❶ 塑料阀门的技术要求
1.1 原料要求
阀体、阀帽和阀盖的材料应选用符合ISO 15493:2003《工业用塑料管道系统—ABS、PVC-U和PVC-C—管材和管件系统规范—第一部分:公制系列》和ISO 15494:2003《工业用塑料管道系统—PB、PE和PP—管材和管件系统规范—第一部分:公制系列》的规定。
1.2 设计要求
a)如果阀门仅有一个承压方向,应在阀体外部用箭头标注,对称设计的阀门应适合于流体双向流动和隔离。
b)密封部件由阀杆带动进行阀门的启闭动作,应在终点或中间任一位置靠摩擦力或执行装置进行定位,流体压力不能将其位置变动。
c)根据EN736-3,阀门内腔最小通孔应符合以下两点:
— 对于阀门上介质流通的任一孔径,都不应小于阀门DN值的90%;
— 对于在结构上需要缩小介质流通孔径的阀门,制造者应说明其实际最小通孔。
d)阀杆与阀体之间的密封应符合EN736-3。
e) 在阀门耐磨性能方面,阀门的设计应考虑磨损部件的使用寿命,或者生产商应在操作指导书中注明更换整个阀门的建议。
f)所有阀门操作装置所适用的流速应达到3m/s。
g)从阀门的上方看,阀门的手柄或手轮应为顺时针方向关闭阀门。
1.3 制造要求
a) 购进原料的性能应与原料生产厂家的说明书相符,并符合产品标准要求。
b) 阀体上应标注出所用原料代号、通径DN、公称压力PN。
c)阀体应标注出生产者厂名或商标。
d)阀体应标注出生产日期或代号。
e)阀体应标注出生产者不同生产地点的代号。
1.4 短期性能要求
短期性能在产品标准中是属于出厂检验项目,主要是做阀座的密封试验与阀体的密封试验,用于检查塑料阀门的密封性能,要求塑料阀门即不能有内泄漏(阀座泄漏)现象,也不能有外泄漏(阀体泄漏)现象。
阀座的密封试验是验证阀门隔离管道系统的性能;阀体的密封实验是验证阀门阀杆密封处和阀门各连接端密封处的泄漏情况。
试验条件见表1。
表 1 阀座和阀体试验的条件
Tab.1 Condition for seat and packing tests 试验 最少测试时间/s 试验压力/MPa 温度/ ℃ 试验介质·内部 试验介质·外部 阀座试验(阀门关闭) 60 0.05 20±2 空气 水 5) 1.1×PN 20±2 水 空气 密封试验(阀门打开) 6) 1.5×PN 20±2 水 空气 注:1)根据有关产品扭矩的规定开关阀门;
2)最小试验压力0.05MPa;
3)最大试验压力(PN+0.5)MPa;
4)或内部是空气外部是水时压力为(0.6±0.1)MPa;
5)阀门公称尺寸 DN≤200:最少试验时间15s,DN≥250:最少试验时间30s;
6)阀门公称尺寸 DN≤50: 最少试验时间15s,DN≥65: 最少试验时间30s。 试验方法:按照 ISO 1167《流体输送用热塑性塑料管材 耐内压试验方法》的规定进行。做阀座的密封实验时阀门应处于全关状态;做阀体的密封试验时应使阀门处于全开位置或半开位置(例如球阀),半开时应能使流体进入阀杆密封位置。对于单向密封的阀门,只做一个方向的阀座密封试验;而双向密封的阀门,则两个方向的阀座密封试验都需要做。试验时要求排净阀门试样中的空气,逐渐升高试验压力,30s内达到规定的压力。
应注意,试验过程中试验装置不能对阀门产生额外的应力。如果以空气作为试验介质时,必须采取针对压缩气体的安全措施。
1.5 长期性能要求
1.5.1 阀体试验和整体阀门长期性能试验在产品标准中属于型式检验项目,阀体试验用于验证阀体的强度,整体阀门长期性能试验用于验证塑料阀门设计的整体可靠性。
阀体试验条件见表2。
表2 阀体试验的条件[3]
