調節閥技術問答

2018-07-17 00:17:52 admin 80

1、 控制閥的流通能力是指什么?流量系數的定義?

答:控制閥的流通能力是指在規定條件下通過一個閥門的流量。

具體衡量控制閥流通能力的指標是流量系數C表示。

 

目前常用的流量系數有兩類,一是以美國(ISA)為代表的以英制單位定義的流量系數Cv,二是以德國(IEC)為代表的以公制單位定義的流量系數Kv,兩者的換算關系為Cv≈1.167Kv。

流量系數Cv值定義:在每平方英寸1磅(psi)的壓力降下,每分鐘流過閥門的 60 ℉ 水的美國加侖數。

流量系數Kv值定義:在100KPa壓差下,1小時流過閥們的(5-40℃)度的水的立方米數。

 

2、 什么是不銹鋼?不銹鋼是否都不導磁?

答:不銹鋼是指含鉻大于10.5%的鐵合金。

只有含鎳不銹鋼才不導磁,其它不含鎳的不銹鋼可以導磁,如1Gr13等馬氏體不銹鋼。

 

3、 一臺氣開式單座調節閥工藝反映內漏較大,請分析可能的原因?

答:主要原因分析:

 閥芯、閥座磨損或有異物卡;

彈簧預緊力不夠;

閥芯未正確安裝,全關時未到位(閥桿短);

定位器故障,全關時輸出風壓偏大;

工藝介質壓力是否超設計值。

 

4、 國標中有關氣動調節閥的性能指標有哪些?

答:國標中有關調節閥的性能指標有:基本誤差、回差、死區、始終點偏差、額定行程偏差、泄漏量、密封性、耐壓強度、外觀、額定流量系數、固有流量特性、耐振動性能、動作壽命。共13項,前9項為出廠校驗項。

 

5、 為什么有些氣動控制閥需要配置空氣儲罐?

答:有二種情況氣動控制閥需要配置相應的空氣儲罐

事故狀態下(斷氣)需要閥門能繼控制的,按閥門需要的控制時間配置相應的空氣儲罐。

采用氣動雙作用執行機構的控制閥在現事故狀態下(斷氣)需控制在安全位置(開或關),也需配置相應的空氣儲罐。

二者的氣路配置不同。

 

6、 簡述偏心旋轉閥的特點?

答:流體阻力小,流量系數較大,密封好,可調范圍大,適用于大壓差、嚴密封的場合,尤其適用于高粘度及有固體顆粒介質的場合。可取代大部分的直通單、雙座閥門。

 

7、 什么是調節閥的流量特性?閥門的流量特性與什么有關?

答:調節閥的流量特性是指介質流過閥門的相對流量與相對位移(閥門的相對開度)間的關系。

不考慮閥前后壓差的變化,閥門的流量特性純粹由閥門的結構(閥芯的大小和幾何形狀)決定。

 

8、 一般氣動直執行機構有哪幾類?

答:一般分為4類,氣動薄膜執行機構;氣動活塞執行機構,氣動長行程執行機構,滾動膜片執行機構。

 

9、 什么是調節閥的阻塞流?

答:阻塞流是指不可壓縮流體或可壓縮流體在流經調節閥時所達到的最大極限流量。在固定入口壓力的情況下,閥后壓力下降到一定程度后,流量會增加大一個最大極限值,再減小閥后壓力,流量也不在增加,對于可壓縮流體(氣體),該極限流量與臨界壓差比有關;對于不可壓縮流體(液體),該極限流量與介質的飽和蒸汽壓有關。

 

10、 簡述造成控制閥死區的主要原因?

答:摩擦力,控制閥的動摩擦力和靜摩擦力是造成控制閥時滯(死區)的主要原因,填料的摩擦力或活塞氣缸的摩擦力。

    間隙,特別是齒輪齒條執行機構中的齒隙。

定位器,反饋桿的檢測死區和放大器的增益不夠。

供氣壓力和流量,供氣壓力和流量的不足會使執行機構的輸出不足,閥桿移動速度變慢,造成死區。

 

11、 伸長型閥蓋用于什么場合?

答:伸長型閥蓋用于高溫或低溫工況以保護閥桿填料免受極端溫度的影響。

一般標準的聚四氟填料(PTFE最高可用于232℃的應用場合。

在較低的溫度下,閥桿上形成的霜凍晶體能夠切割聚四氟乙烯調料上的開槽,沿著閥桿方向形成泄露。而伸長型閥蓋中的填料函上移至離最低過程溫度足夠遠的地方,這樣填料就可以正常工作了。

 

12、 調節閥的閥芯導向形式有哪些?

答:閥籠導向,閥芯在整個行程內與閥籠的內壁表面相接觸,實現自對中。

頂底導向:閥芯通過閥蓋和底法蘭里的軸套進行導向對中。

頂導向(閥桿導向):閥芯通過閥蓋或閥體內的軸套、或者填料結構來導向來對中。

閥座導向:閥芯通過閥座來對中。

 

13、 碳鋼和不銹鋼閥門的使用溫度極限?

答:碳鋼(WCB)閥門的使用極限溫度是-5℃---427℃,低溫碳鋼可用于-45℃---427℃。

不銹鋼(304、316)閥門的使用極限溫度是-198℃---816℃。

 

14、 閥門的壓力等級表示方法?

答:目前有二種系統來表示閥門的壓力-溫度值。一種是美國為代表的等級代號系統(ANSI),數字表示以“磅/平方英寸”為單位的材料限制溫度下的工作壓力。

還有一種是以歐洲為代表的公稱壓力(PN)系統,數字表示以“巴”為單位的常溫下的工作壓力。

ISO中這二種體系間的對應關系如下:

ANSI 150----PN 20      ANSI 300----PN 50      ANSI 600----PN 110

ANSI 900----PN 150     ANSI 1500---PN 260     ANSI 2500---PN 420

 

15、 帶手輪調節閥手輪的使用注意事項?

