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本書基于天然氣調(diào)壓裝置對閥門的控制要求和使用要求，結(jié)合流體的壓力、流量和溫度等參數(shù)，給出了天然氣調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的正確設(shè)計和選用方法。本書全面闡述了天然氣調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的結(jié)構(gòu)、材料、設(shè)計計算、試驗與檢驗，并介紹了天然氣調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的選型與應(yīng)用。
本書全面采用了國內(nèi)外現(xiàn)行相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)，可供天然氣運輸和閥門設(shè)計、制造、安裝、使用與維修人員使用，也可為大專院校相關(guān)專業(yè)師生提供參考。

前言

天然氣調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門在天然氣管道輸送系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用于控制流體的壓力、流量。由于流體的壓力、流量、溫度和物理化學(xué)性質(zhì)的不同，對流體調(diào)壓裝置的控制要求和使用要求也不同，所以調(diào)壓裝置的閥門種類也不同。因此，正確地設(shè)計和選用調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門，是實現(xiàn)調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的調(diào)節(jié)性能、密封性能、動作性能和流通能力的關(guān)鍵所在。對于大多數(shù)調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門來說，調(diào)節(jié)閥的性能（基本誤差、回差、死區(qū)、始終點偏差、額定行程偏差、固有流量特性、泄漏量等）是首要問題。自力式調(diào)節(jié)閥（監(jiān)控調(diào)壓閥）是當(dāng)控制指揮器（導(dǎo)閥）將調(diào)壓閥的出口壓力給定后，還能夠在用氣量發(fā)生變化時，使調(diào)壓閥的出口壓力波動穩(wěn)定在5%以內(nèi)；安全切斷閥是當(dāng)下游信號采集點處的壓力超出彈簧所設(shè)定的范圍后，采集點處的壓力信號反饋給指揮器（導(dǎo)閥），使閥門快速關(guān)閉，從而切斷氣體向下游的輸送，保護下游設(shè)備及管道的安全。如果密封性差或密封壽命低、動作不可靠，則會造成天然氣的外漏或內(nèi)漏，從而產(chǎn)生環(huán)境污染和經(jīng)濟損失，甚至造成人身傷亡。因此，對于高、中壓氣體調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的設(shè)計和制造來說，安全可靠是非常重要的。

本書就是從天然氣調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門安全切斷閥、自力式調(diào)節(jié)閥（監(jiān)控調(diào)壓閥）、軸流式調(diào)節(jié)閥（工作調(diào)壓閥）的設(shè)計入手，重點介紹天然氣調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的組成及分類、安全切斷閥的設(shè)計和選用、自力式調(diào)節(jié)閥的設(shè)計和選用、軸流式調(diào)節(jié)閥的設(shè)計和選用，如調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的最小壁厚計算、密封比壓的計算、緊固件的計算、彈簧和膜片的計算、調(diào)節(jié)閥計算的理論基礎(chǔ)、流量系數(shù)的計算、調(diào)節(jié)閥的可調(diào)比、調(diào)節(jié)閥的固有流量特性、調(diào)節(jié)閥的公稱尺寸、調(diào)節(jié)閥殼體和內(nèi)件材料、調(diào)節(jié)閥的噪聲、調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的檢驗、壓力試驗和性能檢驗，以及調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的選型與應(yīng)用技術(shù)等。

本書在編寫過程中注重標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，貫徹GB/T 4213、GB/T 17213（所有部分）、GB/T 26640、GB/T 26481、GB 27790、CJ/T 335、JB/T 13885、ASME B16.34、API 6D、EN 334、EN 14382等標(biāo)準(zhǔn)。

本書在編寫過程中盡量考慮天然氣調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門用戶的需求，把可能用到的各種數(shù)據(jù)資料盡量提供清楚，正文中無法提供的，在相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計手冊中給予補充，力求全面。

