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J41H-16C鑄鋼截止閥設計說明

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詳細介紹

                       J41H-16C鑄鋼截止閥設計說明

                        上海申弘閥門有限公司

*節之前介紹蒸汽截止閥熱損失,現在介紹400J41H-16C鑄鋼截止閥設計說明
    這臺閥門用在一根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。要求閥門采用金屬對金屬的密封面。
    設計參照CB/T 12235,因此標準zui大通徑僅為150mm,所以只能參照執行。同時參照BS1873,此標準壓力等級15 01b時zui大通徑達400mm。
    根據溫壓曲線,截止閥壓力等級為1. 6MPa,公稱通徑為400mm。
    根據使用工況,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,密封面凸臺直徑為480mm,高度為/mm,法蘭厚度為32mm。連接長度按GB/T 12221第22系列,長度為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作直線運動。國標截止閥只適用于全開和全關,一般不用來調節流量,定做時允許作調節和節流。公稱壓力1.6MPa-16.0MPa,工作溫度-29~550℃的石油、化工、制藥、化肥、電力行業等各種工況的管路上,切斷或接通管路介質。驅動方式有手動、齒輪傳動、電動、氣動等。截止閥屬于強制密封式閥門,所以在閥門關閉時,必須向閥瓣施加壓力,以強制密封面不泄漏。當介質由閥瓣下方進入閥門時,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的壓力所產生的推力,關閥門的力比開閥門的力大,所以閥桿的直徑要大,否則發生閥桿頂彎的故障。按連接方式分為三種:法蘭連接、絲扣連接、焊接連接。近年來,從自密封的閥門出現后,截止閥的介質流向就改由閥瓣上方進入閥腔,這時在介質壓力作用下,關閥門的力小,而開閥門的力大,閥桿的直徑可以相應地減少。同時,在介質作用下,這種形式的閥門也較嚴密。我國閥門“三化給”曾規定,截止閥的流向,一律采用自上而下。本閥要水平安裝 截止閥開啟時,閥瓣的開啟高度,為公稱直徑的25%~30%時,流量已達到zui大,表示閥門已達全開位置。所以截止閥的全開位置,應由閥瓣的行程來決定。  鑄鐵絲扣截止閥
 
J41H-16C鑄鋼截止閥的主要標準:
1、GB/T 12233-2006《通用閥門 鐵質截止閥與升降式止回閥》
2、GB/T 12235-2007《通用閥門 法蘭連接鋼制截止閥與升降止回閥》
3、JB/T53174-94《截止閥 產品質量分等》
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》
8、GB8465.2-87《內螺紋連接閘閥、截止閥、球閥、止回閥 基本尺寸 鐵制截止閥》
二、J41H-16C鑄鋼截止閥產品特點
1、結構簡單,制造和維修比較方便
2、工作行程小,啟閉時間短
3、密封性好,密封面間磨擦力小,壽命較長
執行標準
設計規范:GB/T 12235
結構長度:GB/T 12221
法蘭連接:JB/T 79
試驗與檢驗:JB/T 9002
產品標識:GB/T 12220
供貨規范:JB/T 7928


一、J41H-16C鑄鋼截止閥設計說明關閉結構形式
   上海申弘閥門有限公司主營閥門有:截止閥,電動截止閥,氣動截止閥,電動蝶閥,氣動蝶閥 DN400mm的截止閥通徑較大,設計有一定的難度。截止閥泄漏的原因很多,如閥座處強度不夠、閥瓣厚度不夠、閥桿直徑與材質不符合要求等。對于大日徑截止閥而言,zui關鍵的還是關閉結構形式。
    關閉結構形式基本有三種:*種是傳統的介質從閥座底下向上流出,閥瓣靠閥桿的軸向壓力來達到密封。第二種是把截止閥倒裝,使介質從閥瓣上方流人,主要靠介質的壓力來達到密封,有如升降式止回閥那樣。閥門關閉時閥桿軸向壓力很小,甚至不需要,但閥瓣開啟時,閥桿的拉應力非常大。第三種形式閥座的密封面放在下面,閥門關閉時閥瓣上升形成倒密封,閥瓣的關閉力同第二種形式一樣靠介質壓力。閥門開啟時閥桿推開閥瓣向前,閥桿受的是壓應力。
    第三種形式的結構也分為兩種:一種是用螺紋閥座;另一種是用固定閥座。閥座的倒密封結構見圖4—1,雙閥體、倒密封結構見圖4-2。
    螺紋閥座結構簡單,裝配方便,不足之處是關閉力過大時,閥座螺紋部分可能會變形,使閥座與閥體之間產生泄漏。
    雙閥體是理想的關閉結構,其制作成本高,并且結構尺寸要大一些,但較適合大口徑截止閥。
    用戶zui終選定了*種方案,但允許不進行高壓密封試驗,只采取0. 6MPa的低壓密封試
驗,允許泄漏率為112氣泡/min。


二、閥體設計
    DN400mm、PNl. 6MPa截止閥,法蘭按GB/T 9113.1標準,連接長度按GB/T 12221中第22系到。閥體材質采用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中沒有此規格,BS 1873中有此規格。兩種標準中通徑≤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150磅級、公稱通徑DN400mm的zui小壁厚17. 5mm。因150磅級常溫時壓力為2.OMPa,而1.6MPa常溫時壓力為1. 6MPa,所以閥體壁厚zui后圓整為17mm。經計算后此壁厚是恰當的。
    閥體的形狀沒有采用橢圓形,而是采用CB/T 12235中傳統的流道型結構,如圖4—3所示。閥體中腔上出口內徑為450mm。中法蘭采用標準CB/T 9113.1中1.6MPa壓力等級中的厚度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,為安全起見取44mm,實際為42mm,是閥體壁厚的2.5倍。密封面高度為imm,因采用錐面密封,實際寬度為3.5mm。根據經驗,3. Smm的寬度是合理的。
    閥座內徑尺寸也是很重要的尺寸,根據BS 1873規定,DN400的內徑zui小可為387mm,而CB/T 12235規定,閥座的尺寸就是閥門的通徑尺寸,即400mm,并且閥門各處的流通截面積不得小于閥座流通載面積。
截止閥具有以下優點: 
1、結構簡單,制造和維修比較方便。 
2、工作行程小,啟閉時間短。 
3、密封性好,密封面間磨擦力小,壽命較長。 
截止閥的安裝與維護應注意以下事項: 
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、手柄及傳動機構,不允許作起吊用。 
3、介質的流向應與閥體所示箭頭方向一致。

 
三、閥桿設計
    國內CB/T 12235中沒有這一規格,BS 1873規定閥桿直徑zui小為47. 6mm。但按此規定閥門在密封試驗時,閥桿總是彎曲變形,導致密封泄漏,因此設計此閥門時閥桿有意加大了直徑,取65mm。
    闋桿螺母采用Tr65×10LH,采用轉動閥桿螺母,閥桿不旋轉升降,用單頭梯形螺紋,以增加關閉力。閥桿材料采用20 Cr13馬氏體不銹鋼,調質處理至229~ 269HBW,與填料摩擦部分外圓表面淬火至38~ 44HRC。
四、操作機構
為增加關閉力,采用大直徑沖擊手輪,具體結構見圖4—4。與本文相關的產品有美標鈦截止閥