1.3 聚酯裝置專用閥門的性能參數

閥門的性能參數，是指與閥門的結構設計、材料選擇、設計選型、加工制造、安裝、生產運行、維護、保養工作等都有關系的一些參數。閥門有很多種類型，不同類型閥門的基本性能參數是不同的，不是每臺閥門都具有下面所述的全部基本參數，對于某一臺特定閥門，可能具有下述參數中的一部分，也可能具有下述全部參數。其中公稱尺寸、公稱壓力和適用介質是所有閥門設計和選用中不可缺少的。一般情況下，各種類型閥門的基本參數主要包括以下方面：

（1）公稱尺寸 根據GB/T 12224—2015《鋼制閥門 一般要求》，PN系列閥門的公稱尺寸按GB/T 1047—2019《管道元件 公稱尺寸的定義和選用》的規定，Class系列閥門的公稱尺寸按美國標準ASME B 16.34—2017《法蘭、螺紋和焊接端連接的閥門》的規定。

PN系列閥門的公稱尺寸是指閥門與管道連接處通道的名義尺寸，管道系統元件常用字母和數字組合標識，由字母“DN”后接無量綱整數數字組成，這個數字與端部連接件的孔徑或外徑（單位為mm）等特征尺寸直接相關，如DN100、DN150、DN200等。

Class系列閥門的標識由字母“NPS”后接無量綱數字組成，這個數字與端部連接件的孔徑或外徑（單位為in，1in=25.4mm）等特征尺寸直接相關，如NPS?2、NPS㊣4、NPS2等。對于大于 NPS4的尺寸，相應的DN是：DN=25×NPS數值。例如：NPS6相當于DN150，NPS8相當于DN200，NPS10相當于DN250，NPS12相當于DN300等。

PN系列閥門的公稱尺寸DN和后接數字、Class系列閥門的公稱尺寸NPS和后接數字，是識別管道或閥門端部的連接標志，不一定與閥門內徑相同，也不能用于計算。

公稱尺寸表示閥門的規格大小，是閥門最主要的尺寸參數，為了便于設計、制造、選用和安裝，我國已用國家標準的形式把公稱尺寸系列確定下來。公稱尺寸數值應符合國家標準GB/T 1047—2019《管道元件 公稱尺寸的定義和選用》的規定。

PN系列閥門的公稱尺寸系列：DN6、DN8、DN10、DN15、DN20、DN25、DN32、DN40、DN50、DN65、DN80、DN100、DN125、DN150、DN200、DN250、DN300、DN350、DN400、DN450、DN500、DN550、DN600、DN650、DN700、DN750、DN800、DN850、DN900、DN950、DN1000、DN1050、DN1100、DN1150、DN1200、DN1250、DN1300、N1400、DN1500、DN1600、DN1700、DN1800、DN1900、DN2000、DN2100、DN2200、DN2300、DN2400、DN2500、DN2600、DN2700、DN2800、DN2900、DN3000、DN3200、DN3400、DN3600、DN3800、DN4000。

Class系列閥門的公稱尺寸系列：NPS?4、NPS㊣8、NPS?2、NPS㊣4、NPS1、NPS?4、NPS?2、NPS2、NPS2 ?2、NPS3、NPS4、NP5、NPS6、NPS8、NPS10、NPS12、NPS14、NPS16、NPS18、NPS20、NPS22、NPS24、NPS26、NPS28、NPS30、NPS32、NPS34、NPS36、NPS38、NPS40、NPS42、NPS44、NPS46、NPS48、NPS50、NPS52、NPS54、NPS56、NPS58、NPS60、NPS64、NPS68、NPS72、NP76、NPS80。

（2）公稱壓力 根據GB/T 12224—2015《鋼制閥門 一般要求》，PN系列閥門的公稱壓力按GB/T 1048—2019《管道元件 公稱壓力的定義和選用》的規定，Class系列閥門的公稱壓力按美國標準ASME B 16.34—2017《法蘭、螺紋和焊接端連接的閥門》的規定。

