实用阀门设计手册（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  阀门基础知识1
1.1阀门分类1
1.1.1按自动和驱动分类1
1.1.2按用途和作用分类1
1.1.3按主要技术参数分类1
1.1.4按结构特征分类2
1.1.5按结构原理分类3
1.2阀门术语6
1.2.1阀门分类术语6
1.2.2阀门结构与零部件术语7
1.2.3阀门性能及其他术语12
1.3阀门型号编制方法15
1.3.1一般工业用阀门型号编制方法15
1.3.2真空阀门型号编制方法19
1.3.3调节阀型号编制方法20
1.3.4调压器型号编制方法21
1.3.5电站阀门型号编制方法22
1.4阀门标志和识别涂漆25
1.4.1阀门的标志25
1.4.2阀门的识别涂漆27
1.5阀门常用标准代号28
1.5.1我国标准代号28
1.5.2国外主要标准代号28
1.6阀门中的流通能力和压力损失28
1.6.1阀门的流量系数28
1.6.2阀门的流阻系数46
1.7阀门参数50
1.7.1公称尺寸DN/NPS50
1.7.2公称压力PN/Class50
1.7.3压力-温度额定值51
1.7.4阀门的结构长度57
1.7.5连接法兰124
1.7.6其他连接端411
第2章  典型阀门结构、配合精度、表面粗糙度和设计标准427
2.1典型阀门结构和设计标准427
2.1.1闸阀427
2.1.2截止阀443
2.1.3止回阀457
2.1.4球阀466
2.1.5旋塞阀478
2.1.6蝶阀483
2.1.7隔膜阀和管夹阀495
2.1.8柱塞阀498
2.1.9安全阀503
2.1.10减压阀515
2.1.11蒸汽疏水阀520
2.1.12真空阀528
2.1.13调节阀（工业过程控制阀）535
2.2主要阀类的配合精度和表面粗糙度548
2.2.1闸阀548
2.2.2截止阀554
2.2.3止回阀566
2.2.4柱塞阀568
2.2.5球阀568
2.2.6旋塞阀579
2.2.7蝶阀580
2.2.8隔膜阀580
2.2.9减压阀591
2.2.10安全阀595
2.2.11蒸汽疏水阀596
2.2.12调节阀（工业过程控制阀）610
第3章  设计计算数据617
3.1压力-温度额定值617
3.1.1美国标准617
3.1.2欧洲标准684
3.1.3中国标准711
3.2铸造阀门管件用材料的许用应力733
3.3阀门常用锻件的许用应力736
3.4阀杆常用材料的力学性能739
3.5螺栓、螺母常用材料的力学性能740
3.6阀杆常用材料的许用应力740
3.7各种材料连接的螺柱、螺栓、螺钉许用应力和许用载荷743
3.8GB 150.2—2011《压力容器第2部分：材料》规定的材料许用应力763
3.8.1钢板的许用应力763
3.8.2钢管的许用应力767
3.8.3锻件的许用应力771
3.8.4螺柱的许用应力774
3.9EN 12516.2：2014规定的材料许用应力776
3.9.1铸钢件的许用应力776
3.9.2带材或板材的许用应力777
3.9.3锻钢件的许用应力778
3.10ASME BPVCⅡD(2013版)规定的材料许用应力780
3.10.1铁基材料的许用应力780
3.10.2非铁基材料的许用应力794
3.10.3螺栓材料的许用应力802
3.11密封的必需比压811
3.12密封材料的许用比压812
3.13无石棉填料的系数813
3.14梯形螺纹的摩擦因数与半径813
3.15梯形螺纹计算参数815
3.16细牙普通螺纹计算参数817
3.17各种材料的螺纹许用应力819
3.18阀杆支撑形式影响系数820
3.19各种材料的临界细长比821
3.20各种材料常温时的临界许用压应力822
3.21垫片基本密封宽度b0822
3.22垫片特性参数824
3.23法兰连接零件之间的温度差825
3.24阀门管件计算中的各种摩擦因数826
