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 NACE 382
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