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石油和天然气工业中使用的阀门类型

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了解石油和天然气行业中使用的不同类型的阀门及其区别:API和ASME闸阀、截止阀、止回阀、球阀和蝶阀设计(手动或驱动，锻压和铸造阀体)。简单地说阀门是用于管道应用的机械装置，用于控制、调节和打开/关闭流体的流量和压力。锻造阀门用于小口径或高压管道，铸造阀门用于2英寸以上的管道。

什么是阀门?

石油化工行业中使用的不同类型的阀门适用于以下任何应用:

  1. 启动/停止流程流体(碳氢化合物，石油和天然气，蒸汽，水，酸)通过管道(例如:闸阀，球阀，蝶阀，刀闸阀，或旋塞阀)
  2. 调节流量通过管道的流体(例如:截止阀)
  3. 控制流量流体(控制阀)
  4. 改变方向流量(例如三通球阀)
  5. 调节压力某工艺的(减压阀)
  6. 保护来自超压(安全或泄压)或反压(止回阀)的管道系统或设备(泵、电机、罐)
  7. 滤光片碎片通过管道，保护可能被固体部件损坏的设备(y和篮式过滤器)

用于石油和天然气工业的阀门
(来源:Spirax石棺）

阀门被制造出来通过组装多个机械部件在美国，关键的是车身(外壳)，装饰(可更换的湿部件的组合)，阀杆，发动机帽，和一个行动机构(手动杠杆，齿轮或执行器)。

小通径(一般为2英寸)或要求高耐压和耐高温的阀门采用锻钢阀体制造;商用阀门直径在2英寸以上铸体材料。

的阀门的市场2018年的年价值约为400亿美元，主要制造商位于美国、欧洲(意大利、德国、法国和西班牙)、日本和中国。

石化阀门

阀门类型

用于石油和天然气工业和管道应用的阀门可以按多种方式分类:

阀瓣类型

  • 线性运动:闸阀、截止阀、隔膜阀、夹紧阀和止回阀
  • 旋转运动:蝶阀、球阀、旋塞阀、偏心止回阀和旋启止回阀
  • 四分之一旋转:需要大约四分之一旋转运动的设备，从阀杆的0°到90°，从完全关闭的位置移动到完全打开的位置，反之亦然。
油气阀门类型 线性运动阀 旋转运动阀 四分之一转阀
闸阀 X
截止阀 X
止回阀 X
升降止回阀 X
倾斜阀瓣止回阀 X
截止止回阀 X X
球阀 X X
夹管阀 X
蝶阀 X X
旋塞阀 X X
隔膜阀 X
安全阀/减压阀 X

按阀体材质划分的阀门

  • 铸造(机体由铸钢获得)。本文列举了阀门的主要铸造材料。
  • 锻造(车身由锻钢制造)