Tab.2 Conditions for shell test 材 料 最少测试时间/h 试验压力Pt/MPa 设计应力/бs 温度/ ℃ 试验介质·内部 试验介质·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 水水或空气 11000 3.2×PN0.52×PN 5 20±295±2 水水 水水或空气 11000 3.2×PN0.7×PN 5 20±295±2 水水 水水或空气 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 水或空气 注:1) 压力Pt的计算公式如下:
Pt= PN×бt/бs
式中:бt — 试验应力;
бs — 设计应力。 整体阀门长期性能试验条件见表3。
表3 长期性能试验的条件
Tab.3 Conditions for long-term behaviour test 材料 最少测试时间/h 试验压力Pt/MPa 温度 /℃ 试验介质·内部 试验介质·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 注:对于隔膜阀,除PVC-U和PVC-UH(1.3×PN)、PVDF(1.45×PN)以外其他材料的阀门的试验压力均为1.5×PN。 试验方法:按照ISO 1167《流体输送用热塑性塑料管材 耐内压试验方法》的规定进行。阀体试验和整体阀门长期性能试验时要求排净阀门试样中的空气,逐渐升高试验压力,30s内达到规定压力,试验过程中试验装置不能对阀门产生额外的应力。
1.5.2 阀体试验和整体阀门长期性能试验是将阀体和阀门按ISO 12092《无增塑聚氯乙烯(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、管件和阀门系统—耐内压—试验方法》的要求装配后,进行试验。
1.5.3 在阀体试验和整体阀门长期性能试验测试过程中,试样没有出现泄漏或破裂现象,则判定试验合格。试样在试验结束前出现泄漏或破裂现象,则判定试验不合格。如果在连接处出现问题,则判定试验无效,需要重新取试样测试。
1.6系统应用的要求
1.6.1 疲劳强度试验
阀门应在下列状态进行开与关的疲劳强度试验:
a) 试验介质为水,在阀门输入端压力为公称压力PN和温度为(20±3)℃的条件下;
b) 把阀门全开,使水的流速达到(1±0.2)m/s;
c) 把阀门关闭,输出端压力为大气压;
d) 接着把阀门全开,使水的流速达到(1±0.2)m/s;
e) 循环不少于5000次。
试验方法应符合标准规定,疲劳强度试验后所有功能部分应保持完好,还能满足短期性能的密封试验要求。
1.6.2 扭矩试验
手动阀门应在公称压力和室温条件下,按标准规定状态调节后进行操作扭矩试验,并给出阀门全开或全关的最大允许操作扭矩数值。此项数值受部件的加工精度与装配的影响波动较大。
1.6.3 操作允许作用力的要求
塑料阀门的手柄或圆手轮的全开与全关的作用力,不能超过表4给出的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 注:L 手柄或手轮操作力臂长度,单位(mm);
F 操作力,单位牛顿(N);
FS 最大操作力,单位牛顿(N)。
1.6.4 连接尺寸
a) 端面-端面尺寸
法兰连接系统用阀门的端面-端面尺寸应从下列标准中选取:
—PN设计的法兰参见EN558-1;
—Class设计的法兰参见EN558-2。
其他类型的连接端头,应由生产商确定端面-端面尺寸。
b) 阀门连接端尺寸
法兰连接阀门的连接尺寸应符合以下标准:
