實用閥門設計手冊（第4版）

第4版前言 第3版前言 第2版前言 第1版前言
第1章  閥門基礎知識1
1.1閥門分類1
1.1.1按自動和驅動分類1
1.1.2按用途和作用分類1
1.1.3按主要技術參數分類1
1.1.4按結構特征分類2
1.1.5按結構原理分類3
1.2閥門術語6
1.2.1閥門分類術語6
1.2.2閥門結構與零部件術語7
1.2.3閥門性能及其他術語12
1.3閥門型號編制方法15
1.3.1一般工業(yè)用閥門型號編制方法15
1.3.2真空閥門型號編制方法19
1.3.3調節(jié)閥型號編制方法20
1.3.4調壓器型號編制方法21
1.3.5電站閥門型號編制方法22
1.4閥門標志和識別涂漆25
1.4.1閥門的標志25
1.4.2閥門的識別涂漆27
1.5閥門常用標準代號28
1.5.1我國標準代號28
1.5.2國外主要標準代號28
1.6閥門中的流通能力和壓力損失28
1.6.1閥門的流量系數28
1.6.2閥門的流阻系數46
1.7閥門參數50
1.7.1公稱尺寸DN/NPS50
1.7.2公稱壓力PN/Class50
1.7.3壓力-溫度額定值51
1.7.4閥門的結構長度57
1.7.5連接法蘭124
1.7.6其他連接端411
第2章  典型閥門結構、配合精度、表面粗糙度和設計標準427
2.1典型閥門結構和設計標準427
2.1.1閘閥427
2.1.2截止閥443
2.1.3止回閥457
2.1.4球閥466
2.1.5旋塞閥478
2.1.6蝶閥483
2.1.7隔膜閥和管夾閥495
2.1.8柱塞閥498
2.1.9安全閥503
2.1.10減壓閥515
2.1.11蒸汽疏水閥520
2.1.12真空閥528
2.1.13調節(jié)閥（工業(yè)過程控制閥）535
2.2主要閥類的配合精度和表面粗糙度548
2.2.1閘閥548
2.2.2截止閥554
2.2.3止回閥566
2.2.4柱塞閥568
2.2.5球閥568
2.2.6旋塞閥579
2.2.7蝶閥580
2.2.8隔膜閥580
2.2.9減壓閥591
2.2.10安全閥595
2.2.11蒸汽疏水閥596
2.2.12調節(jié)閥（工業(yè)過程控制閥）610
第3章  設計計算數據617
3.1壓力-溫度額定值617
3.1.1美國標準617
3.1.2歐洲標準684
3.1.3中國標準711
3.2鑄造閥門管件用材料的許用應力733
3.3閥門常用鍛件的許用應力736
3.4閥桿常用材料的力學性能739
3.5螺栓、螺母常用材料的力學性能740
3.6閥桿常用材料的許用應力740
3.7各種材料連接的螺柱、螺栓、螺釘許用應力和許用載荷743
3.8GB 150.2—2011《壓力容器第2部分：材料》規(guī)定的材料許用應力763
3.8.1鋼板的許用應力763
3.8.2鋼管的許用應力767
3.8.3鍛件的許用應力771
3.8.4螺柱的許用應力774
3.9EN 12516.2：2014規(guī)定的材料許用應力776
3.9.1鑄鋼件的許用應力776
3.9.2帶材或板材的許用應力777
3.9.3鍛鋼件的許用應力778
3.10ASME BPVCⅡD(2013版)規(guī)定的材料許用應力780
3.10.1鐵基材料的許用應力780
3.10.2非鐵基材料的許用應力794
3.10.3螺栓材料的許用應力802
3.11密封的必需比壓811
3.12密封材料的許用比壓812
3.13無石棉填料的系數813
3.14梯形螺紋的摩擦因數與半徑813
3.15梯形螺紋計算參數815
3.16細牙普通螺紋計算參數817
3.17各種材料的螺紋許用應力819
3.18閥桿支撐形式影響系數820
3.19各種材料的臨界細長比821
3.20各種材料常溫時的臨界許用壓應力822
3.21墊片基本密封寬度b0822
3.22墊片特性參數824
3.23法蘭連接零件之間的溫度差825
3.24閥門管件計算中的各種摩擦因數826
3.25橢圓閥體b/a<>