本書在編寫過程中，得到單位的領(lǐng)導(dǎo)及同志的指導(dǎo)和幫助。為本書提供技術(shù)資料和協(xié)助出版工作的有：博思特能源裝備（天津）股份有限公司、天津貝特爾流體控制閥門有限公司、中國石油西氣東輸管道公司。

由于編著者水平有限，錯誤和不妥之處在所難免，真誠地希望廣大讀者批評指正。

編著者

前言
第1章天然氣調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門綜述1
1.1現(xiàn)代工業(yè)對天然氣調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的要求1
1.2天然氣調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的歷史和現(xiàn)狀4
1.2.1天然氣調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的發(fā)展歷史4
1.2.2我國天然氣調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的現(xiàn)狀5
1.3天然氣調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的發(fā)展趨勢6
1.3.1天然氣調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門應(yīng)用中存在的問題6
1.3.2天然氣調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的發(fā)展方向7
第2章天然氣調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的結(jié)構(gòu)12
2.1安全切斷閥12
2.1.1工作原理12
2.1.2安全切斷閥的結(jié)構(gòu)13
2.2監(jiān)控調(diào)壓閥（自力式調(diào)節(jié)閥）19
2.2.1工作原理19
2.2.2監(jiān)控調(diào)壓閥（自力式調(diào)節(jié)閥）的結(jié)構(gòu)20
2.3工作調(diào)壓閥（軸流式調(diào)節(jié)閥）24
2.3.1工作調(diào)壓閥（軸流式調(diào)節(jié)閥）技術(shù)特點24
2.3.2工作調(diào)壓閥（軸流式調(diào)節(jié)閥）的結(jié)構(gòu)25
第3章天然氣調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的材料27
3.1選擇原則27
3.2殼體材料28
3.2.1安全切斷閥28
3.2.2監(jiān)控調(diào)壓閥（自力式調(diào)節(jié)閥）32
3.2.3工作調(diào)壓閥（軸流式調(diào)節(jié)閥）40
3.3內(nèi)件材料40
3.3.1密封面材料（閥門啟閉件密封面）40
3.3.2閥桿和推桿的材料45
3.3.3焊接材料46
3.4緊固件材料51
3.4.1緊固件的選用原則51
3.4.2常用緊固件材料51
3.4.3關(guān)于天然氣調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門中法蘭緊固件選材的說明56
3.4.4ASTM A193/A193M2023《高溫和高壓設(shè)備用合金鋼和不銹鋼螺栓材料》簡介56
3.4.5ASTM A194/A194M2023《高溫和高壓設(shè)備用碳素鋼與合金鋼螺母》簡介58
3.4.6ASTM A320/A320M2022a《低溫用合金鋼、不銹鋼螺栓材料》簡介61
3.5彈簧材料63
3.5.1牌號及化學(xué)成分63
3.5.2力學(xué)性能64
3.6膜片材料64
3.6.1橡膠材料物理機械性能64
3.6.2調(diào)壓閥橡膠件的使用壽命65
3.7墊片65
3.7.1非金屬墊片66
3.7.2半金屬墊片66
3.7.3金屬墊片71
3.8填料、O形圈、平衡密封圈73
3.8.1填料73
3.8.2O形圈76
3.8.3平衡密封圈78
第4章天然氣調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門設(shè)計計算80
4.1安全切斷閥設(shè)計計算80
4.1.1翻板式安全切斷閥的設(shè)計計算80
4.1.2軸流式安全切斷閥的設(shè)計計算131
4.2監(jiān)控調(diào)壓閥（自力式調(diào)節(jié)閥）的設(shè)計計算140
4.2.1閥體最小壁厚計算140
4.2.2套筒式閥瓣厚度計算142
4.2.3主膜片厚度計算142
4.2.4閥座密封比壓計算143
4.2.5主閥壓縮彈簧計算145
4.2.6前閥體和中閥體連接螺釘有效面積計算145
4.2.7中閥體和后閥體連接螺釘有效面積計算146
4.2.8指揮器（導(dǎo)閥）固定座殼體厚度計算146
4.2.9指揮器（導(dǎo)閥）膜片計算147
4.2.10指揮器（導(dǎo)閥）連接螺釘有效面積計算147
4.2.11控制指揮器（導(dǎo)閥）調(diào)節(jié)彈簧計算147
4.2.12前置指揮器（導(dǎo)閥）調(diào)節(jié)彈簧計算147