—PN设计的法兰参见EN1092-1;
—Class设计的法兰参见prEN1759-1:1997。
阀门连接端的螺纹尺寸应符合ISO 7-1或ISO 228-1。
1.6.5 塑料阀门与管路系统连接的方式有
对焊连接:阀门连接部位的外径与管材的外径相等,阀门连接部位端面与管材的端面相对进行焊接;
插口粘结连接:阀门连接部位为插口形式,与管件进行粘结连接;
电熔承口连接:阀门连接部位为内径敷设电热丝的承口形式,与管材进行电熔连接;
承口热熔连接:阀门连接部位为承口形式,与管材进行热熔承插连接;
承口粘结连接:阀门连接部位为承口形式,与管材进行粘结承插连接;
承口橡胶密封圈连接:阀门连接部位为内镶橡胶密封圈的承口形式,与管材进行承插连接;
法兰连接:阀门连接部位为法兰形式,与管材上的法兰进行连接;
螺纹连接:阀门连接部位为螺纹形式,与管材或管件上的螺纹进行连接;
活接连接:阀门连接部位为活接形式,与管材或管件进行连接。
一个阀门上可以同时具有不同的连接方式。
1.7 使用压力与温度的关系
随着使用温度的提高,塑料阀门的使用寿命要缩短。要想保持相同的使用寿命,就需要降低使用压力。表5给出了阀体材料的温度等级系数fr。
表5 使用寿命25年的等级系数fr
Tab.5 Minimum values for rating factor fr for a lifetime up 25 years 温度/℃ 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 注:这些等级系数fr与管材、管件其他相关的折减系数不一致。 a: 此等级系数应由制造者给出。 1.8 公称压力PN的计算:
PN=бs/S
式中 бs— 设计应力,单位MPa
S — 与阀门连接管材的管系列
PN— 公称压力,单位MPa
2问题探讨
2.1 塑料管材与塑料阀门的公称尺寸、公称压力标注方式不一致。塑料管材的公称尺寸用公称外径dn表示,塑料阀门的公称尺寸用公称通径DN表示;用于冷热水的塑料管材不允许标注公称压力PN,标注管系列S根据使用条件级别选择使用压力,而塑料阀门则标注公称压力PN,用温度等级系数fr来选择使用温度。此处需要注意。
2.2 在EN 12570:2000中操作扭矩规定的要求太低,因阀门的扭矩越大阀座磨损越大,使用寿命越短。国内已经作过扭矩试验的厂家的塑料阀门,手柄尺寸小于100的扭矩仅为3N·m左右,相当于操作力仅为30N左右,远低于标准要求250N的数值。是否可以提高指标,还需要增加不同厂家产品的验证。
2.3 在标准中没有规定不同规格阀门扭矩的大小,仅给出手柄长度(或手轮直径)与作用力的要求,是不能保证阀门产品扭矩质量的,因为生产者可以用加长手柄长度(或手轮直径)的方法使不合格品变为合格品。
2.4 表2中的PP-R设计应力бs为5MPa,现在国际上一些原料的设计应力бs已经提高到6.3 MPa或8 MPa,在设计强度上的选择相对其他原料品种而言有些保守。
2.5 缩径阀门的最小通径没有给出不同规格最小尺寸的定量要求,仅要求生产厂家标明。这就使得一些厂家阀门缩径过多的产品相对同规格产品就显得结构紧凑,但会造成管路系统局部阻力增大。
2.6 标准中给出了用于工业输送流体的塑料阀门的设计使用寿命为25年的要求,并没有给出用于生活给水系统的设计使用寿命时间。
3 结论
只要选择原料和产品控制都按照国际标准规定进行,塑料阀门完全能够满足塑料管路的使用要求。
同时国际标准中也存在一些不合适之处,需要关注其发展动态。
参考文献:
[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 钢衬阀门如何标注 如“Q41--ppl是什么意思
