❶ 塑料閥門的技術要求
1.1 原料要求
閥體、閥帽和閥蓋的材料應選用符合ISO 15493:2003《工業用塑料管道系統—ABS、PVC-U和PVC-C—管材和管件系統規范—第一部分:公制系列》和ISO 15494:2003《工業用塑料管道系統—PB、PE和PP—管材和管件系統規范—第一部分:公制系列》的規定。
1.2 設計要求
a)如果閥門僅有一個承壓方向,應在閥體外部用箭頭標注,對稱設計的閥門應適合於流體雙向流動和隔離。
b)密封部件由閥桿帶動進行閥門的啟閉動作,應在終點或中間任一位置靠摩擦力或執行裝置進行定位,流體壓力不能將其位置變動。
c)根據EN736-3,閥門內腔最小通孔應符合以下兩點:
— 對於閥門上介質流通的任一孔徑,都不應小於閥門DN值的90%;
— 對於在結構上需要縮小介質流通孔徑的閥門,製造者應說明其實際最小通孔。
d)閥桿與閥體之間的密封應符合EN736-3。
e) 在閥門耐磨性能方面,閥門的設計應考慮磨損部件的使用壽命,或者生產商應在操作指導書中註明更換整個閥門的建議。
f)所有閥門操作裝置所適用的流速應達到3m/s。
g)從閥門的上方看,閥門的手柄或手輪應為順時針方向關閉閥門。
1.3 製造要求
a) 購進原料的性能應與原料生產廠家的說明書相符,並符合產品標准要求。
b) 閥體上應標注出所用原料代號、通徑DN、公稱壓力PN。
c)閥體應標注出生產者廠名或商標。
d)閥體應標注出生產日期或代號。
e)閥體應標注出生產者不同生產地點的代號。
1.4 短期性能要求
短期性能在產品標准中是屬於出廠檢驗項目,主要是做閥座的密封試驗與閥體的密封試驗,用於檢查塑料閥門的密封性能,要求塑料閥門即不能有內泄漏(閥座泄漏)現象,也不能有外泄漏(閥體泄漏)現象。
閥座的密封試驗是驗證閥門隔離管道系統的性能;閥體的密封實驗是驗證閥門閥桿密封處和閥門各連接端密封處的泄漏情況。
試驗條件見表1。
表 1 閥座和閥體試驗的條件
Tab.1 Condition for seat and packing tests 試驗 最少測試時間/s 試驗壓力/MPa 溫度/ ℃ 試驗介質·內部 試驗介質·外部 閥座試驗(閥門關閉) 60 0.05 20±2 空氣 水 5) 1.1×PN 20±2 水 空氣 密封試驗(閥門打開) 6) 1.5×PN 20±2 水 空氣 註:1)根據有關產品扭矩的規定開關閥門;
2)最小試驗壓力0.05MPa;
3)最大試驗壓力(PN+0.5)MPa;
4)或內部是空氣外部是水時壓力為(0.6±0.1)MPa;
5)閥門公稱尺寸 DN≤200:最少試驗時間15s,DN≥250:最少試驗時間30s;
6)閥門公稱尺寸 DN≤50: 最少試驗時間15s,DN≥65: 最少試驗時間30s。 試驗方法:按照 ISO 1167《流體輸送用熱塑性塑料管材 耐內壓試驗方法》的規定進行。做閥座的密封實驗時閥門應處於全關狀態;做閥體的密封試驗時應使閥門處於全開位置或半開位置(例如球閥),半開時應能使流體進入閥桿密封位置。對於單向密封的閥門,只做一個方向的閥座密封試驗;而雙向密封的閥門,則兩個方向的閥座密封試驗都需要做。試驗時要求排凈閥門試樣中的空氣,逐漸升高試驗壓力,30s內達到規定的壓力。
應注意,試驗過程中試驗裝置不能對閥門產生額外的應力。如果以空氣作為試驗介質時,必須採取針對壓縮氣體的安全措施。
1.5 長期性能要求
1.5.1 閥體試驗和整體閥門長期性能試驗在產品標准中屬於型式檢驗項目,閥體試驗用於驗證閥體的強度,整體閥門長期性能試驗用於驗證塑料閥門設計的整體可靠性。
閥體試驗條件見表2。
表2 閥體試驗的條件[3]
