本書(shū)全面介紹了石油、化工等流程工業(yè)用控制閥的設(shè)計(jì)、制造、質(zhì)量控制、選用、維護(hù)檢修技術(shù)原理及方法。全書(shū)共17章,主要內(nèi)容包括:控制閥基礎(chǔ)知識(shí),控制閥的基本原理、分類(lèi)、名詞術(shù)語(yǔ)和參數(shù);控制閥相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和認(rèn)證;流體介質(zhì)物性基礎(chǔ)數(shù)據(jù);控制閥材料及耐蝕性;控制閥選型與計(jì)算;控制閥的設(shè)計(jì);控制閥制造技術(shù)與執(zhí)行機(jī)構(gòu);控制閥各類(lèi)附件,如定位器、電磁閥、空氣過(guò)濾減壓閥、行程開(kāi)關(guān)以及其他常見(jiàn)控制閥配套附件;控制閥控制模式和質(zhì)量控制及檢驗(yàn)試驗(yàn);控制閥的維護(hù)、維修與安裝以及控制閥智能制造。
本書(shū)提供了大量圖、表、數(shù)據(jù)資料,為廣大流程工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制領(lǐng)域的工程技術(shù)人員、設(shè)計(jì)科研院所的技術(shù)人員及控制閥相關(guān)行業(yè)設(shè)計(jì)、應(yīng)用和維護(hù)人員提供了參考依據(jù)和可查閱的數(shù)據(jù)資料。
前言
控制閥是一種能夠改變過(guò)程控制系統(tǒng)中流體流量的動(dòng)力操作裝置。它包括閥門(mén)及其所連接的執(zhí)行機(jī)構(gòu),執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠根據(jù)來(lái)自控制系統(tǒng)的信號(hào)改變閥門(mén)中流量控制元件的位置。控制閥是工業(yè)自動(dòng)化的關(guān)鍵基礎(chǔ)部件,它廣泛應(yīng)用于石油天然氣、石化化工、冶金鋼鐵、電力、輕工等國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈產(chǎn)業(yè)和眾多基礎(chǔ)工業(yè),是在工業(yè)過(guò)程中精確控制介質(zhì)流量、壓力、溫度、液位等工藝參數(shù)的核心部件。作為流程工業(yè)控制系統(tǒng)的終端控制元件,控制閥是復(fù)雜的高科技產(chǎn)品, 它在工業(yè)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用, 不僅要求具有流通能力、泄漏量、材料適應(yīng)性等靜態(tài)性能指標(biāo),還需具有調(diào)節(jié)工藝參數(shù)的功能,同時(shí),還決定了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、精確度和自動(dòng)化程度。隨著技術(shù)的進(jìn)步,工業(yè)控制系統(tǒng)中超高壓、真空、超高溫、超低溫、酸性、腐蝕、易燃易爆、多相流等復(fù)雜極端工況日益增多,從而對(duì)控制閥的安全性、可靠性以及使用壽命等提出了更高更嚴(yán)格的要求,對(duì)生產(chǎn)制造的工藝裝備、設(shè)計(jì)水平、工藝水平及檢測(cè)試驗(yàn)手段的要求進(jìn)一步提高?刂崎y技術(shù)的發(fā)展水平體現(xiàn)了國(guó)家的基礎(chǔ)裝備制造能力和工業(yè)現(xiàn)代化水平,是流程工業(yè)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化的必要條件。
雖然控制閥的結(jié)構(gòu)基本上都是由閥體組件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制器件(附件)組成,但是由于其主要零件與被控(流體)介質(zhì)直接接觸,因此在控制閥設(shè)計(jì)時(shí),不僅要考慮機(jī)械強(qiáng)度、剛度、制造工藝和摩擦、磨損等問(wèn)題,還要考慮流體的物理、化學(xué)作用和流體動(dòng)力、熱力作用所產(chǎn)生的問(wèn)題。控制閥的設(shè)計(jì)、制造不僅涉及機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、自動(dòng)控制學(xué)科的知識(shí),還需要材料學(xué)、腐蝕學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)和傳熱學(xué)等學(xué)科的知識(shí)。
同時(shí),由于控制閥的品種較多,使用數(shù)量較大,從業(yè)人員必須綜合應(yīng)用各種知識(shí),貫徹相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn),并通過(guò)試驗(yàn)研究和實(shí)踐,才能最終完成控制閥的設(shè)計(jì)、制造、選擇、應(yīng)用、安裝、維護(hù)等工作。