Q 代表球阀 4法兰连接 1浮动直通式 PPL是衬里的密封材质(是一种在400℃以下长期使用的工程塑料) 如果是钢衬的话就是 Q41F46-16C F46是聚四氟乙烯 16代表压力1.6MPA C铸钢
❸ 阀门阀体材料的表示方法
阀门阀体常用材质性能详解
阀门主要零件的材质,首先应考虑到工作介质的物理性能(温度、压力)和化学性能(腐蚀性)等。同时,还应了解介质的清洁程度(有无固体颗粒)。除此之外,还要参照国家和使用部门的有关规定和要求。
许多种材料可以满足阀门在多种不同工况的使用要求。但是,正确、合理的选择阀门的材料,可以获得阀门最经济的使用寿命和最佳的性能。
阀门的材质,种类繁多,适用于各种不同工况。现把常用的阀材质、内件材质和密封面材质介绍如下。
阀常用的材质
1.灰铸铁 灰铸铁阀以其价格低廉、适用范围广而应用在工业的各个领域。它们通常用在水、蒸汽、油和气体为介质的情况下,并广泛地应用于化工、印染、油化、纺织和许多其它对铁污染影响少或没有影响到的工业产品上。
适用于工作温度在–15~200℃之间,公称压力PN≤1.6MPa的低压阀门。
2.黑心可锻铸铁 适用于工作温度在–15~300℃之间,公称压力PN≤2.5MPa的中低压阀门。适用介质为水、海水、煤气、氨等。
3.球墨铸铁 球墨铸铁是铸铁的一种,这种铸铁,团状或球状石墨取代了灰铸铁中的片状石墨。这种金属内部结构的改变使它的机械性能比普通的灰铸铁要好,而且不损伤其它性能。所以,用球墨铸铁制造的阀门比那些用灰铸铁制造的阀门使用压力更高。适用于工作温度在–30~350℃之间,公称压力PN≤4.0MPa的中低压阀门。
适用介质为水、海水、蒸汽、空气、煤气、油品等。
4.碳素钢(WCA、WCB、WCC)起初发展铸钢是为适应那些超出铸铁阀和青铜阀能力的生产需要。但由于碳钢阀总的使用性能好,并对由热膨胀、冲击载荷和管线变形而产生应力的抵抗强度大,就使它的使用范围扩大,通常包括了用铸铁阀和青铜阀的工况条件。
适用于工作温度在–29~425℃之间的中高压阀门。其中16Mn、30Mn作温度为–40~400℃之间,常用来替代ASTM A105。适用介质为饱和蒸汽和过热蒸汽。高温和低温油品、液化气体、压缩空气、水、天燃气等。
5.低温碳钢(LCB)低温碳钢和低镍合金钢可以用于低于零度的温度范围,但不能扩大使用到深冷区域。用这些材料制造的阀门适用于以下介质,如海水、二氧化碳、乙炔、丙烯和乙烯。
适用于工作温度在–46~345℃之间的低温阀门。
6.低合金钢(WC6、WC9)低合金钢(如碳钼钢和铬钼钢)制造的阀门可以适用许多种工作介质,包括饱和和过热蒸汽、冷的和热的油、天然气和空气。碳钢阀门的工作温度可以用到500℃,低合金钢阀可用到600℃以上。在高温下,低合金钢的机械性能比碳钢要高。
适用于工作温度在–29~595℃之间的非腐蚀性介质的高温高压阀门;C5、C12适用于工作温度在–29~650℃之间的腐蚀性介质的高温高压阀门。
7.奥氏体不锈钢 奥氏体不锈钢大约含18%的铬和8%的镍。18-8奥氏体不锈钢经常用来使用在温度过高和过低以及很强的腐蚀条件下作为阀体和阀盖材料。以18-8不锈钢为基体加入钼并稍微增加镍的含量,实质上就增加其抗腐蚀能力。用这种钢制造的阀门可以大量地应用在化工上,如输送醋酸、硝酸、碱、漂白液、食品、果汁、碳酸、制革液和许多其它的化工产品。
为了适用高温范围,进一步改变材料成分,在这不锈钢内加入铌,就是我们所知的18-10-Nb,温度可以用到800℃。