Tab.2 Conditions for shell test 材 料 最少測試時間/h 試驗壓力Pt/MPa 設計應力/бs 溫度/ ℃ 試驗介質·內部 試驗介質·外部 PE100 1001651000 1.55×PN0.69×PN0.62×PN 8 20±280±280±2 水水水 水水水 PE80 1001651000 1.59×PN0.73×PN0.63×PN 6.3 20±280±280±2 水水水 水水水 PP-H、PP-R-GRPP-BPP-R 11000 4.2×PN0.7×PN 5 20±295±2 水水 水水或空氣 11000 3.2×PN0.52×PN 5 20±295±2 水水 水水或空氣 11000 3.2×PN0.7×PN 5 20±295±2 水水 水水或空氣 PVC-UPVC-UHdn<160dn≥160 11000 4.2×PN3.2×PN 10 20±220±2 水水 水水 11000 4.2×PN3.2×PN 10 20±220±2 水水 水水 11000 3.36×PN2.56×PN 12.5 20±220±2 水水 水水 PVDF 200 0.72×PN 16 95±2 水 水或空氣 註:1) 壓力Pt的計算公式如下:
Pt= PN×бt/бs
式中:бt — 試驗應力;
бs — 設計應力。 整體閥門長期性能試驗條件見表3。
表3 長期性能試驗的條件
Tab.3 Conditions for long-term behaviour test 材料 最少測試時間/h 試驗壓力Pt/MPa 溫度 /℃ 試驗介質·內部 試驗介質·外部 PE100,PE80 1000 1.5×PN 20±2 水 水 PP-HPP-B,PP-R,PP-R-GR 10001000 2.24×PN1.6×PN 20±220±2 水水 水水 PVC-U,PVC-UH 1000 1.3×PN 40±2 水 水 PVDF 1000 1.45×PN 20±2 水 水 註:對於隔膜閥,除PVC-U和PVC-UH(1.3×PN)、PVDF(1.45×PN)以外其他材料的閥門的試驗壓力均為1.5×PN。 試驗方法:按照ISO 1167《流體輸送用熱塑性塑料管材 耐內壓試驗方法》的規定進行。閥體試驗和整體閥門長期性能試驗時要求排凈閥門試樣中的空氣,逐漸升高試驗壓力,30s內達到規定壓力,試驗過程中試驗裝置不能對閥門產生額外的應力。
1.5.2 閥體試驗和整體閥門長期性能試驗是將閥體和閥門按ISO 12092《無增塑聚氯乙烯(PVC-U)、氯化聚氯乙烯(PVC-C)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯(ASA)管材、管件和閥門系統—耐內壓—試驗方法》的要求裝配後,進行試驗。
1.5.3 在閥體試驗和整體閥門長期性能試驗測試過程中,試樣沒有出現泄漏或破裂現象,則判定試驗合格。試樣在試驗結束前出現泄漏或破裂現象,則判定試驗不合格。如果在連接處出現問題,則判定試驗無效,需要重新取試樣測試。
1.6系統應用的要求
1.6.1 疲勞強度試驗
閥門應在下列狀態進行開與關的疲勞強度試驗:
a) 試驗介質為水,在閥門輸入端壓力為公稱壓力PN和溫度為(20±3)℃的條件下;
b) 把閥門全開,使水的流速達到(1±0.2)m/s;
c) 把閥門關閉,輸出端壓力為大氣壓;
d) 接著把閥門全開,使水的流速達到(1±0.2)m/s;
e) 循環不少於5000次。
試驗方法應符合標准規定,疲勞強度試驗後所有功能部分應保持完好,還能滿足短期性能的密封試驗要求。
1.6.2 扭矩試驗
手動閥門應在公稱壓力和室溫條件下,按標准規定狀態調節後進行操作扭矩試驗,並給出閥門全開或全關的最大允許操作扭矩數值。此項數值受部件的加工精度與裝配的影響波動較大。
1.6.3 操作允許作用力的要求
塑料閥門的手柄或圓手輪的全開與全關的作用力,不能超過表4給出的F值。
表4 操作力
Tab.4 Manual force L 100 125 160 200 250 315 400 500 630 720 800 1000 F 250 300 300 350 400 400 400 400 400 400 400 400 Fs 500 600 600 700 800 800 1000 1000 1000 1000 1000 1000 註:L 手柄或手輪操作力臂長度,單位(mm);
F 操作力,單位牛頓(N);
FS 最大操作力,單位牛頓(N)。
1.6.4 連接尺寸
a) 端面-端面尺寸
