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給排水閥門標(biāo)準(zhǔn)
上海申弘閥門有限公司
摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，城市建設(shè)投入越來越大，其中基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重點，而給排水工程建設(shè)是*。隨著城市化的大發(fā)展，供水范圍的日益擴(kuò)大和閥門的開發(fā)、科技不斷的進(jìn)步，用戶對閥門質(zhì)量要求，越來越高，用量越來越大，管網(wǎng)長度年年增長，所以閥門要不斷更新。詳細(xì)介紹了目前我國閥門行業(yè)的狀況、標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)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(diào)節(jié)閥,氣動調(diào)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(jīng)濟(jì)建設(shè)的蓬勃發(fā)展，閥門行業(yè)也展現(xiàn)了欣欣向榮的生機(jī)。現(xiàn)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(chǎn)品品種多樣，除某些、特殊或標(biāo)準(zhǔn)要求高的閥門外，國內(nèi)各水司所選用的各種閥門，基本上都能供應(yīng)。國內(nèi)生產(chǎn)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(dá)2000mm、軟密封閘閥口徑600mm到800mm。不同結(jié)構(gòu)、不同用途的各種閥門如調(diào)流調(diào)壓閥、消除停泵水錘閥、倒流防止器以及長矩離管網(wǎng)輸送的進(jìn)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(chǎn)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(wǎng)等等方面的新技術(shù)新裝備，促進(jìn)了關(guān)鍵設(shè)備，材料國產(chǎn)化，全面提高了供水的安全可靠性，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)新成果的應(yīng)用。
給排水閥門標(biāo)準(zhǔn)及發(fā)展要求_通用機(jī)械網(wǎng)
閥門是供水系統(tǒng)中*的控制，調(diào)節(jié)設(shè)備，隨著城市化的發(fā)展，供水范圍的擴(kuò)大，閥門在供水企業(yè)廠站和管網(wǎng)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(diào)整水壓，保障供水系統(tǒng)安全運(yùn)行，高品質(zhì)、高精度的閥門是實現(xiàn)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(shè)計、閥門的組裝、閥門的啟閉作業(yè)及閥門的管理有關(guān)，當(dāng)然zui主要還是取決于閥門的質(zhì)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(diào)流調(diào)壓閥技術(shù)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(qiáng)度性能、調(diào)節(jié)性能、動作性能和流通性能；同時要求要有結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)能、維修方便、水質(zhì)衛(wèi)生、耐腐蝕壽命長五個方面的追求。
如上所述，據(jù)不*統(tǒng)計閥門年總產(chǎn)值800億~1000億元人民幣。產(chǎn)品品種已達(dá)三千多個型號、近三萬多個規(guī)格。在品種、數(shù)量上基本滿足供水公司的需要；在質(zhì)量上，雖然近些年來也有長足的進(jìn)步，但較工業(yè)發(fā)達(dá)*國家的產(chǎn)品，仍有較大差距，特別是我國閥門市場混亂，偽劣產(chǎn)品充斥市場，真假難分，一些閥門產(chǎn)品不能滿足供水企業(yè)高質(zhì)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(shù)水平尚需進(jìn)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(jù)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?xì)獾仁姓艿老到y(tǒng)。口徑大于400mm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(wǎng)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(qiáng)度相當(dāng)，但耐化學(xué)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(qiáng)，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(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)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(dāng)QT400-15或QT450-10的材料，目前我國對殼體材料用球墨鑄鐵認(rèn)識已經(jīng)普及了，各牌號球鐵抗拉強(qiáng)度基本達(dá)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(dá)標(biāo)，我們選擇閥門生產(chǎn)廠家時，應(yīng)要求提供金相和材料延伸率數(shù)據(jù)，必要時應(yīng)抽查。
2.涂裝問題
目前大部分閥門生產(chǎn)廠家沒有自己符合標(biāo)準(zhǔn)的涂裝生產(chǎn)線，大多是外協(xié)加工，由于驗收、檢驗項目不標(biāo)準(zhǔn)、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(jīng)拋丸（噴砂）處理，去除氧化皮、污垢，表面粗糙度達(dá)到Sa2.5級，6h內(nèi)涂裝。