公稱壓力是指閥門的名義壓力，它是閥門在基準溫度下允許的最大工作壓力（包括瞬時最大壓力）。公稱壓力由字母“PN”后接無量綱數字組成，字母“PN”后面的數字不代表測量值，也不能用于計算。閥門或管道元件的許用壓力取決于PN數值、材料、結構設計及允許工作溫度。特定溫度下的許用壓力由相應標準的壓力-溫度額定值表給出。

PN系列閥門的公稱壓力有PN2.5、PN6、PN10、PN16、PN25、PN40、PN63、PN100、PN160、PN250、PN320、PN400，并應符合GB/T 1048—2019的規定。

Class系列閥門的公稱壓力有 Class25、Class75、Class125、Class150、Class250、Class300、Class600、Class800、Class900、Class1500、Class2000、Class2500、Class3000、Class4500、Class6000、Class9000，并應符合ASME B16.34—2017的規定。

需要特別指出，并不是在任何情況下閥門都可以在其公稱壓力下使用。因為同一型號的閥門可能應用于各種不同的工況，所以閥門的實際工作溫度可能與基準溫度不同。由于閥門材料的力學性能（主要是強度）通常隨著溫度的升高而降低，因此當閥門的實際工作溫度高于其公稱壓力的基準溫度時，其最大允許工作壓力將降低。GB/T 12224—2015《鋼制閥門 一般要求》給出了閥門的各種承壓件材料在特定工作溫度下的最大允許工作壓力。即承壓件材料的壓力-溫度額定值，它是閥門設計和選用的基準。

還應指出，對應額定壓力所示的溫度是額定溫度，是閥門承壓殼體的最高適用溫度，即允許的工作介質最高溫度。

法蘭連接閥門在高溫或低溫下，或在介質溫度快速變化的工況下使用時，有可能會引起法蘭密封面泄漏。當PN系列公稱壓力不大于PN25和Class150的法蘭連接閥門，工作溫度超過200℃時；其他壓力級的法蘭連接閥門，工作溫度超過400℃時，應盡量避免介質溫度的急劇變化和外加載荷。法蘭螺栓連接的相關技術要求按GB/T 9124.1—2019《鋼制管法蘭 第1部分：PN系列》和GB/T 9124.2—2019《鋼制管法蘭 第2部分：Class系列》的規定。

（3）適用介質 聚酯裝置專用閥門的工作介質可以是各種各樣的，有些介質有腐蝕性，有些介質在一定的溫度下才有很好的流動性，而在常溫下則流動性很差或不能流動，因此對閥門的結構和材料提出了不同的要求。不同材料和結構形式的閥門具有一定的適用范圍，在設計和選用閥門時要給予充分考慮。聚酯裝置閥門常見的工作介質主要包括：

1）熔體介質：酯化物、預縮聚合物、終縮聚合物。在高溫條件下，這些介質具有很好的流動性；但在常溫下，其流動性很差或呈固體狀態。

2）固-液混合物：PTA漿料，即PTA粉末和乙二醇的混合物。

3）固-氣混合物：如反應器中的氣相管道閥門，氣相中含有低聚物。

4）熱媒（液態或氣態）：氫化三聯苯（Hydrogenated terphenyls）。

5）回收液：乙二醇、廢乙二醇等。

（4）安裝位置 聚酯裝置閥門很多是三通閥或多通閥，對于不同位置的閥門，有適用于一個通道進、兩個通道出安裝的，也有適用于兩個通道進、一個通道出安裝的；大部分多通閥門適用于一個通道進、多個通道出，適用于多個通道進、一個通道出的很少。

（5）驅動方式 一般情況下，有的閥門采用手輪驅動、蝸輪驅動或齒輪驅動，有的采用電動機驅動，還有采用氣缸驅動的。

（6）電動機驅動基本參數 包括電動機功率、電源電壓、電源頻率、電動機的變頻范圍及其他要求、電動機的同步轉速、防護等級、防爆等級、過熱保護等級等。

（7）驅動氣缸的進氣管道控制附件參數 如電磁換向閥參數：二位五通、雙電磁鐵、220V、防護級別IP54等。

（8）設計壓力 設計壓力是指閥門在設計過程中確定的體腔內工作壓力的理論最大表壓力，是實際工藝設計給定參數圓整后的數據，是在工況運行過程中閥門體腔內的工作壓力所允許達到的理論最大極限值（通常用表壓力），包括壓力波動時的瞬時狀態值在內，單位為MPa。例如，工藝設計給定的工況壓力參數是9.1～9.8MPa，圓整后的設計壓力就確定為10.0MPa。當然，圓整后的設計壓力應非常接近實際工作壓力，不能相差太多。