4.2.13監(jiān)控調(diào)壓閥閥體中法蘭的計算147
4.2.14可壓縮流體流量系數(shù)計算162
4.3工作調(diào)壓閥（軸流式調(diào)節(jié)閥）的設(shè)計計算163
4.3.1調(diào)節(jié)閥流通能力計算163
4.3.2調(diào)節(jié)閥的固有流量特性181
4.3.3調(diào)節(jié)閥的節(jié)流原理和流量系數(shù)186
4.3.4調(diào)節(jié)閥壓力恢復(fù)和壓力恢復(fù)系數(shù)189
4.3.5調(diào)節(jié)閥阻塞流對計算的影響190
4.3.6調(diào)節(jié)閥殼體最小壁厚計算191
4.3.7調(diào)節(jié)閥閥桿的強度核算191
4.3.8調(diào)節(jié)閥推桿的強度核算191
4.3.9軸流式調(diào)節(jié)閥斜齒條傳動的強度計算191
4.3.10密封面上總作用力及計算比壓192
4.3.11調(diào)節(jié)閥的固有可調(diào)比192
4.3.12調(diào)節(jié)閥的開度計算195
4.3.13層流、湍流及雷諾數(shù)200
4.3.14空氣動力流經(jīng)調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生噪聲的預(yù)測方法206
第5章天然氣調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的試驗與檢驗219
5.1天然氣調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的檢查和試驗項目219
5.1.1安全切斷閥的檢查和試驗項目219
5.1.2監(jiān)控調(diào)壓閥（自力式調(diào)節(jié)閥）的檢查和試驗項目219
5.1.3工作調(diào)壓閥（軸流式調(diào)節(jié)閥）的檢查和試驗項目219
5.2調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的檢查221
5.2.1外觀檢查221
5.2.2尺寸檢查221
5.2.3材料檢查223
5.3調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的壓力試驗225
5.3.1殼體的壓力試驗225
5.3.2密封試驗226
5.4調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的性能試驗238
5.4.1安全切斷閥的性能試驗238
5.4.2監(jiān)控調(diào)壓閥（自力式調(diào)節(jié)閥）性能試驗242
5.4.3工作調(diào)壓閥（軸流式調(diào)節(jié)閥）性能試驗254
5.5調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的其他試驗267
5.5.1調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的抗靜電試驗267
5.5.2調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的火災(zāi)型式試驗268
5.5.3調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的逸散性試驗268
5.5.4調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的壽命試驗268
5.6調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門產(chǎn)品抽樣和等級評定270
5.6.1調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門產(chǎn)品抽樣方法270
5.6.2調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門等級評定方法270
第6章天然氣調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的選型與應(yīng)用272
6.1天然氣調(diào)壓裝置簡介272
6.2天然氣調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門272
6.2.1安全切斷閥272
6.2.2監(jiān)控調(diào)壓閥（自力式調(diào)節(jié)閥）277
6.2.3工作調(diào)壓閥（軸流式調(diào)節(jié)閥）279
6.3天然氣調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門的選擇281
6.3.1工作調(diào)壓閥（軸流式調(diào)節(jié)閥）281
6.3.2安全切斷閥的選擇290
6.3.3監(jiān)控調(diào)壓閥（自力式調(diào)節(jié)閥）的選擇290
6.4天然氣調(diào)壓裝置關(guān)鍵閥門壓力取樣點的安裝位置和取樣點的管路尺寸291
6.5調(diào)壓殼外觀圖291
參考文獻292

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