3.26錐形頂蓋的應力系數826
3.27平蓋系數K827
3.28圓板應力系數值829
3.29系數n值829
3.30形狀系數K值829
3.31安全閥的關閉壓力、開啟壓力和排放壓力829
3.32閘閥閥桿軸向力計算系數830
3.33法蘭用螺栓上的擰緊力矩推薦值830
第4章  閥門材料831
4.1概述831
4.2閥體、閥蓋和閘板（閥瓣、蝶板、球體）的材料831
4.2.1鑄鐵831
4.2.2碳素鋼838
4.2.3合金鋼841
4.2.4高溫閥門用鋼842
4.2.5低溫閥門用鋼844
4.2.6不銹鋼851
4.2.7鎳和鎳合金885
4.2.8鈦及鈦合金893
4.2.9銅合金901
4.3內件材料908
4.3.1密封面材料（閥門啟閉件密封面）908
4.3.2閥桿和上密封座材料910
4.4焊接材料914
4.4.1對焊工的要求914
4.4.2對焊條的保管要求914
4.4.3閥門產品上用于鑄件補焊、結構焊常用的焊條牌號914
4.4.4承壓鑄件補焊用焊條915
4.4.5鑄件的焊補916
4.4.6焊后的消除應力處理916
4.4.7焊接工藝評定916
4.5墊片材料917
4.5.1非金屬墊片917
4.5.2半金屬墊片917
4.5.3金屬墊片920
4.6密封填料921
4.6.1對填料自身的要求922
4.6.2常用填料的品種922
4.6.3注意事項923
4.7緊固件材料923
4.7.1緊固件的選用原則923
4.7.2常用緊固件材料923
4.7.3關于閥門中法蘭緊固件選材中的說明926
4.7.4ASTM A193/A193M—2017《高溫和高壓設備用合金鋼和不銹鋼螺栓材料》簡介927
4.7.5ASTM A194/A194M—2017《高溫和高壓設備用碳素鋼與合金鋼螺母》931
4.7.6ASTM A320/A320M—2017《低溫用合金鋼、不銹鋼螺栓材料》934
第5章  閥門的設計與計算939
5.1閥門的計算符號939
5.1.1計算符號、名稱和單位939
5.1.2零件、部位總分類及種類代號939
5.2閥門通用部分典型計算項目943
5.2.1閘閥943
5.2.2截止閥948
5.2.3止回閥951
5.2.4球閥955
5.2.5旋塞閥962
5.2.6柱塞閥967
5.2.7蝶閥974
5.2.8隔膜閥978
5.2.9蒸汽疏水閥981
5.2.10安全閥991
5.2.11減壓閥995
5.2.12工業(yè)過程控制閥（調節(jié)閥）1002
5.3閥門通用部分計算式1009
5.3.1閥體壁厚計算式(T1～T9)1009
5.3.2閥體與閥蓋連接的計算1022
5.3.3鋼制中法蘭的強度計算1027
5.3.4閥蓋厚度的計算1042
5.3.5支架的計算1069
5.3.6閥桿強度驗算計算公式1076
5.3.7密封面、密封環(huán)上總作用力及計算比壓1100
5.3.8閘閥閘板及截止閥閥瓣厚度計算式1107
5.3.9支架與驅動裝置連接盤處強度驗算1112
5.3.10填料箱裝置計算式1112
5.3.11閥桿螺母螺紋的強度計算1115
5.3.12滾動軸承的選擇及手輪直徑的確定1117
5.3.13彈簧的計算1126
5.4閥門專用部分計算式1151
5.4.1旋塞閥1151
5.4.2球閥1152
5.4.3蝶閥1153
5.4.4隔膜閥1156
5.4.5蒸汽疏水閥臨界開啟時力平衡方程計算式1156
5.4.6安全閥1161
5.4.7減壓閥1173
5.4.8控制閥（調節(jié)閥）1184
5.5閥門的結構設計1217
5.5.1閥門設計程序1217
5.5.2閥體的結構設計1219
5.5.3閥體與閥蓋的連接形式1229
5.5.4常見閥蓋的結構型式1233
5.5.5閘閥密封副的結構型式1234
5.5.6截止閥密封副的結構型式1240
5.5.7止回閥密封副的結構型式1247
5.5.8球閥密封副的結構1250
5.5.9旋塞閥密封副的結構1256
5.5.10蝶閥密封副的結構型式1259
