J41H-16C鑄鋼截止閥設(shè)計(jì)說(shuō)明 上海申弘閥門(mén)有限公司 *節(jié)之前介紹蒸汽截止閥熱損失，現(xiàn)在介紹400J41H-16C鑄鋼截止閥設(shè)計(jì)說(shuō)明
這臺(tái)閥門(mén)用在一根DN400mm的架空蒸汽管道上。蒸汽zui高溫度為2500C，zui高使用壓力為0. 8MPa。要求閥門(mén)采用金屬對(duì)金屬的密封面。
設(shè)計(jì)參照CB/T 12235，因此標(biāo)準(zhǔn)zui大通徑僅為150mm，所以只能參照?qǐng)?zhí)行。同時(shí)參照BS1873，此標(biāo)準(zhǔn)壓力等級(jí)15 01b時(shí)zui大通徑達(dá)400mm。
根據(jù)溫壓曲線(xiàn)，截止閥壓力等級(jí)為1. 6MPa，公稱(chēng)通徑為400mm。
根據(jù)使用工況，決定殼體采用WCB，此材料的zui高使用溫度為425℃，閥桿采用20C。13，閥瓣采用25鋼。閥體密封面采用堆焊577窄面，材料硬度為28~ 30HRC，閥瓣堆焊507鉬，硬度≥38HRC，寬度要大于閥座密封面。法蘭按GB/T 9113.1規(guī)定，法蘭外徑為580mm，螺栓孔中心圓直徑為525 mm，螺栓孔為16×+30mm，密封面凸臺(tái)直徑為480mm，高度為/mm，法蘭厚度為32mm。連接長(zhǎng)度按GB/T 12221第22系列，長(zhǎng)度為950mm。法蘭式截止閥的啟閉件是圓柱形的閥瓣，密封面呈平面或錐面，閥瓣沿流體的中心線(xiàn)作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。國(guó)標(biāo)截止閥只適用于全開(kāi)和全關(guān)，一般不用來(lái)調(diào)節(jié)流量，定做時(shí)允許作調(diào)節(jié)和節(jié)流。公稱(chēng)壓力1.6MPa-16.0MPa，工作溫度-29～550℃的石油、化工、制藥、化肥、電力行業(yè)等各種工況的管路上，切斷或接通管路介質(zhì)。驅(qū)動(dòng)方式有手動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、電動(dòng)、氣動(dòng)等。截止閥屬于強(qiáng)制密封式閥門(mén)，所以在閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，必須向閥瓣施加壓力，以強(qiáng)制密封面不泄漏。當(dāng)介質(zhì)由閥瓣下方進(jìn)入閥門(mén)時(shí)，操作力所需要克服的阻力，是閥桿和填料的摩擦力與由介質(zhì)的壓力所產(chǎn)生的推力，關(guān)閥門(mén)的力比開(kāi)閥門(mén)的力大，所以閥桿的直徑要大，否則發(fā)生閥桿頂彎的故障。按連接方式分為三種：法蘭連接、絲扣連接、焊接連接。近年來(lái)，從自密封的閥門(mén)出現(xiàn)后，截止閥的介質(zhì)流向就改由閥瓣上方進(jìn)入閥腔，這時(shí)在介質(zhì)壓力作用下，關(guān)閥門(mén)的力小，而開(kāi)閥門(mén)的力大，閥桿的直徑可以相應(yīng)地減少。同時(shí)，在介質(zhì)作用下，這種形式的閥門(mén)也較嚴(yán)密。我國(guó)閥門(mén)“三化給”曾規(guī)定，截止閥的流向，一律采用自上而下。本閥要水平安裝 截止閥開(kāi)啟時(shí)，閥瓣的開(kāi)啟高度，為公稱(chēng)直徑的25%～30%時(shí)，流量已達(dá)到zui大，表示閥門(mén)已達(dá)全開(kāi)位置。所以截止閥的全開(kāi)位置，應(yīng)由閥瓣的行程來(lái)決定。 鑄鐵絲扣截止閥
J41H-16C鑄鋼截止閥的主要標(biāo)準(zhǔn)：
1、GB/T 12233-2006《通用閥門(mén) 鐵質(zhì)截止閥與升降式止回閥》
2、GB/T 12235-2007《通用閥門(mén) 法蘭連接鋼制截止閥與升降止回閥》
3、JB/T53174-94《截止閥 產(chǎn)品質(zhì)量分等》
4、JB/T53165-92《高壓平衡截止閥》
5、GB/T 587-2008《船用法蘭青銅截止閥》
6、GB/T 590-2008《船用法蘭鑄鐵截止閥》
7、GB/T 8464-2008《鐵制和銅制螺紋連接閥門(mén)》
8、GB8465.2-87《內(nèi)螺紋連接閘閥、截止閥、球閥、止回閥 基本尺寸 鐵制截止閥》
二、J41H-16C鑄鋼截止閥產(chǎn)品特點(diǎn)
1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和維修比較方便
2、工作行程小，啟閉時(shí)間短
3、密封性好，密封面間磨擦力小，壽命較長(zhǎng)
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
設(shè)計(jì)規(guī)范：GB/T 12235
結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度：GB/T 12221
法蘭連接：JB/T 79
試驗(yàn)與檢驗(yàn)：JB/T 9002
產(chǎn)品標(biāo)識(shí)：GB/T 12220
供貨規(guī)范：JB/T 7928 
一、J41H-16C鑄鋼截止閥設(shè)計(jì)說(shuō)明關(guān)閉結(jié)構(gòu)形式
上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)有：截止閥,電動(dòng)截止閥,氣動(dòng)截止閥,電動(dòng)蝶閥,氣動(dòng)蝶閥 DN400mm的截止閥通徑較大，設(shè)計(jì)有一定的難度。截止閥泄漏的原因很多，如閥座處強(qiáng)度不夠、閥瓣厚度不夠、閥桿直徑與材質(zhì)不符合要求等。對(duì)于大日徑截止閥而言，zui關(guān)鍵的還是關(guān)閉結(jié)構(gòu)形式。
