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給排水閥門標準
上海申弘閥門有限公司
摘 要：隨著我國經濟的蓬勃發(fā)展，城市建設投入越來越大，其中基礎設施建設是我國經濟建設的重點，而給排水工程建設是*。隨著城市化的大發(fā)展，供水范圍的日益擴大和閥門的開發(fā)、科技不斷的進步，用戶對閥門質量要求，越來越高，用量越來越大，管網長度年年增長，所以閥門要不斷更新。詳細介紹了目前我國閥門行業(yè)的狀況、標準以及相關發(fā)展及使用要求。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,電動球閥,氣動球閥,電動閘閥,氣動閘閥,電動調節(jié)閥,氣動調節(jié)閥，減壓閥。水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。
一、前言
改革開放后，隨著我國經濟建設的蓬勃發(fā)展，閥門行業(yè)也展現了欣欣向榮的生機。現在有4000多家的大小閥門廠，大多集中在我國東部地區(qū)。盡管良莠不齊，但產品品種多樣，除某些、特殊或標準要求高的閥門外，國內各水司所選用的各種閥門，基本上都能供應。國內生產的球墨鑄鐵蝶閥口徑已近3000mm、金屬焊接硬密封蝶閥口徑可在4000mm以上、球墨鑄鐵硬密封閘閥口徑可達2000mm、軟密封閘閥口徑600mm到800mm。不同結構、不同用途的各種閥門如調流調壓閥、消除停泵水錘閥、倒流防止器以及長矩離管網輸送的進排氣閥等等，都已研制開發(fā)成功，并已用在工程實踐中。在住建部“十二五"規(guī)劃期間，各級政府和生產企業(yè)都加大了科技的投入，研發(fā)出了從取水到凈水，從輸水到配水管網等等方面的新技術新裝備，促進了關鍵設備，材料國產化，全面提高了供水的安全可靠性，促進產業(yè)發(fā)展推進新成果的應用。
給排水閥門標準及發(fā)展要求_通用機械網
閥門是供水系統(tǒng)中*的控制，調節(jié)設備，隨著城市化的發(fā)展，供水范圍的擴大，閥門在供水企業(yè)廠站和管網供水系統(tǒng)中將起到自動控制水的流量、流向作用。具有特種功能的閥門能防止水錘，調整水壓，保障供水系統(tǒng)安全運行，高品質、高精度的閥門是實現水廠控制自動化的必要條件。閥門的完好率，與閥門的選型，閥門的制造、管路的設計、閥門的組裝、閥門的啟閉作業(yè)及閥門的管理有關，當然zui主要還是取決于閥門的質量。
二、給排水閥門目前狀況
目前閥門存在主要問題有：
1）殼體材料球化率低，延伸率不夠。
2）涂裝不規(guī)范；蝶閥反向密封性能差。
3）齒輪箱漏水銹蝕；旋啟式止回閥易出事故，水頭損失較大。
4）緩閉油缸漏油失控。
5）防水錘用閥門種類雖多但可靠性不足，調流調壓閥技術尚未*掌握等等極待提高。
總體要求閥門要有優(yōu)化的五大性能，即：密封性能、強度性能、調節(jié)性能、動作性能和流通性能；同時要求要有結構簡單、節(jié)能、維修方便、水質衛(wèi)生、耐腐蝕壽命長五個方面的追求。
如上所述，據不*統(tǒng)計閥門年總產值800億~1000億元人民幣。產品品種已達三千多個型號、近三萬多個規(guī)格。在品種、數量上基本滿足供水公司的需要；在質量上，雖然近些年來也有長足的進步，但較工業(yè)發(fā)達*國家的產品，仍有較大差距，特別是我國閥門市場混亂，偽劣產品充斥市場，真假難分，一些閥門產品不能滿足供水企業(yè)高質量的要求，同時一些供水公司也存在一定的管理問題，致使我國供水行業(yè)技術水平尚需進一步提高。
1.殼體材料問題
有多種材料可以滿足給排水用閥門殼體的使用要求，但是，正確、合理的選擇，可以獲得閥門的使用壽命和*的性能。
根據2004年住建部第218號文件規(guī)定，灰鑄鐵管材、管件“不得用于城鎮(zhèn)供水、燃氣等市政管道系統(tǒng)?？趶酱笥?00mm的管材及管件不允許在污水處理廠、排水泵站及市政排水管網中的壓力管線中使用"的要求，城鎮(zhèn)供水用閥門殼體材料排除了灰鑄鐵。