的本文阐述了铸钢件与锻件的区别。

按驱动类型划分阀门

  • 手动:阀门通过杠杆、轮子和/或齿轮手动操作;
  • 执行机构:阀门通过机电设备(称为执行机构)进行操作，执行机构可以是电动、气动、液压和气体

阀门设计

  • 闸阀:这种类型在管道和管道应用中使用最多。闸阀是用于开启和关闭流体流动的线性运动装置(截止阀)。闸阀不能用于节流应用，即调节流体的流量(在这种情况下应使用截止阀或球阀)。因此，闸阀是全开或关闭的(通过手动轮、齿轮或电动、气动和液压执行器)。
  • 截止阀这种类型的阀门用于节流(调节)流体流量。截止阀也可以切断流体，但要实现这种功能，首选闸阀。截止阀在管道中产生压降，因为流体必须通过非线性通道。
  • 止回阀:这种阀门用于防止管路系统或管道中的回流，以免损坏泵、压缩机等下游设备。当流体有足够的压力时，它打开阀门;当它在设计压力下返回(逆流)时，它会关闭阀门，防止不必要的流动。
  • 球阀：球阀是一种用于关闭应用的四分之一旋转阀。该阀门通过一个内置的球体来开启和关闭流体的流动，该球体在阀体内旋转。球阀是用于开关应用的工业标准，它比闸阀更轻、更紧凑，闸阀具有类似的用途。两种主要设计是浮动式和耳轴式(侧面或顶部入口)
  • 蝶阀:这是一种多功能的，具有成本效益的阀门，用于调节或打开/关闭流体的流量。蝶阀有同心圆或偏心设计(双/三重)，具有紧凑的形状，由于其结构更简单，成本更低，与球阀相比越来越有竞争力。
  • 夹管阀:这是一种线性运动阀，可用于处理固体材料、泥浆和致密流体的管道应用中的节流和关闭应用。夹管阀的特点是有一个夹管来调节流量。
  • 旋塞阀:旋塞阀属于四分之一旋阀，用于关闭应用。第一个旋塞阀是由罗马人引进来控制水管的。
  • 安全阀:安全阀用于保护管道结构不受危险超压的影响，这种超压可能威胁到人的生命或其他资产。本质上，安全阀在超过设定值时释放压力。
  • 控制阀:这些阀门用于自动化复杂的石油化工过程。
  • Y-STRAINERS: y型过滤器虽然不是阀门，但具有过滤杂物和保护下游设备的重要功能，否则可能会损坏

阀的尺寸

为了确保不同制造商的阀门是可互换的，主要类型阀门的面对面尺寸(即阀门进口和出口之间的毫米或英寸的距离)已由ASME B16.10规范。

(来源:仪表和控制培训Youtube频道)

下载图标
Guidance-on-Valve-Type-Selection

Asme b16.34:阀门符合要求

ASME阀门标准B16.34是全球公认的设计、制造和测试石油和天然气行业阀门的标准。在更通用的ASME规范中也提到了ASME B16.34ASME B31.1，《动力管道设计》。

早在1988年，该标准的范围进行了修改，除了法兰端阀门外，还包括螺纹端和焊接端阀门。

满足以下条件时，阀门符合ASME B16.34要求:

  • 阀体和壳体材料在化学和强度方面符合ASME和ASTM材料标准
  • 车身和外壳材料经过热处理，以确保适当的晶粒结构，耐腐蚀性和硬度。
  • 阀体和其他承压部件的壁厚满足ASME B16.34规定的每个压力等级的最小值。
  • NPT和SW端连接应符合ASME B1.20.1或ASME B16.11。
  • 阀杆内部负载，防爆裂。
  • 所有螺栓均为ASTM等级，最大施加应力由B16.34控制。
  • 每个阀门都在1.5倍额定压力下进行壳体测试，进行特定的测试时间。
  • 每个阀门在特定的测试时间内对两个方向的阀座泄漏进行测试。
  • 每个阀门都有永久的结构材料标签，操作限制和制造商的名称。

控制阀

控制阀用于石油和天然气工业中，根据控制器管理的信号来调节管道或工艺中的流体流量(以及相关的工艺参数，如压力、温度和液位)。流量控制阀在复杂的石油化工过程中的作用是关键的，因为过程中涉及的多个回路应保持严格的动态控制，以确保整个过程按预期工作，并在数量、质量和时间方面产生所需的输出。

在过去的几年里，由于大多数行业的过程自动化不断发展，流量控制阀的应用越来越多。

这些类型的阀门用于灌溉系统，水处理厂，石油和天然气厂，发电，防火系统，食品加工行业，通过简化对过程变化的响应，并为人员和设备提供更大的安全性。

在石油和天然气工业中使用的流量控制阀可以是球形、蝶形或球形，并且有多种材料等级和尺寸可供选择。最常用的执行器类型是气动执行器，因为与其他类型的执行器相比，它涉及较少的辅助设备(如电缆，开关柜)。