2) 一般工件加熱240℃，固化溫度220℃，進(jìn)行無毒環(huán)氧樹脂粉末靜電噴涂，內(nèi)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(yīng)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(yán)重的國家，生產(chǎn)同樣產(chǎn)品耗電量是世界平均水平的4倍，根據(jù)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(wǎng)長度近39萬km。根據(jù)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(kuò)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(yīng)有清醒的認(rèn)識，認(rèn)真負(fù)責(zé)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(chǎn)閥門和選用閥門，要把水頭損失大小作為評價閥門質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一，相關(guān)數(shù)據(jù)見表1。
各類閥門水頭損失比較_通用機(jī)械網(wǎng)
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(yīng)慎重選用，除非必須選用時，應(yīng)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(shè)計的多功能水泵控制閥（水力控制閥）的水頭損失系數(shù)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(yuǎn)講不宜推薦使用。
對生產(chǎn)廠家來說，一種主閥，配置不同的先導(dǎo)閥和接管系統(tǒng)，可產(chǎn)生20多種功能的閥門，很方便，這主要是對閥門生產(chǎn)企業(yè)方便有利。減壓閥和調(diào)流調(diào)壓閥是用結(jié)構(gòu)的水頭損失調(diào)流調(diào)壓的，因此水頭損失Δh不在比較之列，但全開時也應(yīng)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(chǎn)生低壓力，低壓力達(dá)到氣化壓力時，水即氣化，產(chǎn)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(bǔ)進(jìn)來，形成內(nèi)爆產(chǎn)生嚴(yán)重振動和噪聲，內(nèi)爆連續(xù)發(fā)生在閥腔內(nèi)，特別是發(fā)生在密封副附近的密封面產(chǎn)生疲勞，長期形成點蝕，進(jìn)一步形成蜂窩，影響效率，直至破壞。
（2）產(chǎn)生氣蝕的因素 閥門的結(jié)構(gòu)型式不同，流道不同，流速、流線不同，都會對氣蝕的產(chǎn)生有不同的影響。流線不規(guī)整的，流速變化陡的，產(chǎn)生渦流多的，材質(zhì)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(chǎn)生渦流，閥下游和上游壓差小的都不易氣蝕。材質(zhì)致密，強(qiáng)度高的均耐氣蝕。將氣泡導(dǎo)向遠(yuǎn)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(jié)構(gòu)選型時對氣蝕的判斷 閥門作為壓力或流量調(diào)節(jié)、使用時，節(jié)流幅度大到一定程度，會產(chǎn)生氣蝕，可用氣蝕系數(shù)進(jìn)行判斷，不同結(jié)構(gòu)的氣蝕系數(shù)相差很大， 以蝶閥為例，當(dāng)節(jié)流幅度較大時，一側(cè)閥體與蝶板形成噴嘴形開口，另一側(cè)形成類似節(jié)流孔開口，蝶板下面產(chǎn)生負(fù)壓，氣蝕給密封副造成損傷。氣蝕發(fā)生時，產(chǎn)生強(qiáng)烈振動，伴隨連續(xù)的類似鞭炮聲響。蝶閥允許的氣蝕系數(shù)δ=2.5，工作地點的閥門，調(diào)節(jié)工況如果其氣蝕系數(shù)δ>2.5不產(chǎn)生氣蝕，2.5>δ>1.5，有輕度氣蝕；δ<1.5產(chǎn)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(jié)構(gòu)閥門的允許氣蝕系數(shù)δ，由于溫度、進(jìn)入的空氣、雜質(zhì)、模型誤差和目測誤差的影響，會不夠準(zhǔn)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(chǎn)品訂貨時，生產(chǎn)廠家應(yīng)給出允許的氣蝕系數(shù)。
為防止或減小氣蝕，應(yīng)不在小開度時使用普通閥門，如蝶閥應(yīng)在開啟角15°以外調(diào)節(jié)使用，所選用的閥門類型應(yīng)是介質(zhì)流態(tài)曲線平滑，流速變化平緩，盡量避免介質(zhì)產(chǎn)生渦流，將爆破的氣泡導(dǎo)向遠(yuǎn)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(hù)問題 停泵水錘是指水泵裝置因突然停電等原因，導(dǎo)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(xiàn)象。先發(fā)生低壓后發(fā)生高壓，停電后由于水泵、電動機(jī)旋轉(zhuǎn)部分有一定的轉(zhuǎn)動慣量，轉(zhuǎn)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(guān)閉，產(chǎn)生極大的水錘壓力，我們必須進(jìn)行防護(hù)，不然會在泵房爆管，水淹泵房造成次生災(zāi)害。
主要防護(hù)措施有：
1）有條件時取消水泵出口止回閥。
2）試制調(diào)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(shè)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(wǎng)中閥的驅(qū)動裝置有所不同，多采用電動、氣動、液動驅(qū)動裝置，閥門經(jīng)常進(jìn)行啟閉，對其動作性能要求高。因此對廠站閥門進(jìn)行的型式試驗要有啟閉循環(huán)次數(shù)的數(shù)據(jù)，在國外標(biāo)準(zhǔn)和我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中都有規(guī)定。原有的GB/T 13927-1992《通用閥門 壓力試驗》標(biāo)準(zhǔn)，已被GB/T 13927-2008《工業(yè)閥門 壓力試驗》代替，標(biāo)準(zhǔn)中閘閥、蝶閥的密封性能試驗要求進(jìn)行0.6MPa的氣體密封，經(jīng)溝通可以逐步實現(xiàn)。