球墨鑄鐵和鑄鋼比較，強度相當，但耐化學腐蝕能力前者是后者的兩倍，且適宜在工作溫度-30℃~350℃，PN≤4.0MPa的供水閥門使用。球墨鑄鐵所以比鑄鋼耐腐蝕性能強，主要原因是球鐵的含碳量是鑄鋼的10倍，球鐵中的碳以球狀石墨的形式存在，球狀石墨比片狀石墨化學穩(wěn)定性強很多。
近年來，世界各*工業(yè)國家的給排水用閥門殼體材料也都采用相當QT400-15或QT450-10的材料，目前我國對殼體材料用球墨鑄鐵認識已經普及了，各牌號球鐵抗拉強度基本達到，但球化率不穩(wěn)定，參差不齊，一些廠家的球化率低于80%，特別延伸率不達標，我們選擇閥門生產廠家時，應要求提供金相和材料延伸率數據，必要時應抽查。
2.涂裝問題
目前大部分閥門生產廠家沒有自己符合標準的涂裝生產線，大多是外協(xié)加工，由于驗收、檢驗項目不標準、不全面，涂裝前金屬表面未*除銹，漆膜很快脫落，造成殼體銹蝕。要求是：
1) 涂裝前鑄件表面必須經拋丸（噴砂）處理，去除氧化皮、污垢，表面粗糙度達到Sa2.5級，6h內涂裝。
2) 一般工件加熱240℃，固化溫度220℃，進行無毒環(huán)氧樹脂粉末靜電噴涂，內表面涂層厚度250?m（直埋的300?m），外表面不低于150?m。
3) 檢測項目包括：厚度、附著力、硬度、絕緣性及抗沖擊性等5項，在工廠應按一定抽取比例檢測，驗收時可抽取樣品檢測。
3.水頭損失問題
我國是能源短缺且浪費嚴重的國家，生產同樣產品耗電量是世界平均水平的4倍，根據2010年自來水年鑒統(tǒng)計，我國2009年654個城市中，有自來水廠1834座、管網長度近39萬km。根據估算，裝有閥門約80萬臺，另外，鄉(xiāng)鎮(zhèn)小水廠還在不斷更新、擴建和新建，在自來水廠，泵閥是用電大戶。節(jié)能減排作為國策，各行各業(yè)都應有清醒的認識，認真負責從本行業(yè)做起，閥門的用量很大，節(jié)能問題突出，至今尚未得到充分重視，生產閥門和選用閥門，要把水頭損失大小作為評價閥門質量優(yōu)劣的重要指標之一，相關數據見表1。
各類閥門水頭損失比較_通用機械網
從表1中不難看出，水力控制閥的水頭損失，在上述各類閥門中是zui大的，應慎重選用，除非必須選用時，應優(yōu)先選用水頭損失相對較小的閥門。用水力控制閥主閥設計的多功能水泵控制閥（水力控制閥）的水頭損失系數值ζ，從表中查出Y型為1.4-2.5，⊥型的為4.3-6.1，目前使用較為廣泛，從長遠講不宜推薦使用。
對生產廠家來說，一種主閥，配置不同的先導閥和接管系統(tǒng)，可產生20多種功能的閥門，很方便，這主要是對閥門生產企業(yè)方便有利。減壓閥和調流調壓閥是用結構的水頭損失調流調壓的，因此水頭損失Δh不在比較之列，但全開時也應盡量減小。
4.閥門的氣蝕問題
（1）氣蝕的發(fā)生和對閥門的影響 過高流速產生低壓力，低壓力達到氣化壓力時，水即氣化，產生氣泡，氣泡隨水流動到高壓區(qū)立即液化，液化后體積變小，使四周的水快速補進來，形成內爆產生嚴重振動和噪聲，內爆連續(xù)發(fā)生在閥腔內，特別是發(fā)生在密封副附近的密封面產生疲勞，長期形成點蝕，進一步形成蜂窩，影響效率，直至破壞。
（2）產生氣蝕的因素 閥門的結構型式不同，流道不同，流速、流線不同，都會對氣蝕的產生有不同的影響。流線不規(guī)整的，流速變化陡的，產生渦流多的，材質疏松的，都易氣蝕。而流線變化平滑的，流速變化緩慢的，不易產生渦流，閥下游和上游壓差小的都不易氣蝕。材質致密，強度高的均耐氣蝕。將氣泡導向遠離閥體（特別是密封面）爆破，即在中心處爆破，可以避免閥體和密封面氣蝕。
（3）閥門結構選型時對氣蝕的判斷 閥門作為壓力或流量調節(jié)、使用時，節(jié)流幅度大到一定程度，會產生氣蝕，可用氣蝕系數進行判斷，不同結構的氣蝕系數相差很大， 以蝶閥為例，當節(jié)流幅度較大時，一側閥體與蝶板形成噴嘴形開口，另一側形成類似節(jié)流孔開口，蝶板下面產生負壓，氣蝕給密封副造成損傷。氣蝕發(fā)生時，產生強烈振動，伴隨連續(xù)的類似鞭炮聲響。蝶閥允許的氣蝕系數δ=2.5，工作地點的閥門，調節(jié)工況如果其氣蝕系數δ>2.5不產生氣蝕，2.5>δ>1.5，有輕度氣蝕；δ<1.5產生振動和氣蝕，δ<1.5繼續(xù)使用，閥門和下游管道發(fā)生破壞。