阀门的开启和关闭及其调节是由电子控制器、定位器和阀门执行器(可以是电动、气动或液压)的联合作用完成的。

执行器打开和关闭控制阀，以响应关键工艺参数的变化，如压力、液位、温度和流量的变化。

通过这样的行动，工艺参数保持在要求的目标范围内，以确保工艺作为一个整体，按预期工作，并生产出所需数量和质量的最终产品。

流量控制阀组件

控制阀的主要部件有:

  • 的阀身体:其中调制元件包含并工作
  • 的定位器:是控制阀门开启程度的元件，安装在阀门本体上
  • 的致动器:是用来移动阀门的调节元件的装置，例如球(球阀)、阀瓣(蝶阀)或阀杆(截止阀)
  • 的控制器

流量控制阀

流量控制阀执行器

执行机构的选择是根据所需的推力杆和阀门的运动。

工程师必须确定是图式执行机构还是活塞式执行机构是最合适的类型。执行器是用于在阀体内移动和定位流量控制元件的主要能源。

有多种类型，包括气动、电动、液压、电液和手动。气动执行器在节流应用中应用最广泛。

一个多世纪以来，作为自动控制的标准，三种类型的气动执行器是可用的:活塞，弹簧和膜片，旋转叶片。前两种可以适用于旋转阀杆或滑动阀杆;后者仅用于旋转阀。

流量控制阀配件

通常，附件的选择，如定位器，传感器，增压器，电磁阀，限位开关，手轮和行程停止器，缓冲器，稳压器，传输线，是基于工程规范。

成本是材料选择的一个主要因素。

不仅是每磅美元的材料成本，还有制造和检查的成本对阀门的拆卸成本也有贡献。安装费用不仅包括安装费用，还包括安装不当造成的损坏费用和检查费用。

后者包括材料化学分析、铸件和焊缝的射线检查和表面检查，以及检查所安装的阀门是否正确，并确保其方向正确。

选择合适的或最优的控制阀类型取决于对管道系统及其流体条件的具体研究，但控制阀的尺寸应该使压力通过它下降，而不是管道的压力下降是控制流量的压力。

所有的阀门，包括蒸汽控制阀，都设计成符合允许的内泄漏标准(FCI / ANSI)。泄漏次数越多，允许内泄漏率越低。

I类阀门将具有最高的内泄漏率，通常成本最低;而VI类阀门将具有最低的允许内泄漏率。蒸汽阀门必须指定泄漏率不低于IV类。IV类蒸汽控制阀将保持较长的使用寿命。

流量控制阀类型

根据阀杆运动的不同，控制阀可分为两种主要类型:

  • 线性运动/往复:截止阀(直、角、三通)、隔膜阀和夹点控制阀
  • 旋转阀杆:球阀、蝶阀、旋塞阀等类型

截止阀可以是单阀座或双阀座。

往复式和旋转控制阀

控制阀的选择

工艺工程师必须考虑许多因素来选择正确的控制阀。甄选时须考虑的一般准则概述如下:

  • 控制类型;控制程度;关闭的程度。
  • 设计温度;设计压力;允许压降。
  • 液体腐蚀性;流体侵蚀特性;其他特性，如结垢或结焦。
  • 固有特性，如阀门Cv:泄漏的危险程度;热或冷守恒;成本。

由于设计标准是已知的，工艺工程师可以继续选择正确类型的控制阀和相关设备，以及阀门本身的材料。

下一步是创建详细的规范(通常由专业的管道工程师起草)，并为供应商创建描述阀门的采购规范。

规格至少应包括:控制阀类型的描述(旋转、滑动);孔径和额定压力;连接端口;机体关节类型;阀体部件、饰件、垫圈和螺栓的材料规范;定位器和控制器要求;阀门类型的工业设计标准的参考。