答:帶“手自動”開關或標志的閥門,手輪使用過后該位置要對準“自動”位置,然后把手輪限位,防止手輪誤動作。

  操作帶雙作用氣缸執行機構的閥門時首先要把上下氣缸的平衡閥打開,否則會損壞手輪機構。

  操作手輪是必須明確手輪轉動方向與閥門開關位置的關系(一般順時針操作關閥,逆時針開閥)。

  手輪機構是一種安全輔助裝置,一般不常使用,所以需定時維護,加注潤滑油脂。

 

16、 調節閥縮徑的一般原則?

答:1英寸及1英寸以上的管道,閥體不得小于1英寸;1英寸以下管道,閥體與管道同徑;為使管道應力最小化,閥體尺寸不等小于上游管線尺寸(英寸值)的二分之一。

 

17、 設計選型時閥門的動作時間如何確認?

答:一般無特殊要求的話,對于調節閥的全行程時間不超過閥體尺寸(英寸值)的3倍,對于開關閥不小于閥體尺寸(英寸值)。但任何閥門的全行程時間不能超過30秒。

 

18、 對于機組防喘振調節閥有何特殊要求?

答:開關速度要求,信號變為4mA或電磁閥失電時,閥門打開時間(全關至全開)不應超過2秒;信號變為20mA時,閥門關閉時間(全開至全關)不應超過5秒。                                          精度要求,閥門應能體現較小信號變化(0.1mA),并在較大信號(4mA)變化時超調量不超過10%行程。而且閥門在整個信號范圍(4-20mA)全行程內沒有振蕩或喪失穩定性。

 

19、 調節閥設計選型時對閥門出口流速的要求?

答:對于氣體,出口流速限制為0.33馬赫(約100米/秒)。

對于液體,出口流速限制為10米/秒。

對于不同的閥體材質,該出口流速限制也有區別。

 

20、 調節閥設計選型時對閥門出開度的要求?

答:對于線性調節閥,開度范圍為10%-90%。

對于等百分比閥門,開度范圍應稍小15%-85%。

對于調節蝶閥,其最大開度不能超過60°角(68%)。

 

21、 調節閥設計選型時對閥門流通能力的確認原則?

答:對于線性調節閥,閥門的額定Cv應按正常流量Cv值的1.5倍或最大流量Cv值的1.1倍,二者取大值。

對于等百分比調節閥,閥門的額定Cv應按正常流量Cv值的2倍或最大流量Cv值的1.3倍,二者取大值。

 

22、 什么是閥門定位器的正反作用?

答:定位器的正反作用是按定位器的輸出和輸入信號的增益符號來分的,輸入信號增加,輸出也增加,其增益為正,該定位器就是正作用定位器。反之為反作用定位器。

  考慮定位器失信號下的輸出,目前調節閥配置的定位器都是正作用。

 

23、 什么是調節閥的可調比?一般調節閥的理想可調比是多少?

答:調節閥的可調比(R)就是指調節閥能控制的最大流量與最小流量之比。也稱為可調范圍。

  理想可調比只與閥門的結構設計及加工有關,一般國產調節閥的理想可調比為30;進口調節閥基本為50。但旋轉類調節閥為200左右,最大能達到300。

 

24、 調節閥能控制的最小流量與調節閥泄露量的關系如何?

答:最小流量Qmin是指可調流量的下限值,一般為最大可調流量Qmax的2-4%左右。而泄漏量是指閥門全關時泄露的量,一般為最大流量的0.1-0.01%。

 

25、 調節閥噪音的類型主要有哪些?

答:噪音的類型主要有三種

機械噪音,主要來自于閥芯、閥座、閥籠及一些可活動零部件。這種振動的頻率一般小于1500Hz,如果該頻率與設備的固有頻率相近時,會產生共振。

液體動力噪音,是由于液體通過調節閥的節流孔產生,特別是高壓差情況下液體有空化現象存在時噪音極大,這種噪音頻率有時在1000Hz,會對閥內件造成極大破壞。

氣體動力噪音,可壓縮流體經過調節閥時,在節流截面最小處可能達到或超過音速,這就形成沖擊波、噴射流、漩渦流等各種凌亂的流體,同時產生氣體動力噪音,沿著下游管道傳送到各處,嚴重時因振動過大而破壞管道系統。

工業上遇到調節閥噪音問題,多數是氣體動力噪音,解決的主要方法是限制閥體內部的流體流速。一般閥體流體速度限制為:液體 10 m/s,氣體200m/s,飽和蒸汽50-80m/s,過熱蒸汽80-120m/s。

 

26、 調節閥安裝的一般要求有哪些?

答:安全性原則,有合適的管道放空閥或排放閥;管線必須吹掃干凈;安裝過程確保閥門無泄漏(管道法蘭和閥門填料、上蓋)。

   確保使用性原則,入口關到為直管段,且最好保證入口直管段長度有10-20倍管道直徑,閥后有3-5倍管道直徑。

   使用方便原則,上下保留足夠的維修空間;手輪、定位器和附件的位置便于操作調試。旋轉式閥門安裝時,閥桿水平安裝時最理想的(防止管道低處的雜質進入軸套)。

 

27、 調節閥執行機構的主要故障有哪些?

答:膜片的老化、破裂,氣缸活塞環的磨損、損壞。

推桿的彎曲、變形。

彈簧的斷裂。

氣路管線的泄露。

 

28、 調節閥的上蓋有哪幾種形式?

答:普通型,適用于常溫場合,工作溫度為-20 — 200℃。

散(吸)熱型,適用于高溫或低溫場合,工作溫度為-60 — 550℃。

長頸型,適用于深冷場合,工作溫度為-60 — -250℃。

波紋管密封型,適用于有毒、易揮發或貴重介質。

 

29、 常用高鎳合金的使用場合?