不同結構閥門的允許氣蝕系數δ，由于溫度、進入的空氣、雜質、模型誤差和目測誤差的影響，會不夠準確，大約如下，僅供參考：閘閥3.0、軟密封蝶閥2.5、硬密封蝶閥1.5、多孔套筒閥0.2、活塞（針型）、固定錐、環(huán)噴型閥為0.2-0.6。產品訂貨時，生產廠家應給出允許的氣蝕系數。
為防止或減小氣蝕，應不在小開度時使用普通閥門，如蝶閥應在開啟角15°以外調節(jié)使用，所選用的閥門類型應是介質流態(tài)曲線平滑，流速變化平緩，盡量避免介質產生渦流，將爆破的氣泡導向遠離密封副以外處，是在管道中心爆破，使用耐氣蝕材料，不銹鋼，依次是青銅、球墨鑄鐵。
（4）停泵水錘防護問題 停泵水錘是指水泵裝置因突然停電等原因，導致非正常停泵，在其管道
系統(tǒng)中，因流速劇烈變化而引起一系列急劇的壓力交替升降的水力沖擊現象。先發(fā)生低壓后發(fā)生高壓，停電后由于水泵、電動機旋轉部分有一定的轉動慣量，轉速在不斷降低，然后因重力和水力阻力的作用使其流速逐漸降為零，再其后在重力水頭的作用下，管道中的水柱又開始向水泵方向倒流，速度由零逐漸加大。倒流水柱沖擊普通止回閥時，止回閥迅速關閉，產生極大的水錘壓力，我們必須進行防護，不然會在泵房爆管，水淹泵房造成次生災害。
主要防護措施有：
1）有條件時取消水泵出口止回閥。
2）試制調壓塔（宜在地形有利時）。
3）安裝水錘消除器。
4）安裝爆破膜。
5）設置水錘吸納器。
6）用水泵控制閥替代普通止回閥，分用緩閉、速閉加緩閉、速閉等原理。
5.壓力試驗問題
自來水廠站所用閥門和管網中閥的驅動裝置有所不同，多采用電動、氣動、液動驅動裝置，閥門經常進行啟閉，對其動作性能要求高。因此對廠站閥門進行的型式試驗要有啟閉循環(huán)次數的數據，在國外標準和我國行業(yè)標準中都有規(guī)定。原有的GB/T 13927-1992《通用閥門 壓力試驗》標準，已被GB/T 13927-2008《工業(yè)閥門 壓力試驗》代替，標準中閘閥、蝶閥的密封性能試驗要求進行0.6MPa的氣體密封，經溝通可以逐步實現。
本文主要提示的是要在規(guī)定的操作扭矩下關閉閥門，且在不利密封的方向施加介質壓力?？紤]到我國閥門生產技術水平，特大口徑（如DN1600）閥門在不利方向密封性能試壓時可降低壓力，但不能低于70%。但當在自來水廠的管道中水流方向不變的，閥門要在對密封有利的方向安裝，以達到*效果。
三、閥門標準及現狀
目前，我國有關閥門的國家標準（GB）近60個，主要以機械行業(yè)為主，數量占絕大多數的機械聯合會行業(yè)(JB)標準約近200個，住建部在2002年前編制的閥門，閘門行業(yè)（CJ）標準，不足10個，由于GB、JB標準基本屬于通用，工業(yè)閥門標準，除公稱尺寸、公稱壓力、結構長度、法蘭、壓力試驗等標準外，已不能*給排水閥門的技術要求，特別是閥門的性能要求，在 國外新的工業(yè)國家，美國、日本、歐盟也都有給排水閥門的標準，如：美國水道協(xié)會編寫的ANSI/AWWA C515《供水系統(tǒng)用薄壁軟密封閘閥》，ANSI/AWWA C512《供水系統(tǒng)用復合式排氣閥》，ANSI/AWWA C504《軟密封蝶閥》，JWWA B120《給水用軟密封閘閥》，JWWA B2064《給水管道用蝶閥》，JWWA C2063《給水管道空氣閥》，EN1074.1～.6《供水行業(yè)閥門》等。為此，住建部于2004年后，即在2001年12月我國正式加入WTO，國務院成立國家標準化管理委員會后，與時俱進，更積極的開展了標準化工作，積極組織編制了10余個常用、重要的給排水閥門行業(yè)標準，促進了閥門技術的提高，在主要技術性能、質量上接近或達到了*水平，并逐步會對規(guī)范閥門市場起到促進作用。
住建部城鎮(zhèn)建設產品行業(yè)標準的代號CJ，歸口單位為住建部給排水產品標準化技術委員會，掛靠在住建部標準定額所。