法蘭連接系統用閥門的端面-端面尺寸應從下列標准中選取:
—PN設計的法蘭參見EN558-1;
—Class設計的法蘭參見EN558-2。
其他類型的連接端頭,應由生產商確定端面-端面尺寸。
b) 閥門連接端尺寸
法蘭連接閥門的連接尺寸應符合以下標准:
—PN設計的法蘭參見EN1092-1;
—Class設計的法蘭參見prEN1759-1:1997。
閥門連接端的螺紋尺寸應符合ISO 7-1或ISO 228-1。
1.6.5 塑料閥門與管路系統連接的方式有
對焊連接:閥門連接部位的外徑與管材的外徑相等,閥門連接部位端面與管材的端面相對進行焊接;
插口粘結連接:閥門連接部位為插口形式,與管件進行粘結連接;
電熔承口連接:閥門連接部位為內徑敷設電熱絲的承口形式,與管材進行電熔連接;
承口熱熔連接:閥門連接部位為承口形式,與管材進行熱熔承插連接;
承口粘結連接:閥門連接部位為承口形式,與管材進行粘結承插連接;
承口橡膠密封圈連接:閥門連接部位為內鑲橡膠密封圈的承口形式,與管材進行承插連接;
法蘭連接:閥門連接部位為法蘭形式,與管材上的法蘭進行連接;
螺紋連接:閥門連接部位為螺紋形式,與管材或管件上的螺紋進行連接;
活接連接:閥門連接部位為活接形式,與管材或管件進行連接。
一個閥門上可以同時具有不同的連接方式。
1.7 使用壓力與溫度的關系
隨著使用溫度的提高,塑料閥門的使用壽命要縮短。要想保持相同的使用壽命,就需要降低使用壓力。表5給出了閥體材料的溫度等級系數fr。
表5 使用壽命25年的等級系數fr
Tab.5 Minimum values for rating factor fr for a lifetime up 25 years 溫度/℃ ABS PE80 PP-H PVC-C PVC-U PVDF -40 1.0 1.0 — — — a -30 1.0 1.0 — — — a -20 1.0 1.0 — — — 1.0 -10 1.0 1.0 — — — 1.0 05 1.01.0 1.01.0 —1.0 —— —— 1.0
1.0 10 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 20 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 25 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 30 0.80 0.76 0.85 0.85 0.80 0.90 40 0.60 0.53 0.70 0.65 0.60 0.80 50 0.40 0.35 0.55 0.50 0.35 0.71 60 0.20 0.24 0.40 0.35 0.15 0.63 70 — — 0.27 0.25 — 0.54 80 — — 0.15 0.15 — 0.47 90 — — 0.08 a — 0.36 100 — — a — — 0.25 110 — — - — — 0.17 120 — — — — — 0.12 130 — — — — — a 140 — — — — — a 註:這些等級系數fr與管材、管件其他相關的折減系數不一致。 a: 此等級系數應由製造者給出。 1.8 公稱壓力PN的計算:
PN=бs/S
式中 бs— 設計應力,單位MPa
S — 與閥門連接管材的管系列
PN— 公稱壓力,單位MPa
2問題探討
2.1 塑料管材與塑料閥門的公稱尺寸、公稱壓力標注方式不一致。塑料管材的公稱尺寸用公稱外徑dn表示,塑料閥門的公稱尺寸用公稱通徑DN表示;用於冷熱水的塑料管材不允許標注公稱壓力PN,標注管系列S根據使用條件級別選擇使用壓力,而塑料閥門則標注公稱壓力PN,用溫度等級系數fr來選擇使用溫度。此處需要注意。
2.2 在EN 12570:2000中操作扭矩規定的要求太低,因閥門的扭矩越大閥座磨損越大,使用壽命越短。國內已經作過扭矩試驗的廠家的塑料閥門,手柄尺寸小於100的扭矩僅為3N·m左右,相當於操作力僅為30N左右,遠低於標准要求250N的數值。是否可以提高指標,還需要增加不同廠家產品的驗證。