答:蒙乃爾合金(monel),銅鎳合金,耐堿和非氧化性酸,適用于氫氟酸。

哈氏B(hastelloy-B),鎳鉬合金,耐堿和非氧化性酸,適用于鹽酸、硫酸和硝酸。

哈氏C(hastelloy-C),鎳鉬鉻合金,性能優于哈氏B,適用于低濃度、常溫下的鹽酸和硝酸水溶液。

因可奈爾(inconel),鎳基高溫鉬鉻合金,在低溫到高溫(1100℃)范圍內具有較高的強度和韌性,并有一定的抗腐蝕性。

 

30、 活塞式執行機構與彈簧薄膜式執行機構主要特點?

答:薄膜式執行機構結構簡單,動作可靠,價格較低。

活塞式執行機構具有推力大,全行程響應速度快的特點。

但對于小信號的響應,薄膜式比活塞式執行機構更快。而活塞式氣缸中較高的摩擦力使得它們比薄膜式執行機構對于小信號的響應速度更慢。

 

31、 實際生產中,工藝負荷的變化,會對原設計的控制閥的使用造成什么影響?

答:控制閥的尺寸是按工藝負荷、系統壓差、配管情況、流體性質等設計的。

如果工藝負荷增加,會使控制閥經常工作在大開度,從而降低控制效果。當全開控制閥仍不能滿足生產負荷時,通過開啟旁路閥門來滿足,會造成調節閥的流量特性畸變,可調范圍大大降低。

當工藝負荷減少,會使調節閥經常工作在小開度,控制顯得過于靈敏。而且小開度工作會造成控制閥的振動,產生噪音,嚴重時會損壞調節閥。此時如果通過關小與控制閥串聯的截止閥來控制調節閥的開度,會使調節閥的特性發生嚴重畸變,甚至接近快開特性,嚴重時會造成調節閥失去控制作用。

 

32、 調節閥的流開、流閉指的是什么?

答:調節閥的流開、流閉是相對于工藝介質的流向而言,在節流口,介質的流向向著閥門打開的方向(介質流向與閥開的方向相同),就叫流開。反之介質流向與閥門關閉方向相同為流閉。

一般來說,流開型閥門工作較穩定,但“自潔”性能和密閉性能稍差,閥內件的壽命較長。流閉型閥門的壽命較長,但“自潔”性能和密閉性能好。

 

33、 什么是S值?S值與調節閥的使用關系?

答:S值是調節閥全開時閥門二端的壓降與系統總壓降的比值,也稱閥阻比。S值越小,調節閥的實際可調比也越小,如S值小于0.15,一般調節閥已不能起到調節作用,需選用新型的低S值閥門。

 

34、 什么是調節閥的FL值?

答:FL值是調節閥的壓力恢復系數,表示調節閥內流體流經節流口后動能變化為靜壓的恢復能力。FL值越小,壓力恢復越大。FL值的大小取決于閥體內部幾何形狀,一般在0.5-0.98之間。

    蝶閥、球閥、文丘里角閥等流道簡單的閥門都是高恢復閥;而單座、籠閥、偏芯旋轉閥等流道較復雜的閥門都是低恢復閥。

 

35、 自力式調節閥的特點和分類?

答:自力式調節閥又稱為直接作用調節閥,它利用工藝介質本身的能量帶動其動作,把測量、調節、執行三種功能集于一體。

    按其用途分,可分為壓力調節閥、差壓調節閥、溫度調節閥、流量調節閥。

 

36、 產生沖蝕的原因是什么?其防范措施如何?

答:沖蝕主要出現在高壓差、帶固體顆粒的場合。在這些場合工作的閥門節流口出介質的流速極高,具有很大的動能,可以將閥芯、閥座表面沖出流線型的細槽,從而破壞密封面,造成閥門內漏或報廢。在加氫、催化裝置該問題尤為突出。

    防范措施,從閥體結構上選擇流體流向改變盡可能小的閥型,可選擇高壓角閥或角行程閥門(偏芯、V球、蝶閥)。設計選型時保證最大流量的情況下,盡可能提高開度,其正常開度可放到80%。閥內件采用高硬度耐磨材料,必要時在閥體內表面堆焊硬質合金。如有氣蝕現象存在可選擇多級降壓閥。

 

37、 現場自力式節閥為什么經常需要調整設定壓力?

答:因為自力式壓力調節閥的壓力控制與工藝介質的流量有關,隨介質流量的不同,相應的設定壓力點也會同時變化。所以當工藝介質流量變化較大時,就需要重新設定。而且一般直接控制式自力閥的控制精度為15-30%,帶指揮器的自力式調節閥的控制精度能達到3-10%。

 

38、 按鋼中添加合金元素的不同,鋼可分為哪幾類?

答:分為三大類

    碳鋼,其它合金元素只有C,Si,Mn,P,S五種,其按照P,S雜質含量高低,又分為普碳鋼(P,S 一般≤0.040%),和優碳鋼(P,S一般≤0.03%)。碳鋼的強度和硬度一般,抗腐蝕能力差。

合金鋼,除碳鋼中已有的5中元素外,還添加了10%以下的Cr、Mo、V元素與碳鋼相比,合金鋼增加了強度,耐溫性能也大大增加。

    不銹鋼,在碳鋼的基礎上,增加了高比例的Gr、Ni等合金。不銹鋼的強度和韌性是各種鋼中最好的,而且抗腐性較強。

 

39、 工藝管道的管徑與管子壁厚的表示方法?

答:由于各國使用習慣的問題,管道的管徑目前主要有2種系列,一種公制系列(B系列),一種稱為英制系列(A系列)。對于相同公稱通徑的管子,一般公制系列的管子外徑稍小。

而管子的壁厚目前有三種表示方法。

以鋼管的實際壁厚尺寸表示,ISO、中國、日本部分采用。如φ104*7.5。

以管子表號“Sch”表示壁厚,管子表號是管子設計壓力與設計溫度下材料許用應力的比值乘以1000,并經圓整后的數值。

ANSI B36.10(美國商業鋼管)壁厚等級:Sch10、Sch20、Sch30、Sch40、Sch60、Sch80、Sch100、Sch120、Sch140、Sch160十個等級。

ANSI B36.19(不銹鋼管)壁厚等級:Sch5s、Sch10s、Sch40s、Sch80s四個等級。

以管子重量表示管壁厚度,它將管子壁厚分為三種,標準重量管,以STD表示;加厚管,以XS表示;特厚管,以XXS表示

 

40、 法蘭的密封面形式有哪些?

