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1 定义和缩写1

定义和缩写1

2 流体性能49

2.1 术语的解释49

2.1.1 简介49

2.1.2 状态改变49

2.1.2.1 熔点49

2.1.2.2 沸点49

2.1.2.3 蒸气压力49

2.1.2.4 说明50

2.1.3 黏度50

2.1.3.1 牛顿黏度定律50

2.1.3.2 绝对黏度50

2.1.3.3 运动黏度50

2.1.3.4 牛顿液体51

2.1.3.5 非牛顿液体51

2.1.3.6 说明51

2.1.3.7 贯入度52

2.1.4 密度和相对密度52

2.1.4.1 密度52

2.1.4.2 相对密度52

2.1.5 可压缩性52

2.1.6 pH值53

2.1.7 危害54

2.1.7.1 健康危害54

2.1.7.2 物理危害54

2.1.7.3 环境危害54

2.1.7.4 安装危险性评估54

2.1.7.5 有用信息来源56

2.2 水57

2.2.1 软化水57

2.2.2 淡水58

2.2.2.1 概述58

2.2.2.2 pH值和材料的选择59

2.2.2.3 水硬度59

2.2.2.4 碳酸和碳酸盐平衡60

2.2.3 淡盐水61

2.2.4 海水62

2.2.4.1 概述62

2.2.4.2 海水质量和腐蚀性62

2.2.4.3 材料的选择63

2.2.5 生产用水63

2.3 油64

2.3.1 概述64

2.3.2 黏度65

2.3.2.1 燃烧器油65

2.3.2.2 机器润滑油65

2.3.2.3 齿轮箱油66

2.3.2.4 工业油66

2.3.2.5 其他液体数据67

2.4 固-液混合物67

2.4.1 概述67

2.4.1.1 液体性能68

2.4.1.2 颗粒的大小68

2.4.1.3 粒子密度68

2.4.1.4 形状、硬度和耐磨性68

2.4.1.5 可变形粒子69

2.4.1.6 易碎颗粒69

2.4.1.7 固体浓度69

2.4.1.8 速度70

2.4.2 污水70

2.4.3 污泥70

2.4.4 纸浆71

2.4.4.1 概述71

2.4.4.2 浆质量71

2.4.4.3 纸浆里的空气含量71

2.4.4.4 纸浆特性导致的复杂性71

2.5 液-气混合物72

2.6 气体定律和气体特性72

2.6.1 热力学定律和基本的气体定律72

2.6.1.1 焓73

2.6.1.2 熵73

2.6.2 气体定律73

2.6.3 基本方程74

2.6.3.1 连续方程74

2.6.3.2 伯努利（Bernoulli）方程75

2.6.3.3 动量方程76

2.6.3.4 能量方程76

2.6.4 理想气体和真实气体77

2.6.5 气体性质图表81

2.6.6 混合物性能84

2.6.6.1 平均摩尔质量84

2.6.6.2 气体常数有效值84

2.6.6.3 平均摩尔比热84

2.6.6.4 混合物的等熵指数84

2.6.6.5 气体混合物的压缩性84

2.6.6.6 混合物比容84

2.6.7 质量／体积的关系85

2.6.8 膨胀原则85

2.6.9 多变压头86

2.6.10 多变效率86

2.6.11 功率消耗86

参考文献86

3 隔离阀89

3.1 隔离阀及其系统89

3.2 隔离阀设计90

3.3 隔离阀类型90

3.3.1 线性动作（直行程）阀90

平行闸阀90

楔式闸阀92

刀闸阀94

管道闸阀95

直通式截止阀97

角式截止阀99

斜式截止阀101

双座截止阀101

三通截止阀102

水击泄压阀103

堰式隔膜阀103

全通径隔膜阀105

夹紧阀105

直通式针形阀106

角式针形阀107

电磁阀108

3.3.2 通用可选择产品109

3.3.3 旋动阀110

球阀概述111

一体式（阀体）球阀112

两体式（阀体）球阀113

三体式（阀体）球阀114

枢轴安装球阀（固定球阀）115

多通口球阀118

蝶阀118

平行旋塞阀122

锥形旋塞阀123

油封旋塞阀124

偏心旋塞阀125

多通径旋塞阀126

3.3.4 通用可选择产品126