5.5.11安全閥關閉件的密封結構及特點1262
5.5.12低溫閥的設計1262
第6章  閥門結構要素1275
6.1閥桿頭部尺寸1275
6.2上密封座尺寸1275
6.3錐形密封面尺寸1276
6.4閥體銅密封面尺寸1276
6.5閘板和閥瓣銅密封面尺寸1277
6.6楔式閘閥閥體、閘板導軌和導軌槽尺寸1277
6.7楔式閘閥閥體密封面間距和楔角尺寸1280
6.8楔式閘板密封面尺寸1282
6.9氨閥閥體密封面尺寸1284
6.10承插焊連接和配管端部尺寸1284
6.11外螺紋連接端部尺寸1285
6.12卡套連接端部尺寸1285
6.13板體尺寸1286
6.14閘板或閥瓣T形槽尺寸1286
6.15填料函尺寸1288
6.16閥桿端部尺寸1291
6.17閥瓣與閥桿連接槽尺寸1295
6.18PN2500管子端部1296
6.19PN2500帶頸接頭1297
6.20PN2500凹穴接頭1297
6.21PN2500管道管接頭1298
6.22PN2500帶頸管接頭1298
6.23PN2500凹穴接頭1299
6.24PN2500管子法蘭1299
6.25PN2500帶蒸汽加熱夾套管子法蘭1300
6.26PN2500帶頸接頭法蘭1301
6.27PN2500帶頸接頭和帶蒸汽加熱夾套管子法蘭1301
6.28PN2500三通、四通法蘭1302
第7章  閥門零部件1303
7.1扳手、手柄和手輪(JB/T 93—2008)1303
7.1.1扳手1303
7.1.2手柄1303
7.1.3傘形手輪1304
7.1.4平行手輪1306
7.2螺母、螺栓和螺塞(JB/T 1700—2008)1309
7.2.1鎖緊螺母1309
7.2.2壓套螺母1310
7.2.3T形螺栓1310
7.2.4六角螺塞1312
7.3閥桿螺母(JB/T 1701—2010)1312
7.3.1A型閥桿螺母1312
7.3.2B型閥桿螺母1312
7.3.3C型閥桿螺母1313
7.3.4D型閥桿螺母1314
7.3.5E型閥桿螺母1314
7.3.6F型閥桿螺母1315
7.3.7G型閥桿螺母1316
7.4軸承壓蓋(JB/T 1702—2008)1316
7.4.1A型軸承壓蓋1316
7.4.2B型軸承壓蓋1317
7.5襯套(JB/T 1703—2008)1317
7.6填料壓蓋、填料壓套和填料壓板(JB/T 1708—2010)1317
7.6.1填料壓蓋1317
7.6.2填料壓套1317
7.6.3填料壓板1320
7.7填料和填料墊(JB/T 1712—2008)1321
7.7.1柔性石墨填料1321
7.7.2塑料填料1321
7.7.3填料墊1322
7.8墊片和止動墊圈(JB/T 1718—2008)1323
7.8.1墊片1323
7.8.2止動墊圈1324
7.8.3螺塞墊1324
7.9閥瓣蓋和對開環(huán)(JB/T 1726—2008)1325
7.9.1閥瓣蓋1325
7.9.2對開圓環(huán)1325
7.10頂心(JB/T 1741—2008)1326
7.11氨閥閥瓣(JB/T 1749—2008)1326
7.12接頭組件(JB/T 1754—2008)1328
7.12.1中壓接頭組件1328
7.12.2高壓接頭組件1329
7.13卡套、 卡套螺母(JB/T 1757—2008)1330
7.13.1卡套1330
7.13.2卡套螺母1330
7.14軸套(JB/T 1759—2010)1331
7.15高壓管子、管件和閥門端部尺寸(JB/T 2768—2010)1331
7.15.1外螺紋連接的管件和閥門端部1331
7.15.2螺紋法蘭連接的管子、管件和閥門端部1331
7.16高壓螺紋法蘭(JB/T 2769—2008)1332
7.17高壓盲板(JB/T 2772—2008)1333
7.18高壓透鏡墊(JB/T 2776—2010)1334
7.18.1高壓有孔透鏡墊1334
7.18.2無孔透鏡墊1335