奥氏体不锈钢通常用在很低的温度下也不会变脆,所以用这种材料(如18-8和18-10-3Mo)制造的阀门很适于低温下工作。例如输送液态的气体,象天然气、沼气、氧气和氮气。
适用于工作温度在–196~600℃之间的腐蚀性介质的阀门。奥氏体不锈钢也是非常理想的低温阀门材料。
8.蒙乃尔合金‘蒙乃尔’是一种具有很好耐蚀性的高镍—铜合金。这种材料经常被用在输送碱、盐溶液、食品和许多无气酸的阀门上,特别是硫酸和氢氟酸。‘蒙乃尔’合金非常适合于蒸汽、海水和海洋环境。主要适用于含氟氯酸介质的阀门中。
9.哈氏合金 主要适用于稀硫酸等的强腐蚀性介质的阀门中。
(1)‘哈氏’合金B
这种合金含有60%的镍、30%的钼和5%的铁。它特别能抵抗无机酸的强腐蚀,‘哈氏’合金‘B’对于各种浓度的盐酸可以用到沸点温度,而对于硫酸来说,在腐蚀性最强的浓度下可以用到70℃。对于磷酸,它可以在各种条件下,而且‘哈氏’合金‘B’对于氯化铵、氯化锌、硫酸铝和硫酸铵也很适用。
在氧化性气氛中,‘哈氏’合金‘B’可以用到大约800℃,在还原气氛中,使用温度可以更高一些。
(2)‘哈氏’合金C
这种合金是含有15%的铬和17%的钼的镍基合金。在氧化和还原两种气氛下,它可以用到1100℃。它对于盐酸、硫酸和磷酸有很好的抗腐蚀性。而且在许多情况下,它也可用于硝酸。
‘哈氏’合金‘C’对于氯化物、氢氯化物、硫化物、氧化盐溶液和许多其它的腐蚀性介质有很强的抗腐蚀性。还特别适用于氢卤酸类介质,例如氢氟酸。
10.钛合金 主要适用于各种强腐蚀介质的阀门中。
11.铸造铜合金 工业用的阀门很多是由有色金属材料制成,主要是青铜和黄铜。制造阀门的青铜合金中铜、锡、铅、锌的比例通常为85:5:5:5或87:7:3:3。如果需要无锌青铜,必须加以说明。青铜的物理强度、结构稳定性、抗腐蚀性使它特别适合工业生产。工业用的青铜阀门的口径可达100mm。
青铜阀常用在相对中等温度的场合,有些牌号的青铜可用到280℃左右。在低温方面,多数铜合金具有在很低的温度下不变脆的特性,这使得青铜广泛地应用在低温工况下,例如液氧、液氮,其温度在-180℃以下。
12.20号合金 在普通不锈钢不能胜任的非常严格的情况下,使人最感兴趣的一类钢就是高合金不锈钢。也许最常见的一种就是20号合金钢。它含有29%的镍、20%的铬、外加钼和铜。这种合金对于各种温度和浓度的硫酸都有很强的抵抗能力。另外,在大多数情况下,它还可用于磷酸和醋酸介质,特别是有氯化物和其它杂质的场合。
13.双向不锈钢 双向不锈钢(铁素体结构或奥氏体结构)的应用发展趋势。这种钢含有20%或更多的铬和5%左右的镍,以及一定量的钼,这些合金的强度和硬度比普通的奥氏体不锈钢好,而且在硫酸和磷酸的非常恶劣的工况下,抗局部腐蚀的能力很强。
主要适用于工作温度在–273~200℃之间氧气管路和海水管路用的阀门中。
14.塑料、陶瓷 这两种材料都属于非金属。非金属材料阀门的最大特点是耐腐蚀性强,甚至有金属材料阀门所不能具备的优点。一般适用于公称压力PN≤1.6MPa,工作温度不超过60℃的腐蚀性介质中,无毒塑料阀门也适用于给水工业中。塑料、陶瓷阀门一般不能单独作为阀体材料使用,需用钢质材料作骨架,内衬塑料、陶瓷,我们将在第六章中叙述。常用阀体材料见表1。

❹ 阀门的种类及型号表示方法
阀门的种类按照驱动方式可分为:电动阀门、气动阀门、液动网门、手动阀门等。按照阀体材质可分为:铸铁阀门、锻钢阀门、铸钢、阀门、不锈钢阀门、铜阀门、钛阀门、塑料阀门等。
阀门的种类及型号表示方法
阀门型号通常应表示阀门类型、驱动方式、连接形式、结构特点、公称压力、密封面材料、阀体材料等要素。
阀门制造厂一般采用统一的编号方法,不能采用的,各生产厂家可按照自己需求制订出编号方法。