3.3.5 特殊用途阀门126

盲板阀126

消防栓阀128

样品阀128

冲洗阀128

浮球阀129

排气阀130

组合的截断和放泄阀131

组合的双截断和放泄阀133

组合的截止止回阀134

阀组134

特别注意：清洁发送台137

3.3.6 干固物阀137

干固物隔离阀137

特别注意：非金属阀141

特别注意：卫生阀141

3.3.7 动力驱动阀143

参考文献146

4 止回阀147

4.1 止回阀及其系统147

4.2 止回阀设计148

4.3 止回阀类型149

旋启式止回阀149

带有外负荷的旋启式止回阀151

双瓣止回阀151

活塞式止回阀152

球形止回阀155

隔膜止回阀155

止回底阀156

控制关闭止回阀157

特别注释：泵阀158

特别注释：干燥固体阀门158

特别注释：非金属阀158

特别注释：卫生阀门158

参考文献159

5 调节器161

5.1 调节器及系统161

5.2 调节器设计162

5.3 调节器类型164

恒定压力调节器164

压差调节器166

恒流量调节器167

超流量切断阀167

低压切断阀168

开关阀168

三向转换阀168

特别注意：用于干固体的阀168

特别注意：非金属阀168

特别注意：卫生阀门169

参考文献169

6 控制阀171

6.1 过程控制阀及系统171

6.2 控制阀的设计171

6.3 过程控制阀类型172

6.3.1 线性运动阀174

单座控制阀174

双座控制阀176

笼形内件控制阀177

多端口控制阀179

轴流-笼（形内件）控制阀180

夹紧阀181

特别注意：滑动闸阀183

特别注意：电磁阀183

特别注意：数字阀183

6.3.2 旋转运动阀183

球阀184

特性化的球阀185

特别注意：多通路阀186

蝶阀186

特别注意：鱼尾TM阀187

特别注意：三通阀189

偏心旋转阀189

6.3.3 特殊用途控制阀189

自动泵再循环阀189

恒温控制阀191

特别注意：压力／温度阀192

特别注意：双金属驱动192

特别注意：用于干固体的控制阀192

特别注意：非金属控制阀193

特别注意：卫生控制阀194

参考文献195

7 安全泄压阀197

7.1 安全泄压阀和系统197

7.2 安全泄压阀设计199

7.3 安全泄压阀类型200

用于气体、蒸气和水蒸气的弹簧负载安全阀200

7.3.1 弹簧负载阀的额外选择204

适用于液体的弹簧负载安全阀205

黏性液体的弹簧负载安全阀206

导向协助弹簧负载安全阀207

带补充负载的弹簧式安全阀207

先导式安全泄压阀208

7.3.2 导向阀额外可选项210

剪切销安全阀210

弯曲销安全阀210

热安全阀211

真空截止阀211

防爆安全阀212

特别注意：安全膜213

特别注意：干固体应用213

特别注意：非金属安全泄压阀214

特别注意：卫生应用214

7.4 管道反应214

7.4.1 气体和蒸气214

7.4.2 液体215

参考文献216

8 阀门和管道尺寸的确定217

8.1 隔离阀尺寸确定217

8.2 止回阀尺寸选择218

8.3 安全泄压阀口径的确定219

8.3.1 概述219

8.3.2 尺寸确定方程式220

8.3.3 防爆安全阀221

8.4 调节器和控制阀的尺寸确定221

8.4.1 概述221

8.4.2 节流和压力恢复222

8.4.3 不可压缩流体的尺寸确定方程224

8.4.4 进口速度225

8.4.5 阻流225

8.4.6 汽蚀227

8.4.7 气体／蒸气的尺寸方程228

8.4.8 多相流和流变能力230

8.4.9 侵蚀230

8.4.10 阀门特性231

8.4.11 安装特性232

8.4.12 选择特性233

快速开启234

线性234

等百分比234

8.5 管道的尺寸确定234

8.5.1 流速234

8.5.2 管流损失234

8.5.2.1 雷诺数234

8.5.2.2 直线管道的压头损失236

8.5.2.3 管件压头损失237

8.5.2.4 液压直径238

8.5.2.5 管道系统的总压头损失238

8.5.3 经济239

参考文献239