7.19隔環(huán)(JB/T 5208—2008)1336
7.20上密封座(JB/T 5210—2010)1337
7.21閘閥閥座(JB/T 5211—2008)1337
7.22活節(jié)螺栓1338
7.23PN2500錐面墊、錐面盲墊(JB/T 1308.6—2011)1339
7.24PN2500螺套(JB/T 1308.7—2011)1340
7.25PN2500內外螺母（JB/T 1308.8—2011）1340
7.26PN2500接頭螺母（JB/T 1308.9—2011）1341
7.27PN2500外螺母(JB/T 1308.10—2011)1341
7.28PN2500內外螺套（JB/T 1308.11—2011）1342
7.29PN2500定位環(huán)(JB/T 1308.12—2011)1342
7.30PN2500螺紋法蘭（JB/T 1308.13—2011）1343
7.31PN2500雙頭螺柱（JB/T 1308.14—2011）1343
7.32PN2500階端雙頭螺柱（JB/T 1308.15—2011）1344
7.33PN2500螺母（JB/T 1308.16—2011）1345
7.34PN2500異徑管（JB/T 1308.17—2011）1345
7.35PN2500異徑接頭(JB/T 1308.18—2011)1346
7.36PN2500等徑三通、等徑四通（JB/T 1308.19—2011）1347
7.37PN2500異徑三通、異徑四通(JB/T 1308.20—2011)1348
7.38PN2500彎管(JB/T 1308.21—2011)1350
第8章  閥門驅動裝置1351
8.1閥門驅動裝置的選擇1351
8.1.1閥門驅動方式的分類1351
8.1.2各類驅動裝置的特點1351
8.1.3閥門驅動方式的選擇1351
8.1.4閥門驅動裝置的連接1352
8.2閥門手動裝置1359
8.2.1手輪1359
8.2.2遠距離操縱手動裝置1360
8.2.3齒輪傳動手動裝置1361
8.3閥門電動裝置1361
8.3.1電動裝置的分類1361
8.3.2型號編制方法1362
8.3.3電動裝置的選擇及安裝連接方式1362
8.3.4閥門電動裝置的結構1378
8.3.5閥門電動裝置對閥門的控制功能及電氣控制線路1391
8.3.6電磁驅動1396
8.3.7閥門電動裝置的分級1396
8.4防護型閥門電動裝置1396
8.4.1隔爆型閥門電動裝置1396
8.4.2戶外型閥門電動裝置1403
8.4.3防輻射型閥門電動裝置1404
8.5閥門電動裝置的選擇1405
8.5.1選用電動閥門應考慮的問題1405
8.5.2閥門電動裝置的選擇方法1406
8.5.3閥門電動裝置專用電動機技術參數1407
8.5.4閥門電動裝置主要技術參數1407
8.5.5閥門電動裝置電氣元件1407
8.6閥門氣動裝置1412
8.6.1閥門氣動驅動裝置的使用條件1413
8.6.2閥門氣動驅動裝置的分類和結構特點1413
8.6.3典型的氣動驅動裝置及氣路系統(tǒng)1414
8.6.4各類氣動驅動裝置的結構特點1415
8.6.5氣動驅動裝置主要零件材料及其加工精度1415
8.6.6氣動驅動裝置的設計計算1415
8.7閥門液動裝置1416
8.7.1閥門液動裝置的特點1416
8.7.2液動與氣動裝置的性能比較1417
8.7.3閥門液動裝置的構成1417
第9章  設計數據1418
9.1公稱尺寸和閥體端部基本內徑的關系1418
9.1.1中國標準數據1418
9.1.2美國標準數據1420
9.1.3歐洲標準數據1422
9.2殼體小壁厚1424
9.2.1中國標準數據1424
9.2.2美國標準數據1437
9.2.3歐洲標準數據1443
9.3閥桿直徑和填料函尺寸1448
9.3.1閥桿直徑1448
9.3.2填料函尺寸1454
9.4常用緊固件尺寸1458
9.4.1螺紋1458
9.4.2墊圈及擋圈1502
