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閥門專業知識-不銹鋼閥門的壓力溫度計算

根據ASME B16. 34 介紹的閥門壓力- 溫度額定值的計算方法，計算了常用不銹鋼閥門的標準磅級和特殊磅級壓力-溫度額定值，并介紹了測定閥門在指定溫度下最大工作壓力的試驗方法。1、閥門專業知識-不銹鋼閥門的壓力溫度計算概述　　閥門是一種壓力管道元件，廣泛用于石油、化工、電力、水利、冶金和航天等各個領域。閥門的壓力-溫度額定值是指在指定溫度下允許的最大工作壓力。當溫度升高時，最大允許工作壓力隨之

　根據ASME B16. 34 介紹的閥門壓力- 溫度額定值的計算方法，計算了常用不銹鋼閥門的標準磅級和特殊磅級壓力-溫度額定值，并介紹了測定閥門在指定溫度下最大工作壓力的試驗方法。

1、閥門專業知識-不銹鋼閥門的壓力溫度計算概述

　　閥門是一種壓力管道元件，廣泛用于石油、化工、電力、水利、冶金和航天等各個領域。閥門的壓力-溫度額定值是指在指定溫度下允許的最大工作壓力。當溫度升高時，最大允許工作壓力隨之降低。壓力-溫度額定值數據是在不同工作溫度和不同工作壓力下正確選擇閥門的重要依據，也是工程建設和生產制造的基本參數。ASME B16. 34 標準中規定了閥門材料的壓力-溫度額定值，該標準將壓力等級分為150、300、400、600、900、1 500、2 500 和4 500磅級，其在高等級1 500、2 500 和4 500 磅級之間有較大的跨度。隨著國民經濟的不斷發展，技術

　　結構的劃分更加細致，在技術創新的同時提出更高的經濟性要求，所以更加細化的閥門壓力-溫度等級劃分和更加精確的閥門性能定位就顯得十分重要。本文通過標準磅級和特殊磅級的304、316、316L 奧氏體不銹鋼閥門壓力-溫度額定值的分析計算和閥門壓力-溫度值試驗方法的研究，確定了閥門在指定溫度下實際的最大工作壓力，為精確定位閥門性能提供依據。

2、計算

　　標準磅級閥門是指符合ASME B16. 34 標準，除特殊磅級閥門和限定磅級閥門以外的閥門。特殊磅級閥門是指制造材料通過ASME B16. 34 標準中規定的無損檢測要求、缺陷排除和修復規則的閥門。為滿足閥門等級細致劃分的要求，根據ASMEB16. 34 的計算公式，在1 500 磅級和4 500 磅級之間增加了2 000、3 000 和3 500 磅級3 個等級。

3、試驗方法

　　通過式(1) 和式(2) 計算值得出了各材料不同磅級閥門的壓力-溫度額定值，但閥門結構、制造工藝和密封材料等因素不同程度影響著閥門性能，導致閥門實際的壓力-溫度值偏離標準規定值，造成閥門選用和生產制造的誤差。因此，在標準規定壓力-溫度等級的基礎上進一步確定閥門的實際性能至關重要。以兩款316 不銹鋼針形截止閥為例(表4) ，對閥門壓力-溫度值的試驗方法進行研究，并嘗試通過試驗得到閥門在各溫度下的實際最大工作壓力。

表4 試驗閥門參數

　　試驗分為活動加載閥門和固定加載閥門。活動加載是指閥門填料由活動的壓緊螺母加載，當閥門填料泄漏時，可持續調節壓緊螺母直到閥門再次密封。固定加載是指閥門填料不可持續調節。試驗以ASME B16. 34 中規定的數值為基準，不超過標準中規定的數值，試驗溫度小于密封填料的最高使用溫度。首先，安裝試驗閥，確認系統密封( 圖1) ，給閥門充滿介質，但不加壓力。然后，控制交變溫度箱緩慢加熱到溫度T，進入保溫階段，保溫時間為t'( 圖2) ，調節壓力試驗臺，保持壓力顯示數值緩慢穩定升高，直到數值不再升高或者回落，記錄此時壓力。

　　對于固定加載閥門，以得到的壓力數據為基準，反復調節壓力試驗臺，直到得到一個穩定的最高密封壓力。對于活動加載閥門，以一定的力矩( 經驗值) 擰緊壓緊螺母，每個溫度下只允許擰緊一次，反復調節壓力試驗臺，直到得到一個穩定的最高密封壓力。根據記錄的各溫度下的穩定壓力數據繪制閥門壓力-溫度曲線( 圖3) 。

圖1 測試系統

圖2 測試時間-溫度曲線

　　分析ASME 標準規定額定值、活動加載閥門和固定加載閥門壓力- 溫度值可以看出，在38℃時，種試驗閥門壓力同標準值基本一致。隨著溫度升高，閥門的試驗結果均低于標準值，但活動加載閥門值與標準值接近，而固定加載閥門等級相差較遠。分析原因，雖然閥門采用了同樣的材料和制造工藝，但PTFE材料受溫度、壓力的影響較明顯，易產生冷流、收縮現象。活動加載閥門通過再次擰緊填料，消除了冷流、收縮產生的體積損失，補償了密封面比壓的損失，從而具有更高的密封能力。

圖3 PTFE 填料閥門壓力- 溫度曲線

4、結語

　　在ASME 標準的基礎上對不銹鋼閥門等級采用了更細致的劃分，計算了各磅級閥門的壓力-溫度標準值，并通過試驗驗證了閥門的性能等級，確定了閥門實際的性能指標，為工程建設提供了更大的選擇空間和更精確的選擇依據。

產品訂購須知:

1.用戶已確定閥門類型和型號（尤其是非標準型號）時，用戶應正確說明其型號的含義和要求。

2.用戶應根據樣本所列產品型號進行訂貨，如對產品項目有特別要求，請在訂單中說明：

1）結構長度2）法蘭標準3）閥門的結構形式：如通道全通徑或縮徑、體蓋連接形式4）閥門內件及對材料的其他要求5）壓力試驗、檢驗標準、標識及其他要求

3、當閥門使用的場合非常重要或環境比較復雜時,請您盡量提供設計圖紙和詳細參數，由我們的專家為您審核把關

4.本公司可以根據用戶的特定要求配置電動裝置,氣動驅動裝置。

5.本公司生產的各類閥門可以滿足訂單規定的各項要求，產品出廠前均逐一按要求的相關標準進行嚴格的檢驗和試驗。

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