9 管道和连接件241

9.1 管道设计原理241

9.2 刚性管道系统242

9.2.1 金属材质245

9.2.2 金属管道245

9.2.3 金属管子258

9.2.4 衬里的金属管道／管子274

9.2.5 非金属材料274

9.2.6 非金属管（pipe）276

9.2.7 非金属管（tube）276

9.2.8 非金属双壁系统276

9.3 软管系统291

9.3.1 普通软管291

9.3.2 增强软管295

9.3.3 导管295

9.3.4 金属软管296

9.3.5 连接件296

9.4 膨胀接头297

9.4.1 轴向波纹管297

9.4.2 双轴向波纹管297

9.4.3 自导向的轴向波纹管298

9.4.4 加固波纹管298

9.4.5 单铰链波纹管298

9.4.6 双铰链波纹管298

9.4.7 万向节波纹管298

9.4.8 双万向节波纹管298

9.5 螺纹连接298

9.5.1 平行螺纹298

9.5.2 锥形螺纹299

9.5.3 螺纹密封剂299

9.5.4 螺纹管件299

9.5.5 螺纹活接头299

9.5.6 锤耳活结300

9.6 焊接连接300

9.7 钎焊接头300

9.8 胶接头301

9.9 法兰301

9.9.1 生产301

9.9.2 法兰面301

9.9.2.1 平面法兰（FF）302

9.9.2.2 突面法兰（RF）302

9.9.2.3 环接法兰（RTJ）302

9.9.2.4 凸凹面法兰302

9.9.2.5 榫槽法兰302

9.9.2.6 O形圈槽法兰302

9.9.2.7 搭接303

9.9.3 法兰-管道连接303

9.9.3.1 螺纹303

9.9.3.2 弹性挡圈303

9.9.3.3 焊接环304

9.9.3.4 平焊（SO）304

9.9.3.5 承插焊（SW）304

9.9.3.6 对接焊（WN）304

9.9.3.7 搭接304

9.9.4 压力温度等级304

9.9.5 特殊法兰连接305

9.9.6 栓接305

9.10 垫片305

9.10.1 非金属垫片306

9.10.2 合成垫片306

9.10.2.1 螺旋缠绕垫片307

9.10.2.2 金属包覆垫片307

9.10.3 金属垫片307

齿状垫片307

9.10.4 液态垫圈308

9.11 夹紧连接309

9.12 槽连接309

9.13 压缩管件310

9.13.1 单套环310

9.13.2 双套环311

9.13.3 非金属套环311

9.14 扩口式管件312

9.15 快速释放连接器312

9.16 连接的审核313

参考文献313

10 阀门噪声315

10.1 噪声问题315

10.2 噪声分析315

10.3 阀门噪声的来源316

10.3.1 机械振动316

10.3.2 流体噪声316

10.3.2.1 气体动力噪声316

10.3.2.2 液体动力噪声317

10.3.3 管道系统噪声317

10.4 噪声预测317

10.5 噪声衰减320

10.5.1 源头处理320

10.5.2 路径处理322

10.5.3 管壁厚度322

10.5.4 隔声材料322

10.5.5 隔声外壳322

10.5.6 护耳区323

10.6 噪声计算323

参考文献324

11 阀杆密封325

11.1 引言325

11.1.1 基本概念325

11.1.2 爆炸减压326

11.2 单一密封件327

11.3 双重密封件329

11.4 特殊设计331

11.5 密封材料333

11.5.1 编织材料333

11.5.2 模塑和机械加工材料336

11.5.2.1 弹性体336

11.5.2.2 热塑性塑料338

11.5.2.3 热固性塑料339

11.5.2.4 工程塑料339

11.5.3 非金属材料的比较性能339

11.5.4 金属密封圈339

11.5.5 波纹管和隔膜339

11.6 润滑339

11.7 填料摩擦340

11.8 填料函组件340

参考文献341

12 驱动装置343

12.1 引言343

12.2 控制信号345

12.2.1 模拟信号345

12.2.2 数字信号346

12.2.3 混合信号348