本書(shū)突出實(shí)用性,盡量以圖表的形式向讀者提供控制閥設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)際需要的公式、數(shù)據(jù)和程序方法,并匯集了大量的國(guó)內(nèi)外有關(guān)閥門(mén)設(shè)計(jì)的最新標(biāo)準(zhǔn)資料,包括基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)尺寸標(biāo)準(zhǔn)、材料標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)等,有助于設(shè)計(jì)者根據(jù)不同需要按照不同的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)閥門(mén)。本書(shū)在引用國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)時(shí),仍保留其原用計(jì)量單位,并在附錄A中給出了常用計(jì)量單位轉(zhuǎn)換與換算。
我們相信,本書(shū)的出版將會(huì)受到廣大控制閥工作者的關(guān)注,也會(huì)對(duì)我國(guó)控制閥水平的提高起到積極的推動(dòng)作用。由于編者的學(xué)識(shí)與水平有限,書(shū)中難免有不妥或疏漏之處,真誠(chéng)地希望廣大讀者對(duì)本書(shū)存在的缺點(diǎn)和不足進(jìn)行指正,以利修正,讓更多的讀者獲益。
編者
前言
第1章控制閥基礎(chǔ)知識(shí)
11控制閥工作原理
12控制閥分類(lèi)
121按結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)
122按技術(shù)參數(shù)分類(lèi)
13控制閥組成及術(shù)語(yǔ)
131閥體組件
132執(zhí)行機(jī)構(gòu)
133控制閥附件
134控制閥術(shù)語(yǔ)
14控制閥主要參數(shù)
141公稱尺寸
142公稱壓力
143結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度
144額定流量系數(shù)和額定
容量
145流量特性
146可調(diào)比
147泄漏量
148推力及扭矩
149控制精度
1410響應(yīng)時(shí)間
第2章控制閥相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和
認(rèn)證
21國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
211國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
212行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
22控制閥國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)
23控制閥相關(guān)控制部件標(biāo)準(zhǔn)
231定位器產(chǎn)品相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
232電磁閥產(chǎn)品相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
233電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
234空氣過(guò)濾減壓閥及其他
氣控元件產(chǎn)品相關(guān)
標(biāo)準(zhǔn)
24控制閥相關(guān)防爆標(biāo)準(zhǔn)
25其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范
26控制閥相關(guān)認(rèn)證
第3章流體介質(zhì)物性基礎(chǔ)
數(shù)據(jù)
31常用液體性質(zhì)
32常用氣體性質(zhì)
33典型工業(yè)氣體的熱物理性質(zhì)
331空氣
332氮?dú)?br>333氧氣
334一氧化碳
335二氧化碳
336氫氣
337水
34常見(jiàn)有機(jī)、無(wú)機(jī)和單質(zhì)氣體
比熱容比
35純物質(zhì)物性數(shù)據(jù)
第4章控制閥材料及
耐蝕性
41承壓件材料
411承壓件材料的種類(lèi)
412承壓件材料的力學(xué)
性能
413碳鋼
414普通低溫鋼
415高溫鋼
416不銹鋼
417鎳基合金
418鈦及鈦合金
419控制閥承壓件常用
材料
4110承壓件常用材料的標(biāo)準(zhǔn)
及牌號(hào)對(duì)照
4111材料的壓力溫度額