確定閥門的工作壓力時要與工作溫度綜合考慮，工作溫度越高，最大允許工作壓力就越低。按GB/T 12224—2015《鋼制閥門 一般要求》規定的各種承壓件材料在特定工作溫度下的最大允許工作壓力選取，設計壓力不能高于設計溫度下允許的工作壓力。

（9）設計溫度 設計溫度是指在工況運行過程中，閥門體腔內所適用介質的最高可能溫度（包括瞬時狀態值），單位為℃。閥門的工作溫度不一定是一個定值，可能在一定范圍內變化，但其最高變化溫度不應超過設計溫度。換句話說，閥門的設計溫度應略高于閥門的最高工作溫度。

（10）最大允許工作壓力 最大允許工作壓力是指閥門在工況運行時，體腔內工作介質表壓力的最大允許值（含壓力波動時的瞬時狀態值），單位為MP a。一般情況下，最大允許工作壓力小于設計壓力，從理論上講，最大允許工作壓力的極限值就是設計壓力。但是，在生產裝置運行過程中，考慮到很難準確預測最大工作壓力的波動值，所以在實際工況中兩者還是有一定差別的。

（11）介質特性 介質特性是指閥門工作介質的物理特性和化學特性，常用的主要包括介質的腐蝕性、密度或黏度等與閥門結構設計、材料選擇及選型設計有關的特性。

（12）主體材料 主體材料是指閥門的殼體、閥瓣、閥蓋等主要零部件的材料，一般采用奧氏體不銹鋼或其他滿足工況性能要求的材料。

（13）操作速度 操作速度是指閥瓣從關閉狀態到全開啟狀態所需要的時間，一般根據工況點的操作要求確定。要求操作速度快的可以采用氣缸驅動；要求操作速度慢一些的可以采用電動裝置驅動或手輪驅動。

（14）伴溫夾套工作壓力 對于聚酯熔體工作介質來說，要求將殼體的溫度控制在一定的范圍內，所以殼體要有伴溫夾套，夾套內的伴溫介質可以是熱媒，也可以是其他合適的介質。伴溫夾套工作壓力的單位為MP a。

（15）伴溫夾套設計壓力 對于要求殼體有伴溫夾套的情況，伴溫夾套的設計壓力要大于夾套內伴溫介質的最大允許工作壓力，含壓力波動時的瞬時狀態值，單位為MP a。

（16）伴溫夾套設計溫度 當殼體需要有伴溫夾套時，伴溫夾套的設計溫度是指允許的夾套內工作介質的溫度，該溫度允許在一定范圍內波動。

（17）伴溫夾套工作溫度 當殼體需要有伴溫夾套時，殼體夾套內熱媒的溫度或其他合適介質的溫度就是要求的伴溫夾套工作溫度。伴溫夾套工作溫度要和閥門的工作溫度相適應，要符合閥門工作溫度的要求。

（18）連接方式 聚酯裝置專用閥門的連接主要有焊接連接和法蘭連接兩種方式。包括閥門端部與管道連接和伴溫夾套進出管連接。

焊接連接的參數主要有公稱尺寸，公稱壓力，焊接端口形式，焊接端口尺寸符合標準名稱、標準號及標準發布年號，接管材料等。其中焊接端口形式主要有對焊連接和承插焊連接，公稱尺寸DN80以上的要采用對焊連接，公稱尺寸DN65以下的可以選用對焊連接或承插焊連接。

法蘭連接的參數主要有公稱尺寸，公稱壓力，密封面形式及法蘭標準名稱、標準號和標準發布年號，接管材料等。