答:主要有以下幾類,

  RF 普通凸面密封

  M  凸面密封配對

  FM 凹面密封

T  榫面密封配對使用

TG 榫面密封

RJ 環連接密封

FF 平面密封

 

41、 如何標注英寸制統一螺紋?

答:英寸制統一螺紋,在英寸制國家廣泛采用,該類螺紋分三個系列:粗牙系列UNC,細牙系列UNF,特細牙系列UNFF。

標注方法:螺紋直徑—每英寸牙數  系列代號—精度等級

示例:粗牙系列  3/8—16 UNC—2A

      細牙系列  3/8—24 UNF—2A

      特細牙系列  3/8—32 UNFF—2A

第一位數字3/8表示螺紋外徑,單位為英寸,轉換為米制單位mm要乘以25.4,即3/8×25.4=9.525mm;第二、三位數字16、24、32、20為每英寸牙數(在25.4mm長度上的牙數);第三位以后的文字代號UNC、UNF、UNFF為系列代號,最后兩位2A為精度等級。

 

42、 我們常用的圓錐管螺紋有哪2類?常用代號有哪些?

答:一類是55°圓錐管螺紋,是指螺紋的牙型角為55°、螺紋具有1:16的錐度。它的代號,各國規定不同,詳細代號見下表。

國別

中國

英國

法國

德國

日本

ISO

代號

ZG

R(外螺紋)

BSPT

R(外螺紋)

Rc(內螺紋)

G(外螺紋)

R(外螺紋)

R

(外螺紋)

PT

R

R(外螺紋)

Rc(內螺紋)

 

  另一類60°圓錐管螺紋是指牙型角為60°、螺紋錐度為1:16的管螺紋,此系列螺紋在我國機床行業和美國、前蘇聯應用。它的代號,我國過去規定為K,后來規定為Z,現在改為NPT。螺紋代號對照表見下表。

國別

中國

美國

代號

Z(舊)  NPT(新)

NPT

 

 

43、 我們常用的金屬纏繞墊片的分類和標識?

答:金屬纏繞墊片按形式可分為基本型、帶內環型、帶外環型、帶內外環型四種。

SH3407規定的標識如下例所示。

 D2226  

表示內環材質為304不銹鋼、外環材質為碳鋼、金屬帶材質為304不銹鋼,非金屬帶材質為柔性石墨的帶內外金屬環纏繞墊片。

第一位是墊片形式代號,后幾位分別表示內環、金屬帶、非金屬帶、外環材料(如無相應內容可省略,所以基本型纏繞墊只有3位代號,帶內外環的有5位代號,帶內環及帶外環的有4位代號)。

墊片形式代號

墊片形式

基本型

帶內環

帶外環

帶內外環

代號

A

B

C

D

墊片材質代號

內環、外環、金屬帶材料

非金屬帶材料

材料

代號

材料

代號

0Gr13

1

特制石棉帶

1

0Gr18Ni9,1Gr18Ni9Ti

2

柔性石墨帶

2

0Gr17Ni12Mo2

3

聚四氟乙烯帶

3

00Gr19Ni10,00Gr17Ni14Mo2

4

0Gr25Ni20

5

Q235A

6

 

44、 彈簧薄膜式氣動調節閥的膜頭風壓是否與彈簧壓力范圍一一對應?

答:不一定,

只有調節閥在空載時閥門的膜頭風壓才與彈簧范圍基本對應,如氣開式調節閥的彈簧壓力范圍為0.08-0.20MPa,閥門在全關位置時風壓為0.8MPa,在50%位置是風壓為0.14MPa,全開時風壓為0.20MPa。

而當調節閥工作時,由于不平衡力的存在,閥門的開度是不會與彈簧壓力范圍對應的。對氣開式閥門,當閥門為流閉型時,膜頭風壓會大于相應的彈簧壓力,

當閥門為流開型,其膜頭風壓會小于相應的彈簧壓力。

 

 

45、 我公司目前使用的進口調節閥有哪些廠家和型號?

答:進口調節閥使用較多的廠家和型號有,

FISHER的HP系例高壓調節閥(HPS,HPT,HPD,HPAT

E系列調節閥(ET、ED、EWT、EZ、EHD)

8560、A31,A41高性能蝶閥

V500偏芯閥

V150、V300調節“V”球

GX系列多彈簧執行機構調節閥

24000小流量閥

YD、YS系列三通調節閥

MASONEILAN的21000系列單座調節閥

41000系列籠式調節閥

35000系列偏芯調節閥

28000系列微小流量閥

78000系列多級降壓閥

SAMSON的241系列單座調節閥

251系列高壓單座閥

253系列三通調節閥

 

46、 球閥按閥球的支撐方式可分為哪二類?各有什么特點?

答:可分為浮動球、固定球二種類型。

浮動球,閥球靠進、出口閥座支撐,閥桿與閥球為活動連接,這種球閥結構簡單,制造方便,但其密封性能與介質壓力有關,而且只能做到單向密封(出口閥座密封)。

固定球,閥球與上下閥桿做成一體或制成整體連軸式球。工作時介質壓力作用在閥球上的力全部傳遞給軸承。這種球閥的轉動力矩較小,閥座變形小,密封性能穩定,使用壽命長,適用于高壓、大口徑場合,可實現雙向密封。

 

47、 調節閥附件中常用的氣控閥有哪幾類?