定值
4112承壓件常用材料的使用
溫度范圍
4113鈦及鈦合金的溫度
范圍
4114承壓件常用材料的化學(xué)
成分和力學(xué)性能
42控壓件材料
421控壓件材料特性
422一些特殊介質(zhì)的材料
禁忌
423軟密封材料
43緊固件材料
431緊固件材料的標(biāo)準(zhǔn)
432緊固件材料的選用
433常用緊固件的力學(xué)
性能
44密封材料
441常用密封材料
442常用的填料種類(lèi)
443墊片
45控制閥表面硬化材料
451鈷基合金堆焊焊絲的
選用
452等離子弧堆焊用合金
粉末
453手工電弧焊堆焊用
焊條
454鎳基合金熔覆粉末
455非晶態(tài)合金堆焊材料
第5章控制閥選型與計(jì)算
51控制閥尺寸
52控制閥基本流量公式的
修正
521阻塞流修正與低雷諾數(shù)
修正
522可壓縮性流體修正
523配管集合形狀修正
524氣液兩相流計(jì)算
53閥座泄漏量計(jì)算及試驗(yàn)
程序
54基本流量計(jì)算
541不可壓縮流體的計(jì)算
542可壓縮流體的計(jì)算
543不可壓縮流體與可壓縮流
體計(jì)算通用修正系數(shù)
544控制閥雷諾數(shù)Rev
545控制閥流量系數(shù)典型計(jì)算
實(shí)例
55流量特性及選擇
551控制閥固有流量特性
552工作流量特性
553流量特性的選擇
56控制閥選型計(jì)算
561控制閥的選型原則
562液體控制閥選型
563可壓縮流體閥門(mén)選型
計(jì)算
57力矩計(jì)算及執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型
571直通閥
572旋轉(zhuǎn)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型
58閃蒸和氣蝕
581阻塞流引起的閃蒸和
氣蝕
582閃蒸工況閥門(mén)選型
583氣蝕工況閥門(mén)選型
584氣液兩相流工況下控制閥
的計(jì)算與選型
59噪聲
591控制閥噪聲
592控制閥噪聲預(yù)估
593控制閥的噪聲
控制
第6章控制閥的設(shè)計(jì)
61控制閥常用設(shè)計(jì)計(jì)算
611閥體壁厚設(shè)計(jì)計(jì)算
612中法蘭的設(shè)計(jì)計(jì)算
613閥蓋和支架的結(jié)構(gòu)
614閥蓋的設(shè)計(jì)計(jì)算
615支架的設(shè)計(jì)計(jì)算
62調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)計(jì)算
621調(diào)節(jié)閥閥芯的流量特性
曲線
622閥芯形面的計(jì)算和
繪制
623閥芯開(kāi)啟流通面積的
計(jì)算
624流通面積計(jì)算實(shí)例
625柱塞式閥芯的形面計(jì)算
和繪制
626柱塞式閥芯形面計(jì)算
實(shí)例
627套筒調(diào)節(jié)窗口的設(shè)計(jì)
計(jì)算
628微小流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)形面
設(shè)計(jì)
629調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例
63球閥設(shè)計(jì)計(jì)算
631球閥通道截面直徑的
選擇
632浮動(dòng)式球閥的設(shè)計(jì)
計(jì)算
633固定式球閥的設(shè)計(jì)
計(jì)算
634球閥設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例
64蝶閥設(shè)計(jì)計(jì)算
641蝶閥閥桿力矩的計(jì)算
642密封面摩擦力矩的
計(jì)算
643閥桿軸承處的摩擦
力矩
644閥桿與填料的摩擦
力矩
645蝶閥啟閉的總力矩
646閥桿強(qiáng)度計(jì)算
647蝶板強(qiáng)度驗(yàn)算
648三偏心蝶閥設(shè)計(jì)計(jì)算
實(shí)例
第7章控制閥制造技術(shù)
71控制閥制造技術(shù)簡(jiǎn)介
72控制閥典型加工方法
721控制閥的機(jī)加工工藝
722控制閥的裝配工藝
723控制閥的試驗(yàn)與檢驗(yàn)
73表面強(qiáng)化工藝
731堆焊技術(shù)
732熱噴涂技術(shù)
733熔覆加工技術(shù)
734表面熱處理
735滲碳/氮技術(shù)
736固體滲硼
74控制閥腐蝕與防護(hù)
741控制閥表面處理
742控制閥表面防護(hù)
75材料成型技術(shù)
751鑄造技術(shù)
752鍛造工藝
第8章執(zhí)行機(jī)構(gòu)
81氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
811直行程氣動(dòng)薄膜執(zhí)行
機(jī)構(gòu)
812直行程氣動(dòng)活塞執(zhí)行
機(jī)構(gòu)
813角行