一般来说，计算机化系统可以帮助工程师根据工艺参数确定最合适的控制阀及其特性。

控制阀安装

  • 总要将排汽管道扩展至少一个管径。将排放管道扩大至少两到三个管径是很常见的。应该注意的是，管道的膨胀降低了阀门的出口速度，从而延长了阀门的寿命。阀门厂家将提供适当的管径后控制阀。将管道尺寸与传热入口连接相匹配。
  • 在任何换热的入口连接之前，蒸汽控制阀后的距离应至少为十根管径。在减压应用中，在改变流向之前，必须至少保留20个水平管道直径。
  • 控制阀必须总是安装在水平蒸汽管道上，而不是垂直安装。
  • 在低流量工况下正确选择阀门比在假定的高流量工况下正确选择阀门更为重要。
  • 在控制阀安装中必须使用旁通阀。旁路阀用于在阀门故障或维修反应性、预防性和预测性时，允许工业设施的人员在没有控制阀的情况下操作过程。
  • 在蒸汽控制阀前后安装压力表，可以实现管线的实时诊断。正确安装的重要性怎么强调都不为过。在许多情况下，启动问题的根源可以追溯到没有正确安装的控制阀。强烈建议至少使用具有仪器仪表背景的人员来监督控制阀的安装和安装。

如何订购阀门

用于石油和天然气行业的阀门制造商需要了解以下信息，以提供正确的设备:

  • 阀式
  • NPS或DN的孔径
  • 阀门额定压力(等级范围从150#到4500#)
  • 规范(例如API 6D、API 600、API 602等)
  • 车身和内饰材料(至少)
  • 要求的端部连接(法兰、螺纹、对接焊、凸耳等)
  • 管道中的流体(>油、气、水、蒸汽、固体)
  • 工作温度和压力
  • 数量
  • 交货时间
  • 原产地限制(是否允许中国和印度血统)

示例如何订购石油和天然气闸阀，截止阀，止回阀

每个制造商都有自己的阀门订购表，映射用户必须考虑的阀门配置参数:

GS- f - 6″/150- - - - - -316- - - - - -B

1 2 3 4 5

1.阀式 2.终端类型 3.尺寸/级别 4.基体材料 5.选项
C:止回阀
CL:提升止回阀
检查压力密封阀门
旋启止回阀
G:闸阀
GG:锻造闸阀
轻型闸阀(API 603)
GS:闸板压力密封阀
O:截止阀
OB:截止波纹密封阀门
操作系统:截止压力密封阀
Y: Y-strainer		 F:法兰端
T:螺纹端
W:对接焊端
S:承插焊端		 尺寸:NPS 1/2 - 80″

ANSI标准:
150: 150磅级
300: 300 LB Class
600: 600 LB Class
1500: 1500 LB Class

DIN标准:

PN16
PN25
PN40

JIS标准:

10k: jis 10k
20k: jis 20k

 GG:锻造闸阀
316:铸造s.s. CF8M
304:铸造s.s. CF8
F316:锻件s.s. F316
F304:锻件s.s. F304
WCB:钢制WCB
LCB:钢制LCB
哈氏合金B
:铬镍铁合金		 B:旁路
G:齿轮操作员
D:下水道

40的反应

  2. 我希望得到您的注意，这个要求非常重要，因此我向您提出，并立即采取行动。

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    感谢您对此请求的合作。

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    欧文
    营销总监
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    *品牌/制造- MVEC, AUDCO, K.S.B, BHEL, KIRLSOLER, BDK, SPIRAX, LEADER, IBR AND NON IBR*和许多其他品牌。

    材料-铸钢，锻钢，ASTM A216 WCB, a105, F-22, SS - 304, SS - 316和其他也。

    压力等级等级-插座焊接，螺纹端，但焊接，法兰端，150#，300#，600#，800#，900#，1500#和2500#与IBR证书。

    阀门通径- 1 / 2”到36″。

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    阿拉姆工程师
    S-Block, MIDC，博萨里普纳
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  14. 问候
    我需要止回阀摆动型30″型150wcb
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    问候
    Fawad
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  18. 哇，我不知道在石油和天然气工业中有这么多不同类型的阀门。有趣的是，它们可以帮助控制流体的流动和调节压力。因为他们做一些重要的工作，我认为与专业人士交谈是明智的，他们可以帮助你找到适合你需要完成的工作的人。

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  22. 嘿!

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