1） 2002年前編制的行業(yè)標準，主要有：CJ/T 3006-1992《供水排水用鑄鐵閘門》，CJ/T 3029-1994《可調式堰門》，CJ/T 3049-1995《城鎮(zhèn)給水用鐵制閥門通用條件》，CJ/T 3067-1997《液壓水位控制閥》，CJ/T 93-1999《供水用偏心信號蝶閥》，CJ/T 154-2001《給排水用緩閉止回閥通用技術要求》、CJ/T 160-2002《倒流防止器》，CJ/T 167-2002《多功能水泵控制閥》等 。
2）2004年后編制的行業(yè)標準，主要有：CJ/T 216-2005《給排水用軟密封閘閥》，CJ/T 217-2005《給水管道復合式高速進排氣閥》，CJ/T 219-2005《水力控制閥》、CJ/T 256-2007《分體先導式減壓穩(wěn)壓閥》，CJ/T 255-2007《導流式速閉止回閥》，CJ/T 257-2007《鋁合金及不銹鋼閘門》，CJ/T 261-2007《給排水用蝶閥》，CJ/T 262-2007《給排水用直埋式閘閥》，CJ/T 282-2008《蝶形緩閉止回閥》，CJ/T 283-2008《偏心半球法》，CJ/T 300-2008《水錘吸納器》，CJ/T 160-2009《雙止回閥倒流防止器》等標準。
四、應注意的具體要求
1.管網閥門蝸輪箱的密封要求
管網閥門與其連體的操作用蝸輪箱，蝸輪蝸桿應按自鎖設計，有可能浸水，或非管網用閥門有可能短時被水淹沒的，防護等級按IP68要求，水深3m，3h不能進水的試驗要求。凈水廠濾池所用閥門的電動驅動裝置宜不低于IP67。
2.操作扭矩
閥門的操作性能和密封試驗，都應在規(guī)定的操作扭矩或操作力下進行。蝶閥用手輪操作時，初開啟和終點關閉瞬時操作力，zui大不應超過400N，用傳動帽操作時，操作扭矩不應超過200N·m。
軟密封閘閥的操作扭矩不應超過規(guī)定（見表2）。
規(guī)定操作扭矩_通用機械網
操作扭矩屬功能試驗扭矩，而強度試驗扭矩應為3倍的功能試驗扭矩。
3.復合式高速進排氣閥
國產排氣閥因為實驗設備復雜大都未經型式試驗，筆者了解，只有編寫CJ/T 217-2005《給水管道復合式高速進排氣閥》標準的三家生產廠家作過系統(tǒng)、完整的型式試驗，對未進行過型式試驗的產品，原則上是不合格的產品，需做同口徑試驗。驗收條件主要為：空氣閉閥壓力不小于0.1MPa，低壓密封0.02MPa不滲漏，浮球外壓能承受2倍公稱壓力、12h以上無變形、零增重，排氣能力的檢測等等均應CJ/T217“給水管道復合式高速進排氣閥"標準的要求。
4.水泵控制閥
為消除非正常停泵產生的水錘，水泵控制閥的驗收，一般在生產廠均做不了，需供需雙方協(xié)議在工程現場由廠家負責試驗，驗收要求為：根據管道長度緩閉時間120s可調，水錘壓力升值不大于25％水泵工作壓力，水泵倒轉速不超過額定正向轉速的1.3倍，緩閉阻尼油缸需單獨試驗，用壓力機使缸內油壓6.0MPa，持壓120s，活塞位移不大于2mm。
5.減壓穩(wěn)壓閥
減壓穩(wěn)壓閥的性能試驗驗收，可在生產廠進行，流量偏差應小于等于10％設定的出口壓力；壓力偏差在閥門公稱壓力等級為1.0MPa時應小于等于4％設定的出口壓力，閥門公稱壓力等級為1.6MPa及以上時應小于等于5％設定的出口壓力。
6.導流式速閉止回閥（靜音止回閥）
彈簧應按全開流速≤1.2m/s設計,開啟或關閉彈簧壓力應在1.5kPa～2.5kPa（即0.15 ~ 0.25m水頭），從全開至全閉≤0.9s，水錘壓力升值≤50％額定工作壓力。此種結構型式不能用于防負壓水錘。水頭損失系數應符合行業(yè)CJ/T255-2007倒流式速閉止回閥的標準要求。
五、結語
上述行業(yè)標準及閥門重點技術要求，只是對重點的提示，應對相關標準全面執(zhí)行，但也可根據工況條件，由供需雙方協(xié)議取舍、補充，但不能低于行業(yè)和國家相關標準。與本文相關的論文有：礦山電動插板閥
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