12.2.4 电安全348

12.2.5 电磁相容性348

12.2.6 信号系统的选择349

12.3 驱动装置种类349

薄膜驱动装置350

活塞驱动装置353

叶片（轮）驱动装置356

电-机驱动装置357

电-气驱动装置359

电-液驱动装置359

12.4 附件360

12.4.1 手轮360

12.4.2 定位器361

12.4.3 升压继电器367

12.4.4 失效-安全、切断阀和锁定件367

12.4.5 气动／液动／电动转换器370

12.4.6 远距离行程指示和限制开关370

12.4.7 紧急关闭过载371

12.4.8 阻尼器371

12.5 阀门操作所需的力／扭矩372

12.5.1 线性阀门选择正确驱动装置／弹簧372

12.5.2 反作用薄膜选择的正确驱动装置／弹簧374

12.5.3 转动阀的驱动装置375

12.5.4 驱动装置的尺寸375

12.6 安装376

12.6.1 直线阀门阀杆接头的调节377

12.6.2 调节转动阀上的轴接头377

12.6.3 试验台设定378

12.7 驱动装置选择378

参考文献379

13 阀门材料381

13.1 概述381

13.1.1 疲劳381

13.1.2 热冲击381

13.1.3 腐蚀381

13.1.4 卫生使用381

13.2 压力设备指令（PED）382

13.3 NACE382

13.4 阀体材料383

13.4.1 铸铁和碳钢384

13.4.2 合金钢385

13.4.3 不锈钢387

13.4.4 非铁材料387

13.4.5 高耐腐蚀388

13.4.6 非金属材料390

13.5 内件材料390

13.6 硬面材料393

13.7 法兰的压力／温度额定值395

13.8 非金属涂层399

13.9 栓接材料399

参考文献402

14 仪器和附件403

14.1 仪器403

14.1.1 限位开关403

14.1.2 位置传感器403

特别注意：电封闭403

14.1.3 压差指示器404

14.1.4 密封泄漏检测404

14.1.5 阀座泄漏检测404

14.1.6 汽蚀探测404

14.2 辅助设备405

14.2.1 专用的互锁系统405

14.2.2 外部锁定机构405

14.2.3 辅助阀405

14.2.4 加热／冷却套406

14.2.5 进口过滤器406

14.2.6 液压阻尼器406

14.2.7 消声器406

14.2.8 声封闭407

参考文献407

15 质量、检查和试验409

15.1 引言409

15.1.1 物理特性409

15.1.1.1 极限强度409

15.1.1.2 比例极限409

15.1.1.3 伸长率409

15.1.1.4 收缩面积409

15.1.1.5 硬度410

15.1.1.6 冲击强度410

15.1.1.7 疲劳强度410

15.1.1.8 耐蠕变性410

15.1.2 热处理410

15.1.3 化学成分410

15.1.4 耐腐蚀性410

15.1.5 无损探伤410

15.1.5.1 射线照相检验411

15.1.5.2 超声波检查411

15.1.5.3 着色渗透检查411

15.1.5.4 磁粉检查411

15.1.6 补焊411

15.1.7 焊接411

15.1.8 检查411

15.1.9 装配412

15.1.10 组装412

15.1.11 压力试验412

15.1.12 运转试验412

15.1.13 涂漆412

15.1.14 保存和包装413

15.1.15 采购的设备413

15.1.16 功能试验413

15.1.17 见证413

15.1.18 规范解释414

15.1.19 证书414

15.1.20 文件的提供415

15.2 批量生产的阀门415

15.3 定制的阀门416

15.4 试验准则和文件418

15.5 标准418

参考文献418

16 标准与规范421

16.1 介绍421

16.2 发布管理机构421

16.2.1 国家标准机构422

16.2.2 授权机构423

16.2.3 船级社423

16.2.4 国家管理机构423

16.2.5 认可的往来关系424