3.25椭圆阀体b/a<>
3.26锥形顶盖的应力系数826
3.27平盖系数K827
3.28圆板应力系数值829
3.29系数n值829
3.30形状系数K值829
3.31安全阀的关闭压力、开启压力和排放压力829
3.32闸阀阀杆轴向力计算系数830
3.33法兰用螺栓上的拧紧力矩推荐值830
第4章  阀门材料831
4.1概述831
4.2阀体、阀盖和闸板（阀瓣、蝶板、球体）的材料831
4.2.1铸铁831
4.2.2碳素钢838
4.2.3合金钢841
4.2.4高温阀门用钢842
4.2.5低温阀门用钢844
4.2.6不锈钢851
4.2.7镍和镍合金885
4.2.8钛及钛合金893
4.2.9铜合金901
4.3内件材料908
4.3.1密封面材料（阀门启闭件密封面）908
4.3.2阀杆和上密封座材料910
4.4焊接材料914
4.4.1对焊工的要求914
4.4.2对焊条的保管要求914
4.4.3阀门产品上用于铸件补焊、结构焊常用的焊条牌号914
4.4.4承压铸件补焊用焊条915
4.4.5铸件的焊补916
4.4.6焊后的消除应力处理916
4.4.7焊接工艺评定916
4.5垫片材料917
4.5.1非金属垫片917
4.5.2半金属垫片917
4.5.3金属垫片920
4.6密封填料921
4.6.1对填料自身的要求922
4.6.2常用填料的品种922
4.6.3注意事项923
4.7紧固件材料923
4.7.1紧固件的选用原则923
4.7.2常用紧固件材料923
4.7.3关于阀门中法兰紧固件选材中的说明926
4.7.4ASTM A193/A193M—2017《高温和高压设备用合金钢和不锈钢螺栓材料》简介927
4.7.5ASTM A194/A194M—2017《高温和高压设备用碳素钢与合金钢螺母》931
4.7.6ASTM A320/A320M—2017《低温用合金钢、不锈钢螺栓材料》934
第5章  阀门的设计与计算939
5.1阀门的计算符号939
5.1.1计算符号、名称和单位939
5.1.2零件、部位总分类及种类代号939
5.2阀门通用部分典型计算项目943
5.2.1闸阀943
5.2.2截止阀948
5.2.3止回阀951
5.2.4球阀955
5.2.5旋塞阀962
5.2.6柱塞阀967
5.2.7蝶阀974
5.2.8隔膜阀978
5.2.9蒸汽疏水阀981
5.2.10安全阀991
5.2.11减压阀995
5.2.12工业过程控制阀（调节阀）1002
5.3阀门通用部分计算式1009
5.3.1阀体壁厚计算式(T1～T9)1009
5.3.2阀体与阀盖连接的计算1022
5.3.3钢制中法兰的强度计算1027
5.3.4阀盖厚度的计算1042
5.3.5支架的计算1069
5.3.6阀杆强度验算计算公式1076
5.3.7密封面、密封环上总作用力及计算比压1100
5.3.8闸阀闸板及截止阀阀瓣厚度计算式1107
5.3.9支架与驱动装置连接盘处强度验算1112
5.3.10填料箱装置计算式1112
5.3.11阀杆螺母螺纹的强度计算1115
5.3.12滚动轴承的选择及手轮直径的确定1117
5.3.13弹簧的计算1126
5.4阀门专用部分计算式1151
5.4.1旋塞阀1151
5.4.2球阀1152
5.4.3蝶阀1153
5.4.4隔膜阀1156
5.4.5蒸汽疏水阀临界开启时力平衡方程计算式1156
5.4.6安全阀1161
5.4.7减压阀1173
5.4.8控制阀（调节阀）1184
5.5阀门的结构设计1217
5.5.1阀门设计程序1217
5.5.2阀体的结构设计1219
5.5.3阀体与阀盖的连接形式1229
5.5.4常见阀盖的结构型式1233
5.5.5闸阀密封副的结构型式1234
5.5.6截止阀密封副的结构型式1240
5.5.7止回阀密封副的结构型式1247
5.5.8球阀密封副的结构1250
5.5.9旋塞阀密封副的结构1256