2.3 在標准中沒有規定不同規格閥門扭矩的大小,僅給出手柄長度(或手輪直徑)與作用力的要求,是不能保證閥門產品扭矩質量的,因為生產者可以用加長手柄長度(或手輪直徑)的方法使不合格品變為合格品。
2.4 表2中的PP-R設計應力бs為5MPa,現在國際上一些原料的設計應力бs已經提高到6.3 MPa或8 MPa,在設計強度上的選擇相對其他原料品種而言有些保守。
2.5 縮徑閥門的最小通徑沒有給出不同規格最小尺寸的定量要求,僅要求生產廠家標明。這就使得一些廠家閥門縮徑過多的產品相對同規格產品就顯得結構緊湊,但會造成管路系統局部阻力增大。
2.6 標准中給出了用於工業輸送流體的塑料閥門的設計使用壽命為25年的要求,並沒有給出用於生活給水系統的設計使用壽命時間。
3 結論
只要選擇原料和產品控制都按照國際標准規定進行,塑料閥門完全能夠滿足塑料管路的使用要求。
同時國際標准中也存在一些不合適之處,需要關注其發展動態。
參考文獻:
[1] ISO 15493:2003, Plastics piping systems for instrial applications—Acrylonitrile-butadiene-styrene(ABS), unplasticized poly(vinyl chloride)(PVC-U)and chlorinated poly(vinyl chloride)(PVC-C)—Specifications for components and the system—Metric series.
ISO 15494:2003, Plastics piping systems for instrial applications—Polybutene(PB), polyethylene(PE)and polypropylene(PP)—Specifications for components and the system—Metric series.
[2] ISO/DIS 16135.2:2004, Instrial valves—Ball valves of thermoplastic materials.
ISO/DIS 16136.2:2004, Instrial valves—Butterfly valves of thermoplastic materials.
ISO/DIS 16137.2:2004, Instrial valves—Check valves of thermoplastic materials.
ISO/DIS 16138.2:2004, Instrial valves—Diaphragm valves of thermoplastic materials.
ISO/DIS 16139.2:2004, Instrial valves—Gate valves of thermoplastic materials.
ISO/DIS 21787.2:2004, Instrial valves—Globe valves of thermoplastic materials.
[3] ISO 9393-2:1997,Thermoplastics valves—Pressure test methods and requirements—Part 2: Test conditions and basic requirements for PE, PP, PVC-U and PVDF valves.
[4] ISO 8659:1989, Thermoplastics valves—Fatigue strength—Test method.
[5] ISO 8233:1988, Thermoplastics valves—Torque—Test method.
[6] EN 12570:2000, Instrial valves—Method for sizing the operating element.