答:一般分為4大類,

氣源調整組件,主要用于氣源的處理,包括減壓閥、過濾器、油霧器。

壓力控制閥,主要是用于空氣儲罐上超壓泄放,既安全泄放閥。

流量控制閥,主要用來控制管線中的空氣流量,包括增壓繼動器、速度控制閥等。

方向控制閥,用來控制空氣的流向,包括快排閥、止回閥、換向閥等。

 

48、 我國合金鋼牌號的表示方法?與不銹鋼的表示方法有何不同?

答:合金鋼的表示方法,

鋼號的前2位數表示鋼的碳含量,以平均碳含量的萬分之幾表示。

鋼中合金元素,除個別微合金元素外,一般以百分之幾表示。當平均合金含量小于1.5%時,鋼號中一般只標出元素符號,當大于等于1.5%、2.5%、3.5%…時,在元素符號后面相應標識為2、3、4…。

鋼中的釩V、鈦Ti、鋁Al、硼B、稀土Re等合金元素,雖然在合金中含量較低,但應在鋼號中標出

高級優質鋼在鋼號的最后加“A”,以區別與一般優質鋼。

特殊用途的合金鋼冠以(或后綴)該鋼種特殊用途的符號。

12GrMoV  表示含碳0.12%,含鉻0.4-0.6%,含鉬0.6-0.9%,含釩0.15-0.25%的合金鋼。

12Gr1MoV除鉻含量為0.9-1.2%外,其它元素含量同12GrMoV。

 

而不銹鋼的鋼號表示與合金鋼的區別僅在于碳含量的標識,不銹鋼鋼號的碳含量是以千分之幾表示的,若碳含量小于等于0.03%或0.08%時,在不銹鋼鋼號分別冠以“00”、“0”表示。

00Gr17Ni14Mo2表示含碳量0.03%以下,含鉻16-18%,含鎳13-15%,含鉬2-3%的不銹鋼。

 

49、 管用螺紋的標注尺寸代號是否是指螺紋的大徑?

答:不是,

管用螺紋的尺寸是用來表示管子的公稱直徑,其尺寸代號(螺紋的標示尺寸)小于管子的外徑(螺紋的大徑)。

1英寸(25.42毫米)的圓柱管螺紋的大徑為33.25毫米,基本等于1英寸管子的外徑33.4毫米。

只有普通螺紋的公稱直徑才基本等于該螺紋的大徑。

 

50、 控制閥的主要維護方法有哪些?

答:主要有三類,

被動型維護,閥門故障后進行維修或更換,相當于日常故障維修。

預防性維護,根據歷史經驗,按時間表采取維修,力求法制故障的發生。相當于我們的大檢修。

預測性維護,次用智能定位器采集數據,經專業軟件測試和評估后進行有目的的維修。這是今后閥門檢修的方向。

 

 

在工業自動化儀表中,調節閥算是笨重的了,加之結構簡單,往往不被人們重視。但是,它在工藝管道上,工作條件復雜,一旦出現問題,大家又忙手忙腳。因其笨重,問題難找準,常常費力不討好,還涉及系統投運、系統完全、調節品質、環境污染等。下面所介紹的60種常見故障的處理方法,絕大多數來自作者的工作實踐,可供調節閥出現故障分析、處理時參考,這對現場維修人員、技術人員是有一定幫助的。

4.1 提高壽命的方法(8種方法)
  1) 大開度工作延長壽命法
  讓調節閥一開始就盡量在最大開度上工作,如90%。這樣,汽蝕、沖蝕等破壞發生在閥芯頭部上。隨著閥芯破壞,流量增加,相應閥再關一點,這樣不斷破壞,逐步關閉,使整個閥芯全部充分利用,直到閥芯根部及密封面破壞,不能使用為止。同時,大開度工作節流間隙大,沖蝕減弱,這比一開始就讓閥在中間開度和小開度上工作提高壽命1~5倍以上。如某化工廠采用此法,閥的使用壽命提高了2倍。
 2)減小S增大工作開度提高壽命法
  減小S,即增大系統除調節閥外的損失,使分配到閥上的壓降降低,為保證流量通過調節閥,必然增大調節閥開度,同時,閥上壓降減小,使氣蝕、沖蝕也減弱。具體辦法有:閥后設孔板節流消耗壓降;關閉管路上串聯的手動閥,至調節閥獲得較理想的工作開度為止。對一開始閥選大處于小開度工作時,采用此法十分簡單、方便、有效。
  3)縮小口徑增大工作開度提高壽命法
  通過把閥的口徑減小來增大工作開度,具體辦法有:①換一臺小一檔口徑的閥,如DN32換成DN25;②閥體不變更,更換小閥座直徑的閥芯閥座。如某化工廠大修時將節流件dgl0更換為dg8,壽命提高了1倍。
  4)轉移破壞位置提高壽命法
  把破壞嚴重的地方轉移到次要位置,以保護閥芯閥座的密封面和節流面。
  5)增長節流通道提高壽命法
  增長節流通道最簡單的就是加厚閥座,使閥座孔增長,形成更長的節流通道。一方面可使流閉型節流后的突然擴大延后,起轉移破壞位置,使之遠離密封面的作用;另一方面,又增加了節流阻力,減小了壓力的恢復程度,使汽蝕減弱。有的把閥座孔內設計成臺階式、波浪式,就是為了增加阻力,削弱汽蝕。這種方法在引進裝置中的高壓閥上和將老的閥加以改進時經常使用,也十分有效。
  6)改變流向提高壽命法
  流開型向著開方向流,汽蝕、沖蝕主要作用在密封面上,使閥芯根部和閥芯閥座密封面很快遭受破壞;流閉型向著閉方向流,汽蝕、沖蝕作用在節流之后,閥座密封面以下,保護了密封面和閥芯根部,延長了壽命。故作流開型使用的閥,當延長壽命的問題較為突出時,只需改變流向即可延長壽命1~2倍。
  7)改用特殊材料提高壽命法
  為抗汽蝕(破壞形狀如蜂窩狀小點)和沖刷(流線型的小溝),可改用耐汽蝕和沖刷的特殊材料來制造節流件。這種特殊材料有6YC-1、A4鋼、司太萊、硬質合金等。為抗腐蝕,可改用更耐腐蝕,并有一定機械性能、物理性能的材料。這種材料分為非金屬材料(如橡膠、四氟、陶瓷等)和金屬材料(如蒙乃爾、哈氏合金等)兩類。
  8)改變閥結構提高壽命法
  采取改變閥結構或選用具有更長壽命的閥的辦法來達到提高壽命的目的,如選用多級式閥,反汽蝕閥、耐腐蝕閥等。