16.3 部件424

16.3.1 垫片424

16.3.2 密封件424

16.4 控制和信息传递424

16.5 设计425

16.6 尺寸和压力额定值427

16.7 电力431

16.8 紧固件432

16.9 管件432

16.10 法兰433

16.11 流量434

16.12 连接件的力和力矩435

16.13 软管435

16.14 检查与试验436

16.15 安装442

16.16 仪器仪表442

16.17 维修和修补442

16.18 材料443

16.19 噪声445

16.20 操作446

16.21 涂漆和防腐446

16.22 管子和管道446

16.23 压力容器450

16.24 资格鉴定451

16.25 安全451

16.26 阀座泄漏453

16.27 术语453

16.28 阀门454

16.29 焊接454

17 安装与维修457

17.1 介绍457

17.2 总则457

17.3 安装前的检验458

17.4 安装标准459

17.4.1 管道工程459

17.4.2 阀门安装460

17.5 试运行463

17.5.1 管道清洁463

17.5.2 隔离阀463

17.5.3 电磁阀463

17.5.4 止回阀463

17.5.5 安全排放阀464

17.5.6 控制阀和调节器464

17.6 日常维修464

17.6.1 修理喷嘴和阀瓣465

17.6.2 更换驱动装置薄膜467

17.6.3 更换阀座环467

17.6.4 阀座的磨损468

17.6.5 调整阀杆连接器468

17.6.5.1 线性阀门468

17.6.5.2 旋转阀468

17.7 填料函469

17.7.1 常规的填料调节469

17.7.2 更换阀杆填料469

17.8 备用件470

17.9 故障消除471

17.10 维修473

参考文献474

18 应用解决方案475

18.1 90°转角式气动装置的比较475

引言475

薄膜和汽缸式驱动装置475

齿轮齿条式驱动装置476

拨叉式驱动装置476

叶片式驱动装置476

双作用式或弹簧复位式驱动装置476

扭矩476

附件477

驱动装置之间的比较477

18.2 恶劣工况下的双重隔离用途478

引言478

选择项479

双重隔离式旋塞阀的设计结构480

应用482

18.3 大气排放的低噪声控制482

引言482

调幅排气阀的原理482

噪声水平483

密封罩设计483

阀体设计484

结论484

18.4 设计用于辅助操作人员的传动技术484

引言484

驱动装置程序通过车载开关、按钮和显示屏进行控制485

通过笔记本电脑完成驱动装置程序486

参数显示和在线帮助更清晰486

现场装置的安装更容易486

简化了的文件记录486

电缆连接或无线连接486

通过FIELDBUS对驱动装置进行远程控制486

诊断487

结论487

18.5 高流量泄压和低拥有成本488

引言488

弯曲销泄压阀技术488

弯曲销488

安装488

重置488

操作工况489

总结489

18.6 智能检修的使用489

阀门性能的改善489

检修的智能周期489

智能收集489

分析490

确定解决方案、出具报告并跟踪490

进一步改进的机会491

结论491

18.7 适于连续使用的设计结构——具有抗渗透衬里PFA-P的阀门491

背景491

PFA的栅栏效应491

较高的抗渗透性491

实例492

概述492

18.8 阀门密封方案——满足TA-Luft要求492

引言493

满足TA-Luft要求的密封方案493

适用温度高达250℃的密封副493

适用温度高于250℃的密封副494

高性能密封副的寿命周期成本494

基于阀门翻新的经验495

阀门测量495

密封件的安装495

阀门升级策略496

结论496

参考资料497

18.9 安全测量系统中的决定性环节（ESD或HIPPS）497

引言497

ESD发展史497

环境变化497

IEC要求498

总结499

18.10 消除锅炉给水泵再循环阀门堵塞现象499

锅炉给水泵再循环499

与污水接触的内件500