5.5.10蝶阀密封副的结构型式1259
5.5.11安全阀关闭件的密封结构及特点1262
5.5.12低温阀的设计1262
第6章  阀门结构要素1275
6.1阀杆头部尺寸1275
6.2上密封座尺寸1275
6.3锥形密封面尺寸1276
6.4阀体铜密封面尺寸1276
6.5闸板和阀瓣铜密封面尺寸1277
6.6楔式闸阀阀体、闸板导轨和导轨槽尺寸1277
6.7楔式闸阀阀体密封面间距和楔角尺寸1280
6.8楔式闸板密封面尺寸1282
6.9氨阀阀体密封面尺寸1284
6.10承插焊连接和配管端部尺寸1284
6.11外螺纹连接端部尺寸1285
6.12卡套连接端部尺寸1285
6.13板体尺寸1286
6.14闸板或阀瓣T形槽尺寸1286
6.15填料函尺寸1288
6.16阀杆端部尺寸1291
6.17阀瓣与阀杆连接槽尺寸1295
6.18PN2500管子端部1296
6.19PN2500带颈接头1297
6.20PN2500凹穴接头1297
6.21PN2500管道管接头1298
6.22PN2500带颈管接头1298
6.23PN2500凹穴接头1299
6.24PN2500管子法兰1299
6.25PN2500带蒸汽加热夹套管子法兰1300
6.26PN2500带颈接头法兰1301
6.27PN2500带颈接头和带蒸汽加热夹套管子法兰1301
6.28PN2500三通、四通法兰1302
第7章  阀门零部件1303
7.1扳手、手柄和手轮(JB/T 93—2008)1303
7.1.1扳手1303
7.1.2手柄1303
7.1.3伞形手轮1304
7.1.4平行手轮1306
7.2螺母、螺栓和螺塞(JB/T 1700—2008)1309
7.2.1锁紧螺母1309
7.2.2压套螺母1310
7.2.3T形螺栓1310
7.2.4六角螺塞1312
7.3阀杆螺母(JB/T 1701—2010)1312
7.3.1A型阀杆螺母1312
7.3.2B型阀杆螺母1312
7.3.3C型阀杆螺母1313
7.3.4D型阀杆螺母1314
7.3.5E型阀杆螺母1314
7.3.6F型阀杆螺母1315
7.3.7G型阀杆螺母1316
7.4轴承压盖(JB/T 1702—2008)1316
7.4.1A型轴承压盖1316
7.4.2B型轴承压盖1317
7.5衬套(JB/T 1703—2008)1317
7.6填料压盖、填料压套和填料压板(JB/T 1708—2010)1317
7.6.1填料压盖1317
7.6.2填料压套1317
7.6.3填料压板1320
7.7填料和填料垫(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填料垫1322
7.8垫片和止动垫圈(JB/T 1718—2008)1323
7.8.1垫片1323
7.8.2止动垫圈1324
7.8.3螺塞垫1324
7.9阀瓣盖和对开环(JB/T 1726—2008)1325
7.9.1阀瓣盖1325
7.9.2对开圆环1325
7.10顶心(JB/T 1741—2008)1326
7.11氨阀阀瓣(JB/T 1749—2008)1326
7.12接头组件(JB/T 1754—2008)1328
7.12.1中压接头组件1328
7.12.2高压接头组件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轴套(JB/T 1759—2010)1331
7.15高压管子、管件和阀门端部尺寸(JB/T 2768—2010)1331
7.15.1外螺纹连接的管件和阀门端部1331
7.15.2螺纹法兰连接的管子、管件和阀门端部1331
7.16高压螺纹法兰(JB/T 2769—2008)1332
7.17高压盲板(JB/T 2772—2008)1333
7.18高压透镜垫(JB/T 2776—2010)1334
7.18.1高压有孔透镜垫1334