關(guān)閉結(jié)構(gòu)形式基本有三種：*種是傳統(tǒng)的介質(zhì)從閥座底下向上流出，閥瓣靠閥桿的軸向壓力來(lái)達(dá)到密封。第二種是把截止閥倒裝，使介質(zhì)從閥瓣上方流人，主要靠介質(zhì)的壓力來(lái)達(dá)到密封，有如升降式止回閥那樣。閥門(mén)關(guān)閉時(shí)閥桿軸向壓力很小，甚至不需要，但閥瓣開(kāi)啟時(shí)，閥桿的拉應(yīng)力非常大。第三種形式閥座的密封面放在下面，閥門(mén)關(guān)閉時(shí)閥瓣上升形成倒密封，閥瓣的關(guān)閉力同第二種形式一樣靠介質(zhì)壓力。閥門(mén)開(kāi)啟時(shí)閥桿推開(kāi)閥瓣向前，閥桿受的是壓應(yīng)力。
第三種形式的結(jié)構(gòu)也分為兩種：一種是用螺紋閥座；另一種是用固定閥座。閥座的倒密封結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4—1，雙閥體、倒密封結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4-2。
螺紋閥座結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配方便，不足之處是關(guān)閉力過(guò)大時(shí)，閥座螺紋部分可能會(huì)變形，使閥座與閥體之間產(chǎn)生泄漏。
雙閥體是理想的關(guān)閉結(jié)構(gòu)，其制作成本高，并且結(jié)構(gòu)尺寸要大一些，但較適合大口徑截止閥。
用戶(hù)zui終選定了*種方案，但允許不進(jìn)行高壓密封試驗(yàn)，只采取0. 6MPa的低壓密封試
驗(yàn)，允許泄漏率為112氣泡/min。
二、閥體設(shè)計(jì)
DN400mm、PNl. 6MPa截止閥，法蘭按GB/T 9113.1標(biāo)準(zhǔn)，連接長(zhǎng)度按GB/T 12221中第22系到。閥體材質(zhì)采用WCB，閥體密封面采用錐面形式，直接堆焊577合金，硬度為28HRC。閥體壁厚GB/T 12235中沒(méi)有此規(guī)格，BS 1873中有此規(guī)格。兩種標(biāo)準(zhǔn)中通徑≤150mm的zui小壁厚是*相同的，所以直接就采用了BS 1873中壓力等級(jí)150磅級(jí)、公稱(chēng)通徑DN400mm的zui小壁厚17. 5mm。因150磅級(jí)常溫時(shí)壓力為2．OMPa，而1.6MPa常溫時(shí)壓力為1. 6MPa，所以閥體壁厚zui后圓整為17mm。經(jīng)計(jì)算后此壁厚是恰當(dāng)?shù)摹?br /> 閥體的形狀沒(méi)有采用橢圓形，而是采用CB/T 12235中傳統(tǒng)的流道型結(jié)構(gòu)，如圖4—3所示。閥體中腔上出口內(nèi)徑為450mm。中法蘭采用標(biāo)準(zhǔn)CB/T 9113.1中1.6MPa壓力等級(jí)中的厚度40mm。考慮到中間加墊片的凹坑深度，zui后的中法蘭厚度為45mm。
閥座的厚度一般都大于閥體壁厚，此閥采用直接堆焊形式，為安全起見(jiàn)取44mm，實(shí)際為42mm，是閥體壁厚的2.5倍。密封面高度為imm，因采用錐面密封，實(shí)際寬度為3.5mm。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，3. Smm的寬度是合理的。
閥座內(nèi)徑尺寸也是很重要的尺寸，根據(jù)BS 1873規(guī)定，DN400的內(nèi)徑zui小可為387mm，而CB/T 12235規(guī)定，閥座的尺寸就是閥門(mén)的通徑尺寸，即400mm，并且閥門(mén)各處的流通截面積不得小于閥座流通載面積。
截止閥具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造和維修比較方便。
2、工作行程小，啟閉時(shí)間短。
3、密封性好，密封面間磨擦力小，壽命較長(zhǎng)。
截止閥的安裝與維護(hù)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：
1、手輪、手柄操作的截止閥可安裝在管道的任何位置上。
2、手輪、手柄及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，不允許作起吊用。
3、介質(zhì)的流向應(yīng)與閥體所示箭頭方向一致。
三、閥桿設(shè)計(jì)
國(guó)內(nèi)CB/T 12235中沒(méi)有這一規(guī)格，BS 1873規(guī)定閥桿直徑zui小為47. 6mm。但按此規(guī)定閥門(mén)在密封試驗(yàn)時(shí)，閥桿總是彎曲變形，導(dǎo)致密封泄漏，因此設(shè)計(jì)此閥門(mén)時(shí)閥桿有意加大了直徑，取65mm。
闋桿螺母采用Tr65×10LH，采用轉(zhuǎn)動(dòng)閥桿螺母，閥桿不旋轉(zhuǎn)升降，用單頭梯形螺紋，以增加關(guān)閉力。閥桿材料采用20 Cr13馬氏體不銹鋼，調(diào)質(zhì)處理至229~ 269HBW，與填料摩擦部分外圓表面淬火至38~ 44HRC。
四、操作機(jī)構(gòu)
為增加關(guān)閉力，采用大直徑?jīng)_擊手輪，具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4—4。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有美標(biāo)鈦截止閥
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