应用501

其他应用问题501

结论502

18.11 蒸汽疏水阀隔离确保无间断的蒸汽流502

传统的装置502

成套系统503

是如何工作的503

总结504

18.12 数码时代，增加的阀门驱动装置功能504

引言504

阀门操作504

与控制器的通信505

诊断505

案例研究506

19 阀门和驱动装置的选用509

19.1 一般操作工况509

19.1.1 压力509

19.1.2 流体的组成要素509

19.1.3 流体的性能509

19.1.4 系统操作设想510

19.1.5 经济性510

19.1.6 环境条件511

19.1.7 系统设计者511

19.2 根据流体选取阀门511

直接选择511

19.3 阀门采购规范的检查清单511

19.3.1 流体的性质513

完整描述513

流体中的杂质513

适当的润滑513

有待考虑的其他流体513

19.3.2 操作工况513

压力／温度513

流量513

负载循环513

清扫周期513

工艺失常513

19.3.3 环境513

现场工况513

19.3.4 材料513

用户推荐的材料513

物理性能513

化学性能513

19.3.5 阀门机械要求514

压力额定值514

连接514

选择514

19.3.6 阀门气动要求514

动力源514

控制514

19.3.7 阀门电动要求514

电源514

仪器仪表514

分类514

19.3.8 阀门仪表要求514

指示器514

信号发送装置514

开关514

特殊传感器514

通信网络514

19.3.9 构建及安装514

场所514

位置514

19.3.10 维修515

记录文件515

现场工具515

19.3.11 质量保证515

概述515

记录文件515

19.3.12 估价515

商业估价515

技术估价515

19.4 驱动装置选用515

19.5 驱动装置采购规范检查清单516

19.5.1 动力源516

19.5.2 驱动装置类型516

19.5.3 环境516

19.5.4 控制信号517

19.5.5 附加特征517

19.6 采购517

20 流体性能及转换系数519

20.1 引言519

液体性能519

气体的热动力性能519

单位和转换519

20.2 液体性能519

20.2.1 引言519

20.2.2 液体性能表522

20.2.3 补充图表537

20.3 气体的热动力性能544

20.3.1 气体和蒸汽的常规数据544

20.3.2 物理常量表546

20.3.3 物理常量表的注释和参照551

20.3.4 参考资料557

20.4 压力／热焓图表558

20.4.1 氮气558

20.4.2 二氧化碳559

20.4.3 甲烷560

20.4.4 乙烷561

20.4.5 乙烯562

20.4.6 丙烷563

20.4.7 丙烯564

20.4.8 异丁烷565

20.4.9 正丁烷566

20.4.10 异戊烷567

20.4.11 正戊烷568

20.4.12 氧569

20.5 国际单位制570

20.5.1 单位制发展史简介570

20.5.2 符号和数字的表达方法571

20.5.3 国际单位制倍数单位571

20.5.4 衍生单位572

20.6 国际单位的转换系数572

20.6.1 平面角574

20.6.2 长度574

20.6.3 面积574

20.6.4 体积575

20.6.5 时间575

20.6.6 线速度575

20.6.7 线性加速度575

20.6.8 角速度575

20.6.9 角加速度575

20.6.10 质量575

20.6.11 密度576

20.6.12 力576

20.6.13 力矩576

20.6.14 压力，应力576

20.6.15 动力黏度576

20.6.16 运动黏度577

20.6.17 能量577

20.6.18 功率577

20.6.19 流量578

20.6.20 温度578

20.7 其他换算系数578

20.7.1 硬度578

20.7.2 材料韧性580

20.8 阀门专业用标准数量及单位580

参考文献581