7.18.2无孔透镜垫1335
7.19隔环(JB/T 5208—2008)1336
7.20上密封座(JB/T 5210—2010)1337
7.21闸阀阀座(JB/T 5211—2008)1337
7.22活节螺栓1338
7.23PN2500锥面垫、锥面盲垫(JB/T 1308.6—2011)1339
7.24PN2500螺套(JB/T 1308.7—2011)1340
7.25PN2500内外螺母（JB/T 1308.8—2011）1340
7.26PN2500接头螺母（JB/T 1308.9—2011）1341
7.27PN2500外螺母(JB/T 1308.10—2011)1341
7.28PN2500内外螺套（JB/T 1308.11—2011）1342
7.29PN2500定位环(JB/T 1308.12—2011)1342
7.30PN2500螺纹法兰（JB/T 1308.13—2011）1343
7.31PN2500双头螺柱（JB/T 1308.14—2011）1343
7.32PN2500阶端双头螺柱（JB/T 1308.15—2011）1344
7.33PN2500螺母（JB/T 1308.16—2011）1345
7.34PN2500异径管（JB/T 1308.17—2011）1345
7.35PN2500异径接头(JB/T 1308.18—2011)1346
7.36PN2500等径三通、等径四通（JB/T 1308.19—2011）1347
7.37PN2500异径三通、异径四通(JB/T 1308.20—2011)1348
7.38PN2500弯管(JB/T 1308.21—2011)1350
第8章  阀门驱动装置1351
8.1阀门驱动装置的选择1351
8.1.1阀门驱动方式的分类1351
8.1.2各类驱动装置的特点1351
8.1.3阀门驱动方式的选择1351
8.1.4阀门驱动装置的连接1352
8.2阀门手动装置1359
8.2.1手轮1359
8.2.2远距离操纵手动装置1360
8.2.3齿轮传动手动装置1361
8.3阀门电动装置1361
8.3.1电动装置的分类1361
8.3.2型号编制方法1362
8.3.3电动装置的选择及安装连接方式1362
8.3.4阀门电动装置的结构1378
8.3.5阀门电动装置对阀门的控制功能及电气控制线路1391
8.3.6电磁驱动1396
8.3.7阀门电动装置的分级1396
8.4防护型阀门电动装置1396
8.4.1隔爆型阀门电动装置1396
8.4.2户外型阀门电动装置1403
8.4.3防辐射型阀门电动装置1404
8.5阀门电动装置的选择1405
8.5.1选用电动阀门应考虑的问题1405
8.5.2阀门电动装置的选择方法1406
8.5.3阀门电动装置专用电动机技术参数1407
8.5.4阀门电动装置主要技术参数1407
8.5.5阀门电动装置电气元件1407
8.6阀门气动装置1412
8.6.1阀门气动驱动装置的使用条件1413
8.6.2阀门气动驱动装置的分类和结构特点1413
8.6.3典型的气动驱动装置及气路系统1414
8.6.4各类气动驱动装置的结构特点1415
8.6.5气动驱动装置主要零件材料及其加工精度1415
8.6.6气动驱动装置的设计计算1415
8.7阀门液动装置1416
8.7.1阀门液动装置的特点1416
8.7.2液动与气动装置的性能比较1417
8.7.3阀门液动装置的构成1417
第9章  设计数据1418
9.1公称尺寸和阀体端部基本内径的关系1418
9.1.1中国标准数据1418
9.1.2美国标准数据1420
9.1.3欧洲标准数据1422
9.2壳体小壁厚1424
9.2.1中国标准数据1424
9.2.2美国标准数据1437
9.2.3欧洲标准数据1443
9.3阀杆直径和填料函尺寸1448
9.3.1阀杆直径1448
9.3.2填料函尺寸1454
9.4常用紧固件尺寸1458
9.4.1螺纹1458