4.2 調節閥經常卡住或堵塞的防堵(卡)方法(6種方法)
  1)清洗法
  管路中的焊渣、鐵銹、渣子等在節流口、導向部位、下閥蓋平衡孔內造成堵塞或卡住使閥芯曲面、導向面產生拉傷和劃痕、密封面上產生壓痕等。這經常發生于新投運系統和大修后投運初期。這是最常見的故障。遇此情況,必須卸開進行清洗,除掉渣物,如密封面受到損傷還應研磨;同時將底塞打開,以沖掉從平衡孔掉入下閥蓋內的渣物,并對管路進行沖洗。投運前,讓調節閥全開,介質流動一段時間后再納入正常運行。
  2)外接沖刷法
  對一些易沉淀、含有固體顆粒的介質采用普通閥調節時,經常在節流口、導向處堵塞,可在下閥蓋底塞處外接沖刷氣體和蒸汽。當閥產生堵塞或卡住時,打開外接的氣體或蒸氣閥門,即可在不動調節閥的情況下完成沖洗工作,使閥正常運行。
  3)安裝管道過濾器法
  對小口徑的調節閥,尤其是超小流量調節閥,其節流間隙特小,介質中不能有一點點渣物。遇此情況堵塞,最好在閥前管道上安裝一個過濾器,以保證介質順利通過。帶定位器使用的調節閥,定位器工作不正常,其氣路節流口堵塞是最常見的故障。因此,帶定位器工作時,必須處理好氣源,通常采用的辦法是在定位器前氣源管線上安裝空氣過濾減壓閥
  4)增大節流間隙法
  如介質中的固體顆粒或管道中被沖刷掉的焊渣和銹物等因過不了節流口造成堵塞、卡住等故障,可改用節流間隙大的節流件—節流面積為開窗、開口類的閥芯、套筒,因其節流面積集中而不是圓周分布的,故障就能很容易地被排除。如果是單、雙座閥就可將柱塞形閥芯改為“V”形口的閥芯,或改成套筒閥等。例如某化工廠有一臺雙座閥經常卡住,推薦改用套筒閥后,問題馬上得到解決。
  5)介質沖刷法
  利用介質自身的沖刷能量,沖刷和帶走易沉淀、易堵塞的東西,從而提高閥的防堵功能。常見的方法有:①改作流閉型使用;②采用流線型閥體;③將節流口置于沖刷最厲害處,采用此法要注意提高節流件材料的耐沖蝕能力。
  6)直通改為角形法
  直通為倒S流動,流路復雜,上、下容腔死區多,為介質的沉淀提供了地方。角形連接,介質猶如流過90℃彎頭,沖刷性能好,死區小,易設計成流線形。因此,使用直通的調節閥產生輕微堵塞時可改成角形閥使用。

4.4 調節閥外泄的解決方法(6種方法)
  1)增加密封油脂法
  對未使用密封油脂的閥,可考慮增加密封油脂來提高閥桿密封性能。
  2)增加填料法
  為提高填料對閥桿的密封性能,可采用增加填料的方法。通常是采用雙層、多層混合填料形式,單純增加數量,如將3片增到5片,效果并不明顯。
  3)更換石墨填料法
  大量使用的四氟填料,因其工作溫度在-20~+200℃范圍內,當溫度在上、下限,變化較大時,其密封性便明顯下降,老化快,壽命短。柔性石墨填料可克服這些缺點且使用壽命長。因而有的工廠全部將四氟填料改為石墨填料,甚至新購回的調節閥也將其中的四氟填料換成石墨填料后使用。但使用石墨填料的回差大,初時有的還產生爬行現象,對此必須有所考慮。
  4)改變流向,置P2在閥桿端法
  當△P較大,P1又較大時,密封P1顯然比密封P2困難。因此,可采取改變流向的方法,將P1在閥桿端改為P2在閥桿端,這對壓力高、壓差大的閥是較有效的。如波紋管閥就通常應考慮密封P2。
  5)采用透鏡墊密封法
  對于上、下蓋的密封,閥座與上、下閥體的密封。若為平面密封,在高溫高壓下,密封性差,引起外泄,可以改用透鏡墊密封,能得到滿意的效果。
  6)更換密封墊片
  至今,大部分密封墊片仍采用石棉板,在高溫下,密封性能較差,壽命也短,引起外泄。遇到這種情況,可改用纏繞墊片,“O”形環等,現在許多廠已采用。

4.5 調節閥振動的解決方法(8種方法)
  1)增加剛度法
  對振蕩和輕微振動,可增大剛度來消除或減弱,如選用大剛度的彈簧,改用活塞執行機構等辦法都是可行的。
  2)增加阻尼法
  增加阻尼即增加對振動的摩擦,如套筒閥的閥塞可采用“O”形圈密封,采用具有較大摩擦力的石墨填料等,這對消 除或減弱輕微的振動還是有一定作用的。
  3)增大導向尺寸,減小配合間隙法
  軸塞形閥一般導向尺寸都較小,所有閥配合間隙一般都較大,有0.4~lmm,這對產生機械振動是有幫助。因此,在發生輕微的機械振動時,可通過增大導向尺寸,減小配合間隙來削弱振動。
  4)改變節流件形狀,消除共振法
  因調節閥的所謂振源發生在高速流動、壓力急劇變化的節流口,改變節流件的形狀即可改變振源頻率,在共振不強烈時比較容易解決。具體辦法是將在振動開度范圍內閥芯曲面車削0.5~1.0mm。如某廠家屬區附近安裝了一臺自力式壓力調節閥,因共振產生嘯叫影響職工休息,我們將閥芯曲面車掉0.5mm后,共振嘯叫聲消失。

