J41H-16C鑄鋼截止閥設計說明 上海申弘閥門有限公司 *節(jié)之前介紹蒸汽截止閥熱損失，現(xiàn)在介紹400J41H-16C鑄鋼截止閥設計說明
這臺閥門用在一根DN400mm的架空蒸汽管道上。蒸汽zui高溫度為2500C，zui高使用壓力為0. 8MPa。要求閥門采用金屬對金屬的密封面。
設計參照CB/T 12235，因此標準zui大通徑僅為150mm，所以只能參照執(zhí)行。同時參照BS1873，此標準壓力等級15 01b時zui大通徑達400mm。
根據(jù)溫壓曲線，截止閥壓力等級為1. 6MPa，公稱通徑為400mm。
根據(jù)使用工況，決定殼體采用WCB，此材料的zui高使用溫度為425℃，閥桿采用20C。13，閥瓣采用25鋼。閥體密封面采用堆焊577窄面，材料硬度為28~ 30HRC，閥瓣堆焊507鉬，硬度≥38HRC，寬度要大于閥座密封面。法蘭按GB/T 9113.1規(guī)定，法蘭外徑為580mm，螺栓孔中心圓直徑為525 mm，螺栓孔為16×+30mm，密封面凸臺直徑為480mm，高度為/mm，法蘭厚度為32mm。連接長度按GB/T 12221第22系列，長度為950mm。法蘭式截止閥的啟閉件是圓柱形的閥瓣，密封面呈平面或錐面，閥瓣沿流體的中心線作直線運動。國標截止閥只適用于全開和全關，一般不用來調節(jié)流量，定做時允許作調節(jié)和節(jié)流。公稱壓力1.6MPa-16.0MPa，工作溫度-29～550℃的石油、化工、制藥、化肥、電力行業(yè)等各種工況的管路上，切斷或接通管路介質。驅動方式有手動、齒輪傳動、電動、氣動等。截止閥屬于強制密封式閥門，所以在閥門關閉時，必須向閥瓣施加壓力，以強制密封面不泄漏。當介質由閥瓣下方進入閥門時，操作力所需要克服的阻力，是閥桿和填料的摩擦力與由介質的壓力所產生的推力，關閥門的力比開閥門的力大，所以閥桿的直徑要大，否則發(fā)生閥桿頂彎的故障。按連接方式分為三種：法蘭連接、絲扣連接、焊接連接。近年來，從自密封的閥門出現(xiàn)后，截止閥的介質流向就改由閥瓣上方進入閥腔，這時在介質壓力作用下，關閥門的力小，而開閥門的力大，閥桿的直徑可以相應地減少。同時，在介質作用下，這種形式的閥門也較嚴密。我國閥門“三化給”曾規(guī)定，截止閥的流向，一律采用自上而下。本閥要水平安裝 截止閥開啟時，閥瓣的開啟高度，為公稱直徑的25%～30%時，流量已達到zui大，表示閥門已達全開位置。所以截止閥的全開位置，應由閥瓣的行程來決定。 鑄鐵絲扣截止閥
J41H-16C鑄鋼截止閥的主要標準：
1、GB/T 12233-2006《通用閥門 鐵質截止閥與升降式止回閥》
2、GB/T 12235-2007《通用閥門 法蘭連接鋼制截止閥與升降止回閥》
3、JB/T53174-94《截止閥 產品質量分等》
4、JB/T53165-92《高壓平衡截止閥》
5、GB/T 587-2008《船用法蘭青銅截止閥》
6、GB/T 590-2008《船用法蘭鑄鐵截止閥》
7、GB/T 8464-2008《鐵制和銅制螺紋連接閥門》
8、GB8465.2-87《內螺紋連接閘閥、截止閥、球閥、止回閥 基本尺寸 鐵制截止閥》
二、J41H-16C鑄鋼截止閥產品特點
1、結構簡單，制造和維修比較方便
2、工作行程小，啟閉時間短
3、密封性好，密封面間磨擦力小，壽命較長
執(zhí)行標準
設計規(guī)范：GB/T 12235
結構長度：GB/T 12221
法蘭連接：JB/T 79
試驗與檢驗：JB/T 9002
產品標識：GB/T 12220
供貨規(guī)范：JB/T 7928 
一、J41H-16C鑄鋼截止閥設計說明關閉結構形式
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥,氣動截止閥,電動蝶閥,氣動蝶閥 DN400mm的截止閥通徑較大，設計有一定的難度。截止閥泄漏的原因很多，如閥座處強度不夠、閥瓣厚度不夠、閥桿直徑與材質不符合要求等。對于大日徑截止閥而言，zui關鍵的還是關閉結構形式。