9.4.2垫圈及挡圈1502
9.5美制螺纹常用紧固件1507
9.5.1螺栓1507
9.5.2螺柱1507
9.5.3螺母1512
第10章  阀门的检验和试验1515
10.1阀门的检查和试验项目1515
10.2阀门的检查1518
10.2.1阀门铸件和锻件的检查1518
10.2.2阀门的主要尺寸检查1523
10.3阀门的压力试验1529
10.3.1阀门的壳体试验1531
10.3.2阀门的上密封试验1534
10.3.3阀门的密封试验1534
10.3.4API 6D-2014《管线和管道阀门》的补充试验要求1544
10.4安全阀的试验1545
10.4.1仪表校准1546
10.4.2测量方法1546
10.4.3实行校正的状况1548
10.4.4介质成分1548
10.4.5试验安装要求1548
10.4.6试验程序1549
10.4.7计算结果1557
10.4.8试验汇总报告1558
10.4.9在用试验及工作台上定压试验1559
10.4.10试验报告表1562
10.4.11安全阀的壳体试验1576
10.4.12安全阀的密封性能试验1577
10.5减压阀的试验1578
10.5.1减压阀的壳体试验1578
10.5.2减压阀的性能试验1578
10.6蒸汽疏水阀的试验1583
10.6.1蒸汽疏水阀的壳体试验1583
10.6.2蒸汽疏水阀的性能试验1583
10.7工业过程控制阀（调节阀）的试验和例行试验（GB/T 17213.4—2015/IEC 60534-4:2006)1588
10.7.1工业过程控制阀的检验要求1588
10.7.2壳体静水压试验1588
10.7.3阀座泄漏试验1588
10.7.4填料1592
10.7.5控制阀额定行程1592
10.7.6死区1592
10.7.7工业过程控制阀流通能力试验程序(GB/T 17213.9—2005/IEC 60534-2-3:1997)1593
10.7.8工业过程控制阀流通能力固有流量特性和可调比1602
10.7.9检验和例行试验报告1605
10.8自力式气体调压阀的检验和例行试验（EN 334:2005)1606
10.8.1自力式气体调压阀检验要求1606
10.8.2试验方法1606
10.9安全切断阀检验和例行试验(EN 14382:2005)1614
10.9.1一般规定1614
10.9.2外观检查和结构检查1615
10.9.3承压件壳体1615
10.9.4密封性1615
10.9.5阀座密封性1615
10.9.6切断压力精度1616
10.9.7响应时间1616
10.9.8复位压差1616
10.9.9流量系数KV1617
10.9.10耐用性1617
10.9.11膜片成品检验1617
10.10特种阀门的试验1617
10.10.1真空阀门的试验1617
10.10.2低温阀门的试验1625
10.11阀门的其他试验1630
10.11.1阀门的寿命试验1630
10.11.2阀门的流量试验1636
10.11.3阀门的火灾型式试验1640
10.11.4阀门的防静电试验1645
10.11.5阀门的逸散性试验（GB/T 26481—
2011、ISO 15848-2：2015）1645
10.11.6阀门逸散性国际标准、国外先进标准及国家标准对比1648
10.12阀门产品抽样和等级评定1650
10.12.1阀门产品抽样的方法1650
10.12.2阀门产品等级的评定方法1650
附录1652
附录A常用计量单位换算表1652
附录B与管道连接形式的测量基准1655
附录C司太立耐热耐磨硬质合金的物理-力学性能1655
附录D司太立耐热耐磨硬质合金的化学成分和用途1656
附录E司太立耐热耐磨硬质合金№1、№6的耐蚀性1658
附录F阀门涂漆工艺规程1658
附录G热喷涂抗拉结合强度的测定（摘自GB/T 8642—2002）1669
附录H调节阀性能检测设备1672
参考文献1682