的仓库要保持清洁干燥。 （二）使用维护 使用维护的目的，在于延长阀门寿命和保证启闭可靠。 (1) 阀杆螺纹，经常与阀杆螺母摩擦，要涂一点黄干油、二硫化 钼或石墨粉，起润滑作用。 (2) 不经常启闭的阀门，也要定期转动手轮，对阀杆螺纹添加润 滑剂，以防咬住。 (3) 室外阀门，要对阀杆加保护套，以防雨、雪、尘土锈污。 (4) 如阀门系机械待动，要按时对变速箱添加润滑油。 (5) 要经常保持阀门的清洁。 (6) 要经常检查并保持阀门另部件完整性。如手轮的固定螺母脱 落，要配齐、不能凑合使用，否则会磨园阀杆上部的四方， 逐渐失去配合可靠性，乃至不能开动。 (7) 不要依靠阀门支持其它重物，不要在阀门上站立。 (8) 阀杆，特别是螺纹部分，要经常擦拭，对已经被尘土弄脏的 润滑剂要换成新的，因为尘土中含有硬杂物，容易磨损螺纹 和阀杆表面，影响使用寿命。 第四节 操作 对于阀门，不但要会安装和维护，而且还要会操作。68一、手动阀门的开闭 手动阀门是使用最广的阀门，它的手轮或手柄，是按照普通的人 力来设计的，考虑了密封面的强度和必要的关闭力。因此不能用长杠 杆或长板手来板动。有些人习惯于使用板手，应严格注意，不要用力 过大过猛，否则容易损坏密封面，或板断手轮、手柄。 启闭阀门，用力应该平稳，不可冲击。某些冲击启闭的高压阀门 各部件已经考虑了这种冲击力与一般阀门不能等冈。 对于蒸气阀门，开启前，应预先加热，并排除凝结水，开启时， 应尽量徐缓，以免发生水击现象。 当阀门全开后，应将手轮倒转少许，使螺纹之间严紧，以免松动 损伤。 对于明杆阀门，要记住全开和全闭时的阀杆位置，避免全开时撞 击上死点。并便于检查全闭时是否正常。假如阀办脱落，或阀芯密封 之间嵌入较大杂物，全闭时的阀杆位置就要变化。 管路初用时，内部脏物较多，可将阀门微启，利用介质的高速流 动，将其冲走，然后轻轻关闭（不能快闭、猛闭，以防残留杂质夹伤 密封面） ，再次开启，如此重复多次，冲净脏物，再投入正常工作。 常开阀门，密封面上可能粘有脏物，关闭时也要用上述方法将其 冲刷干净，然后正式关严。 如手轮、手柄损坏或丢失，应立即配齐，不可用活络板手代替， 以免损坏阀杆四方，启闭不灵，以致在生产中发生事故。 某些介质，在阀门关闭后冷却，使阀件收缩，操作人员就应于适69当时间再关闭一次， 让密封面不留细缝， 否则， 介质从细缝高速流过， 很容易冲蚀密封面。 操作时，如发现操作过于费劲，应分析原因。若填料太紧，可适 当放松，如阀杆歪斜，应通知人员修理。有的阀门，在关闭状态时， 关闭件受热膨胀，造成开启困难；如必须在此时开启，可将阀盖螺纹 拧松半圈至一圈，消除阀杆应力，然后板动手轮。 二、注意事项 1、 200℃以上的高温阀门， 由于安装时处于常温， 而正常使用后， 温度升高，螺栓受热膨胀，间隙加大，容易使阀门密封不严。这时必 须再次拧紧，叫做“热紧” ，操作人员要注意这一工作，否则容易发 生泄露。在热紧时，不宜在阀门的全关位置上进行，以免阀杆顶死， 以后开启困难。 2、天气寒冷时，水阀长期闭停，应将阀后积水排除。汽阀停汽 后，也要排除凝结水。阀底有如丝堵，可将它打开排水。 3、非金属阀门，有的硬脆，有的强度较低，操作时，开闭力不 能太大，尤其不能使猛劲。还要注意辟免物件磕碰。 4、新阀门使用时，填