5)更換節流件消除共振法
  原理同4.5中的4),只不過是更換節流件。其方法有:①更換流量特性,對數改線性,線性改對數;②更換閥芯形式。如將軸塞形改為“V”形槽閥芯,將雙座閥軸塞型改成套筒型;將開窗口的套筒改為打小孔的套筒等。如某氮肥廠一臺DN25雙座閥,閥桿與閥芯連接處經常振斷,我們確認為共振后,將直線特性閥芯改為對數性閥芯,問題得到解決。又如某航空學院實驗室用一臺DN200套筒閥,閥塞產生強烈旋轉無法投用,將開窗口的套筒改為打小孔的套筒后,旋轉立即消失。
  6)更換調節閥類型以消除共振 .
  不同結構形式的調節閥,其固有頻率自然不同,更換調節閥類型是從根本上消除共振的最有效的方法。一臺閥在使用中共振十分厲害———強烈地振動(嚴重時可將閥破壞),強烈地旋轉(甚至閥桿被振斷、扭斷),而且產生強烈的噪音(高達100多分貝)的閥,只要把它更換成一臺結構差異較大的閥,立刻見效,強烈共振奇跡般地消失。如某維尼綸廠新擴建工程選用一臺DN200套筒閥,上述三種現象都存在,DN300的管道隨之跳動,閥塞旋轉,噪音100多分貝,共振開度20~70%,考慮共振開度大,改用一臺雙座閥后,共振消失,投運正常。
  7)減小汽蝕振動法
  對因空化汽泡破裂而產生的汽蝕振動,自然應在減小空化上想辦法。①讓氣泡破裂產生的沖擊能量不作用在固體表面上,特別是閥芯上,而是讓液體吸收。套筒閥就具有這個特點,因此可以將軸塞型閥芯改成套筒型。②采取減小空化的一切辦法,如增加節流阻力,增大縮流口壓力,分級或串聯減壓等。
  8)避開振源波擊法
  外來振源波擊引起閥振動,這顯然是調節閥正常工作時所應避開的,如果產生這種振動,應當采取相應的措施

4.6 調節閥噪音大的解決方法(8種方法)
  1)消除共振噪音法
  只有調節閥共振時,才有能量疊加而產生100多分貝的強烈噪音。有的表現為振動強烈,噪音不大,有的振動弱,而噪音卻非常大;有的振動和噪音都較大。這種噪音產生一種單音調的聲音,其頻率一般為3000~7000赫茲。顯然,消除共振,噪音自然隨之消失。方法和例子見以上4.5中的4)、5)、6)。
  2)消除汽蝕噪音法
  汽蝕是主要的流體動力噪音源。空化時,汽泡破裂產生高速沖擊,使其局部產生強烈湍流,產生汽蝕噪音。這種噪音具有較寬的頻率范圍,產生格格聲,與流體中含有砂石發出的聲音相似。消除和減小汽蝕是消除和減小噪音的有效辦法。
  3)使用厚壁管線法
  采用厚壁管是聲路處理辦法之一。使用薄壁可使噪音增加5分貝,采用厚壁管可使噪音降低0~20分貝。同一管徑壁越厚,同一壁厚管徑越大,降低噪音效果越好。如DN200管道,其壁厚分別為6.25、6.75、8、10、12.5、15、18、20、21.5mm時,可降低噪音分別為-3.5、-2(即增加)、0、3、6、8、11、13、14.5分貝。當然,壁越厚所付出的成本就越高。
4)采用吸音材料法
  這也是一種較常見、最有效的聲路處理辦法。可用吸音材料包住噪音源和閥后管線。必須指出,因噪音會經由流體流動而長距離傳播,故吸音材料包到哪里,采用厚壁管至哪里,消除噪音的有效性就終止到哪里。這種辦法適用于噪音不很高、管線不很長的情況,因為這是一種較費錢的辦法。
  5)串聯消音器法
  本法適用于作為空氣動力噪音的消音,它能夠有效地消除流體內部的噪音和抑制傳送到固體邊界層的噪音級。對質量流量高或閥前后壓降比高的地方,本法最有效而又經濟。使用吸收型串聯消音器可以大幅度降低噪音。但是,從經濟上考慮,一般限于衰減到約25分貝。
  6)隔音箱法
  使用隔音箱、房子和建筑物,把噪音源隔離在里面,使外部環境的噪音減小到人們可以接受的范圍內。
  7)串聯節流法
  在調節閥的壓力比高(△P/P1≥0.8)的場合,采用串聯節流法,就是把總的壓降分散在調節閥和閥后的固定節流元件上。如用擴散器、多孔限流板,這是減少噪音辦法中最有效的。為了得到最佳的擴散器效率,必須根據每件的安裝情況來設計擴散器(實體的形狀、尺寸),使閥門產生的噪音級和擴散器產生的噪音級相同。
  8)選用低噪音閥
  低噪音閥根據流體通過閥芯、閥座的曲折流路(多孔道、多槽道)的逐步減速,以避免在流路里的任意一點產生超音速。有多種形式,多種結構的低噪音閥(有為專門系統設計的)供使用時選用。當噪音不是很大時,選用低噪音套筒閥,可降低噪音10~20分貝,這是最經濟的低噪音閥。