❷ 鋼襯閥門如何標注 如「Q41--ppl是什麼意思
Q 代表球閥 4法蘭連接 1浮動直通式 PPL是襯里的密封材質(是一種在400℃以下長期使用的工程塑料) 如果是鋼襯的話就是 Q41F46-16C F46是聚四氟乙烯 16代表壓力1.6MPA C鑄鋼
❸ 閥門閥體材料的表示方法
閥門閥體常用材質性能詳解
閥門主要零件的材質,首先應考慮到工作介質的物理性能(溫度、壓力)和化學性能(腐蝕性)等。同時,還應了解介質的清潔程度(有無固體顆粒)。除此之外,還要參照國家和使用部門的有關規定和要求。
許多種材料可以滿足閥門在多種不同工況的使用要求。但是,正確、合理的選擇閥門的材料,可以獲得閥門最經濟的使用壽命和最佳的性能。
閥門的材質,種類繁多,適用於各種不同工況。現把常用的閥材質、內件材質和密封面材質介紹如下。
閥常用的材質
1.灰鑄鐵 灰鑄鐵閥以其價格低廉、適用范圍廣而應用在工業的各個領域。它們通常用在水、蒸汽、油和氣體為介質的情況下,並廣泛地應用於化工、印染、油化、紡織和許多其它對鐵污染影響少或沒有影響到的工業產品上。
適用於工作溫度在–15~200℃之間,公稱壓力PN≤1.6MPa的低壓閥門。
2.黑心可鍛鑄鐵 適用於工作溫度在–15~300℃之間,公稱壓力PN≤2.5MPa的中低壓閥門。適用介質為水、海水、煤氣、氨等。
3.球墨鑄鐵 球墨鑄鐵是鑄鐵的一種,這種鑄鐵,團狀或球狀石墨取代了灰鑄鐵中的片狀石墨。這種金屬內部結構的改變使它的機械性能比普通的灰鑄鐵要好,而且不損傷其它性能。所以,用球墨鑄鐵製造的閥門比那些用灰鑄鐵製造的閥門使用壓力更高。適用於工作溫度在–30~350℃之間,公稱壓力PN≤4.0MPa的中低壓閥門。
適用介質為水、海水、蒸汽、空氣、煤氣、油品等。
4.碳素鋼(WCA、WCB、WCC)起初發展鑄鋼是為適應那些超出鑄鐵閥和青銅閥能力的生產需要。但由於碳鋼閥總的使用性能好,並對由熱膨脹、沖擊載荷和管線變形而產生應力的抵抗強度大,就使它的使用范圍擴大,通常包括了用鑄鐵閥和青銅閥的工況條件。
適用於工作溫度在–29~425℃之間的中高壓閥門。其中16Mn、30Mn作溫度為–40~400℃之間,常用來替代ASTM A105。適用介質為飽和蒸汽和過熱蒸汽。高溫和低溫油品、液化氣體、壓縮空氣、水、天燃氣等。
5.低溫碳鋼(LCB)低溫碳鋼和低鎳合金鋼可以用於低於零度的溫度范圍,但不能擴大使用到深冷區域。用這些材料製造的閥門適用於以下介質,如海水、二氧化碳、乙炔、丙烯和乙烯。
適用於工作溫度在–46~345℃之間的低溫閥門。
6.低合金鋼(WC6、WC9)低合金鋼(如碳鉬鋼和鉻鉬鋼)製造的閥門可以適用許多種工作介質,包括飽和和過熱蒸汽、冷的和熱的油、天然氣和空氣。碳鋼閥門的工作溫度可以用到500℃,低合金鋼閥可用到600℃以上。在高溫下,低合金鋼的機械性能比碳鋼要高。
適用於工作溫度在–29~595℃之間的非腐蝕性介質的高溫高壓閥門;C5、C12適用於工作溫度在–29~650℃之間的腐蝕性介質的高溫高壓閥門。
7.奧氏體不銹鋼 奧氏體不銹鋼大約含18%的鉻和8%的鎳。18-8奧氏體不銹鋼經常用來使用在溫度過高和過低以及很強的腐蝕條件下作為閥體和閥蓋材料。以18-8不銹鋼為基體加入鉬並稍微增加鎳的含量,實質上就增加其抗腐蝕能力。用這種鋼製造的閥門可以大量地應用在化工上,如輸送醋酸、硝酸、鹼、漂白液、食品、果汁、碳酸、製革液和許多其它的化工產品。
為了適用高溫范圍,進一步改變材料成分,在這不銹鋼內加入鈮,就是我們所知的18-10-Nb,溫度可以用到800℃。