9.5美制螺紋常用緊固件1507
9.5.1螺栓1507
9.5.2螺柱1507
9.5.3螺母1512
第10章  閥門的檢驗和試驗1515
10.1閥門的檢查和試驗項目1515
10.2閥門的檢查1518
10.2.1閥門鑄件和鍛件的檢查1518
10.2.2閥門的主要尺寸檢查1523
10.3閥門的壓力試驗1529
10.3.1閥門的殼體試驗1531
10.3.2閥門的上密封試驗1534
10.3.3閥門的密封試驗1534
10.3.4API 6D-2014《管線和管道閥門》的補充試驗要求1544
10.4安全閥的試驗1545
10.4.1儀表校準1546
10.4.2測量方法1546
10.4.3實行校正的狀況1548
10.4.4介質成分1548
10.4.5試驗安裝要求1548
10.4.6試驗程序1549
10.4.7計算結果1557
10.4.8試驗匯總報告1558
10.4.9在用試驗及工作臺上定壓試驗1559
10.4.10試驗報告表1562
10.4.11安全閥的殼體試驗1576
10.4.12安全閥的密封性能試驗1577
10.5減壓閥的試驗1578
10.5.1減壓閥的殼體試驗1578
10.5.2減壓閥的性能試驗1578
10.6蒸汽疏水閥的試驗1583
10.6.1蒸汽疏水閥的殼體試驗1583
10.6.2蒸汽疏水閥的性能試驗1583
10.7工業(yè)過程控制閥（調節(jié)閥）的試驗和例行試驗（GB/T 17213.4—2015/IEC 60534-4:2006)1588
10.7.1工業(yè)過程控制閥的檢驗要求1588
10.7.2殼體靜水壓試驗1588
10.7.3閥座泄漏試驗1588
10.7.4填料1592
10.7.5控制閥額定行程1592
10.7.6死區(qū)1592
10.7.7工業(yè)過程控制閥流通能力試驗程序(GB/T 17213.9—2005/IEC 60534-2-3:1997)1593
10.7.8工業(yè)過程控制閥流通能力固有流量特性和可調比1602
10.7.9檢驗和例行試驗報告1605
10.8自力式氣體調壓閥的檢驗和例行試驗（EN 334:2005)1606
10.8.1自力式氣體調壓閥檢驗要求1606
10.8.2試驗方法1606
10.9安全切斷閥檢驗和例行試驗(EN 14382:2005)1614
10.9.1一般規(guī)定1614
10.9.2外觀檢查和結構檢查1615
10.9.3承壓件殼體1615
10.9.4密封性1615
10.9.5閥座密封性1615
10.9.6切斷壓力精度1616
10.9.7響應時間1616
10.9.8復位壓差1616
10.9.9流量系數KV1617
10.9.10耐用性1617
10.9.11膜片成品檢驗1617
10.10特種閥門的試驗1617
10.10.1真空閥門的試驗1617
10.10.2低溫閥門的試驗1625
10.11閥門的其他試驗1630
10.11.1閥門的壽命試驗1630
10.11.2閥門的流量試驗1636
10.11.3閥門的火災型式試驗1640
10.11.4閥門的防靜電試驗1645
10.11.5閥門的逸散性試驗（GB/T 26481—
2011、ISO 15848-2：2015）1645
10.11.6閥門逸散性國際標準、國外先進標準及國家標準對比1648
10.12閥門產品抽樣和等級評定1650
10.12.1閥門產品抽樣的方法1650
10.12.2閥門產品等級的評定方法1650
附錄1652
附錄A常用計量單位換算表1652
附錄B與管道連接形式的測量基準1655
附錄C司太立耐熱耐磨硬質合金的物理-力學性能1655
附錄D司太立耐熱耐磨硬質合金的化學成分和用途1656
附錄E司太立耐熱耐磨硬質合金№1、№6的耐蝕性1658
附錄F閥門涂漆工藝規(guī)程1658
附錄G熱噴涂抗拉結合強度的測定（摘自GB/T 8642—2002）1669
附錄H調節(jié)閥性能檢測設備1672
參考文獻1682