4.7 調節閥穩定性較差時的解決辦法(5種方法)
  1)改變不平衡力作用方向法
  在穩定性分析中,已知不平衡力作用同與閥關方向相同時,即對閥產生關閉趨勢時,閥穩定性差。對閥工作在上述不平衡力條件下時,選用改變其作用方向的方法,通常是把流閉型改為流開型,一般來說都能方便地解決閥的穩定性問題。
  2)避免閥自身不穩定區工作法
  有的閥受其自身結構的限制,在某些開度上工作時穩定性較差。①雙座閥,開度在10%以內,因上球處流開,下球處流閉,帶來不穩定的問題;②不平衡力變化斜率產生交變的附近,其穩定性較差。如蝶閥,交變點在70度左右;雙座閥在80~90%開度上。遇此類閥時,在不穩定區工作必然穩定性差,避免不穩定區工作即可。
  3)更換穩定性好的閥
  穩定性好的閥其不平衡力變化較小,導向好。常用的球型閥中,套筒閥就有這一大特點。當單、雙座閥穩定性較差時,更換成套筒閥穩定性一定會得到提高。
  4)增大彈簧剛度法
  執行機構抵抗負荷變化對行程影響的能力取決于彈簧剛度,剛度越大,對行程影響越小,閥穩定性越好。增大彈簧剛度是提高閥穩定性的常見的簡單方法,如將20~100KPa彈簧范圍的彈簧改成60~180KPa的大剛度彈簧,采用此法主要是帶了定位器的閥,否則,使用的閥要另配上定位器。
  5)降低響應速度法
  當系統要求調節閥響應或調節速度不應太快時,閥的響應和調節速度卻又較快,如流量需要微調,而調節閥的流量調節變化卻又很大,或者系統本身已是快速響應系統而調節閥卻又帶定位器來加快閥的動作,這都是不利的。這將會產生超調,產生振動等。對此,應降低響應速度。辦法有:①將直線特性改為對數特性;②帶定位器的可改為轉換器、繼動器。

  4)對稱擰螺栓,采用薄墊圈密封方法
  在“O”形圈密封的調節閥結構中,采用有較大變形的厚墊片(如纏繞片)時,若壓緊不對稱,受力不對稱,易使密封破損、傾斜并產生變形,嚴重影響密封性能。因此,在對這類閥維修、組裝中,必須對稱地擰緊壓緊螺栓(注意不能一次擰緊)。厚密封墊如能改成薄的密封墊就更好,這樣易于減小傾斜度,保證密封。
  5)增大密封面寬度,制止平板閥芯關閉時跳動并減少其泄漏量的方法
  平板型閥芯(如兩位型閥、套筒閥的閥塞),在閥座內無引導和導向曲面,由于閥在工作的時候,閥芯受到側向力,從流進方靠向流出方,閥芯配合間隙越大,這種單邊現象越嚴重,加之變形,不同心,或閥芯密封面倒角小(一般為30°倒角來引導),因而接近關閉時,產生閥芯密封面倒角端面置于閥座密封面上,造成關閉時閥芯跳動,甚至根本關不到位的情況,使閥泄漏量大大增加。最簡單、最有效的解決方法,就是增大閥芯密封面尺寸,使閥芯端面的最小直徑比閥座直徑小1~5mm,有足夠的引導作用,以保證閥芯導進閥座,保持良好的密封面接觸。
  6)改變流向,解決促關問題,消除喘振法
  兩位型閥為提高切斷效果,通常作為流閉型使用。對液體介質,由于流閉型不平衡力的作用是將閥芯壓閉的,有促關作用,又稱抽吸作用,加快了閥芯動作速度,產生輕微水錘,引起系統喘振。對上述現象的解決辦法是只要把流向改為流開,喘振即可消除。類似這種因促關而影響到閥不能正常工作的問題,也可考慮采取這種辦法加以解決。
  7)克服流體破壞法
  最典型的閥是雙座閥,流體從中間進,閥芯垂直于進口,流體繞過閥芯分成上下兩束流出。流體沖擊在閥芯上,使之靠向出口側,引起摩擦,損傷閥芯與襯套的導向面,導致動作失常,高流量還可能使閥芯彎曲、沖蝕、嚴重時甚至斷裂。解決的方法:①提高導向部位材料硬度;②增大閥芯上下球中間尺寸,使之呈粗狀;③選用其它閥代用。如用套筒閥,流體從套筒四周流人,對閥塞的側向推力大大減小。
  8)克服流體產生的旋轉力使閥芯轉動的方法
  對“V”形口的閥芯,因介質流入的不對稱,作用在“V”形口上的閥芯切向力不一致,產生一個使之旋轉的旋轉力。特別是對DN≥100的閥更強烈。由此,可能引起閥與執行機構推桿連接的脫開,無彈簧執行機構可能引起膜片扭曲。解決的辦法有:①將閥芯反旋轉方向轉一個角度,以平衡作用在閥芯上的切向力;②進一步鎖住閥桿與推桿的連接,必要時,增加一塊防轉動的夾板;③將“V”形開口的閥芯更換成柱塞形閥芯;④采用或改為套筒式結構;⑤如系共振引起的轉動,消除共振即可解決問題。
  9)調整蝶閥閥板摩擦力,克服開啟跳動法
  采用“O”形圈、密封環、襯里等軟密封的蝶閥,閥關閉時,由于軟密封件的變形,使閥板關閉到位并包住閥板,能達到十分理想的切斷效果。但閥要打開時,執行機構要打開閥板的力不斷增加,當增加到軟密封件對閥板的摩擦力相等時,閥板啟動。一旦啟動,此摩擦力就急劇減小。為達到力的平衡,閥板猛烈打開,這個力同相應開度的介質作用的不平衡力矩與執行機構的打開力矩平衡時,閥停止在這一開度上。這個猛烈而突然起跳打開的開度可高達30~50%,這將產生一系列問題。同時,關閉時因軟密封件要產生較大的變化,易產生永久變形或被閥板擠壞、拉傷等情況,影響壽命。解決辦法是調整軟密封件對閥板啟動的摩擦力,這既能保證達到所需切斷的要求,又能使閥較正常地啟動。具體辦法有:①調整過盈量;②通過限位或調整執行機構預緊力、輸出力的辦法,減少閥板關閉過度給開啟帶來的困難。


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