奧氏體不銹鋼通常用在很低的溫度下也不會變脆,所以用這種材料(如18-8和18-10-3Mo)製造的閥門很適於低溫下工作。例如輸送液態的氣體,象天然氣、沼氣、氧氣和氮氣。
適用於工作溫度在–196~600℃之間的腐蝕性介質的閥門。奧氏體不銹鋼也是非常理想的低溫閥門材料。
8.蒙乃爾合金『蒙乃爾』是一種具有很好耐蝕性的高鎳—銅合金。這種材料經常被用在輸送鹼、鹽溶液、食品和許多無氣酸的閥門上,特別是硫酸和氫氟酸。『蒙乃爾』合金非常適合於蒸汽、海水和海洋環境。主要適用於含氟氯酸介質的閥門中。
9.哈氏合金 主要適用於稀硫酸等的強腐蝕性介質的閥門中。
(1)『哈氏』合金B
這種合金含有60%的鎳、30%的鉬和5%的鐵。它特別能抵抗無機酸的強腐蝕,『哈氏』合金『B』對於各種濃度的鹽酸可以用到沸點溫度,而對於硫酸來說,在腐蝕性最強的濃度下可以用到70℃。對於磷酸,它可以在各種條件下,而且『哈氏』合金『B』對於氯化銨、氯化鋅、硫酸鋁和硫酸銨也很適用。
在氧化性氣氛中,『哈氏』合金『B』可以用到大約800℃,在還原氣氛中,使用溫度可以更高一些。
(2)『哈氏』合金C
這種合金是含有15%的鉻和17%的鉬的鎳基合金。在氧化和還原兩種氣氛下,它可以用到1100℃。它對於鹽酸、硫酸和磷酸有很好的抗腐蝕性。而且在許多情況下,它也可用於硝酸。
『哈氏』合金『C』對於氯化物、氫氯化物、硫化物、氧化鹽溶液和許多其它的腐蝕性介質有很強的抗腐蝕性。還特別適用於氫鹵酸類介質,例如氫氟酸。
10.鈦合金 主要適用於各種強腐蝕介質的閥門中。
11.鑄造銅合金 工業用的閥門很多是由有色金屬材料製成,主要是青銅和黃銅。製造閥門的青銅合金中銅、錫、鉛、鋅的比例通常為85:5:5:5或87:7:3:3。如果需要無鋅青銅,必須加以說明。青銅的物理強度、結構穩定性、抗腐蝕性使它特別適合工業生產。工業用的青銅閥門的口徑可達100mm。
青銅閥常用在相對中等溫度的場合,有些牌號的青銅可用到280℃左右。在低溫方面,多數銅合金具有在很低的溫度下不變脆的特性,這使得青銅廣泛地應用在低溫工況下,例如液氧、液氮,其溫度在-180℃以下。
12.20號合金 在普通不銹鋼不能勝任的非常嚴格的情況下,使人最感興趣的一類鋼就是高合金不銹鋼。也許最常見的一種就是20號合金鋼。它含有29%的鎳、20%的鉻、外加鉬和銅。這種合金對於各種溫度和濃度的硫酸都有很強的抵抗能力。另外,在大多數情況下,它還可用於磷酸和醋酸介質,特別是有氯化物和其它雜質的場合。
13.雙向不銹鋼 雙向不銹鋼(鐵素體結構或奧氏體結構)的應用發展趨勢。這種鋼含有20%或更多的鉻和5%左右的鎳,以及一定量的鉬,這些合金的強度和硬度比普通的奧氏體不銹鋼好,而且在硫酸和磷酸的非常惡劣的工況下,抗局部腐蝕的能力很強。
主要適用於工作溫度在–273~200℃之間氧氣管路和海水管路用的閥門中。
14.塑料、陶瓷 這兩種材料都屬於非金屬。非金屬材料閥門的最大特點是耐腐蝕性強,甚至有金屬材料閥門所不能具備的優點。一般適用於公稱壓力PN≤1.6MPa,工作溫度不超過60℃的腐蝕性介質中,無毒塑料閥門也適用於給水工業中。塑料、陶瓷閥門一般不能單獨作為閥體材料使用,需用鋼質材料作骨架,內襯塑料、陶瓷,我們將在第六章中敘述。常用閥體材料見表1。

❹ 閥門的種類及型號表示方法
閥門的種類按照驅動方式可分為:電動閥門、氣動閥門、液動網門、手動閥門等。按照閥體材質可分為:鑄鐵閥門、鍛鋼閥門、鑄鋼、閥門、不銹鋼閥門、銅閥門、鈦閥門、塑料閥門等。
閥門的種類及型號表示方法
閥門型號通常應表示閥門類型、驅動方式、連接形式、結構特點、公稱壓力、密封面材料、閥體材料等要素。
閥門製造廠一般採用統一的編號方法,不能採用的,各生產廠家可按照自己需求制訂出編號方法。