關閉結構形式基本有三種：*種是傳統(tǒng)的介質從閥座底下向上流出，閥瓣靠閥桿的軸向壓力來達到密封。第二種是把截止閥倒裝，使介質從閥瓣上方流人，主要靠介質的壓力來達到密封，有如升降式止回閥那樣。閥門關閉時閥桿軸向壓力很小，甚至不需要，但閥瓣開啟時，閥桿的拉應力非常大。第三種形式閥座的密封面放在下面，閥門關閉時閥瓣上升形成倒密封，閥瓣的關閉力同第二種形式一樣靠介質壓力。閥門開啟時閥桿推開閥瓣向前，閥桿受的是壓應力。
第三種形式的結構也分為兩種：一種是用螺紋閥座；另一種是用固定閥座。閥座的倒密封結構見圖4—1，雙閥體、倒密封結構見圖4-2。
螺紋閥座結構簡單，裝配方便，不足之處是關閉力過大時，閥座螺紋部分可能會變形，使閥座與閥體之間產生泄漏。
雙閥體是理想的關閉結構，其制作成本高，并且結構尺寸要大一些，但較適合大口徑截止閥。
用戶zui終選定了*種方案，但允許不進行高壓密封試驗，只采取0. 6MPa的低壓密封試
驗，允許泄漏率為112氣泡/min。
二、閥體設計
DN400mm、PNl. 6MPa截止閥，法蘭按GB/T 9113.1標準，連接長度按GB/T 12221中第22系到。閥體材質采用WCB，閥體密封面采用錐面形式，直接堆焊577合金，硬度為28HRC。閥體壁厚GB/T 12235中沒有此規(guī)格，BS 1873中有此規(guī)格。兩種標準中通徑≤150mm的zui小壁厚是*相同的，所以直接就采用了BS 1873中壓力等級150磅級、公稱通徑DN400mm的zui小壁厚17. 5mm。因150磅級常溫時壓力為2．OMPa，而1.6MPa常溫時壓力為1. 6MPa，所以閥體壁厚zui后圓整為17mm。經計算后此壁厚是恰當?shù)摹?br /> 閥體的形狀沒有采用橢圓形，而是采用CB/T 12235中傳統(tǒng)的流道型結構，如圖4—3所示。閥體中腔上出口內徑為450mm。中法蘭采用標準CB/T 9113.1中1.6MPa壓力等級中的厚度40mm?？紤]到中間加墊片的凹坑深度，zui后的中法蘭厚度為45mm。
閥座的厚度一般都大于閥體壁厚，此閥采用直接堆焊形式，為安全起見取44mm，實際為42mm，是閥體壁厚的2.5倍。密封面高度為imm，因采用錐面密封，實際寬度為3.5mm。根據(jù)經驗，3. Smm的寬度是合理的。
閥座內徑尺寸也是很重要的尺寸，根據(jù)BS 1873規(guī)定，DN400的內徑zui小可為387mm，而CB/T 12235規(guī)定，閥座的尺寸就是閥門的通徑尺寸，即400mm，并且閥門各處的流通截面積不得小于閥座流通載面積。
截止閥具有以下優(yōu)點：
1、結構簡單，制造和維修比較方便。
2、工作行程小，啟閉時間短。
3、密封性好，密封面間磨擦力小，壽命較長。
截止閥的安裝與維護應注意以下事項：
1、手輪、手柄操作的截止閥可安裝在管道的任何位置上。
2、手輪、手柄及傳動機構，不允許作起吊用。
3、介質的流向應與閥體所示箭頭方向一致。
三、閥桿設計
國內CB/T 12235中沒有這一規(guī)格，BS 1873規(guī)定閥桿直徑zui小為47. 6mm。但按此規(guī)定閥門在密封試驗時，閥桿總是彎曲變形，導致密封泄漏，因此設計此閥門時閥桿有意加大了直徑，取65mm。
闋桿螺母采用Tr65×10LH，采用轉動閥桿螺母，閥桿不旋轉升降，用單頭梯形螺紋，以增加關閉力。閥桿材料采用20 Cr13馬氏體不銹鋼，調質處理至229~ 269HBW，與填料摩擦部分外圓表面淬火至38~ 44HRC。
四、操作機構
為增加關閉力，采用大直徑沖擊手輪，具體結構見圖4—4。與本文相關的產品有美標鈦截止閥
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