本文主要提示的是要在規(guī)定的操作扭矩下關(guān)閉閥門，且在不利密封的方向施加介質(zhì)壓力。考慮到我國閥門生產(chǎn)技術(shù)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(dāng)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(dá)到*效果。
三、閥門標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)狀
目前，我國有關(guān)閥門的國家標(biāo)準(zhǔn)（GB）近60個，主要以機(jī)械行業(yè)為主，數(shù)量占絕大多數(shù)的機(jī)械聯(lián)合會行業(yè)(JB)標(biāo)準(zhǔn)約近200個，住建部在2002年前編制的閥門，閘門行業(yè)（CJ）標(biāo)準(zhǔn)，不足10個，由于GB、JB標(biāo)準(zhǔn)基本屬于通用，工業(yè)閥門標(biāo)準(zhǔn)，除公稱尺寸、公稱壓力、結(jié)構(gòu)長度、法蘭、壓力試驗等標(biāo)準(zhǔn)外，已不能*給排水閥門的技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)，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(fù)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(wù)院成立國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會后，與時俱進(jìn)，更積極的開展了標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)了閥門技術(shù)的提高，在主要技術(shù)性能、質(zhì)量上接近或達(dá)到了*水平，并逐步會對規(guī)范閥門市場起到促進(jìn)作用。
住建部城鎮(zhèn)建設(shè)產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的代號CJ，歸口單位為住建部給排水產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會，掛靠在住建部標(biāo)準(zhǔn)定額所。
1） 2002年前編制的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，主要有：CJ/T 3006-1992《供水排水用鑄鐵閘門》，CJ/T 3029-1994《可調(diào)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(shù)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(biāo)準(zhǔn)，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(fù)合式高速進(jìn)排氣閥》，CJ/T 219-2005《水力控制閥》、CJ/T 256-2007《分體先導(dǎo)式減壓穩(wěn)壓閥》，CJ/T 255-2007《導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)。
四、應(yīng)注意的具體要求
1.管網(wǎng)閥門蝸輪箱的密封要求
管網(wǎng)閥門與其連體的操作用蝸輪箱，蝸輪蝸桿應(yīng)按自鎖設(shè)計，有可能浸水，或非管網(wǎng)用閥門有可能短時被水淹沒的，防護(hù)等級按IP68要求，水深3m，3h不能進(jìn)水的試驗要求。凈水廠濾池所用閥門的電動驅(qū)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(yīng)在規(guī)定的操作扭矩或操作力下進(jìn)行。蝶閥用手輪操作時，初開啟和終點關(guān)閉瞬時操作力，zui大不應(yīng)超過400N，用傳動帽操作時，操作扭矩不應(yīng)超過200N·m。
軟密封閘閥的操作扭矩不應(yīng)超過規(guī)定（見表2）。
規(guī)定操作扭矩_通用機(jī)械網(wǎng)
操作扭矩屬功能試驗扭矩，而強(qiáng)度試驗扭矩應(yīng)為3倍的功能試驗扭矩。
3.復(fù)合式高速進(jìn)排氣閥
國產(chǎn)排氣閥因為實驗設(shè)備復(fù)雜大都未經(jīng)型式試驗，筆者了解，只有編寫CJ/T 217-2005《給水管道復(fù)合式高速進(jìn)排氣閥》標(biāo)準(zhǔn)的三家生產(chǎn)廠家作過系統(tǒng)、完整的型式試驗，對未進(jìn)行過型式試驗的產(chǎn)品，原則上是不合格的產(chǎn)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(yīng)CJ/T217“給水管道復(fù)合式高速進(jìn)排氣閥"標(biāo)準(zhǔn)的要求。
4.水泵控制閥
為消除非正常停泵產(chǎn)生的水錘，水泵控制閥的驗收，一般在生產(chǎn)廠均做不了，需供需雙方協(xié)議在工程現(xiàn)場由廠家負(fù)責(zé)試驗，驗收要求為：根據(jù)管道長度緩閉時間120s可調(diào)，水錘壓力升值不大于25％水泵工作壓力，水泵倒轉(zhuǎn)速不超過額定正向轉(zhuǎn)速的1.3倍，緩閉阻尼油缸需單獨試驗，用壓力機(jī)使缸內(nèi)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(chǎn)廠進(jìn)行，流量偏差應(yīng)小于等于10％設(shè)定的出口壓力；壓力偏差在閥門公稱壓力等級為1.0MPa時應(yīng)小于等于4％設(shè)定的出口壓力，閥門公稱壓力等級為1.6MPa及以上時應(yīng)小于等于5％設(shè)定的出口壓力。
6.導(dǎo)流式速閉止回閥（靜音止回閥）
彈簧應(yīng)按全開流速≤1.2m/s設(shè)計,開啟或關(guān)閉彈簧壓力應(yīng)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(jié)構(gòu)型式不能用于防負(fù)壓水錘。水頭損失系數(shù)應(yīng)符合行業(yè)CJ/T255-2007倒流式速閉止回閥的標(biāo)準(zhǔn)要求。
五、結(jié)語
上述行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及閥門重點技術(shù)要求，只是對重點的提示，應(yīng)對相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)全面執(zhí)行，但也可根據(jù)工況條件，由供需雙方協(xié)議取舍、補(bǔ)充，但不能低于行業(yè)和國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。與本文相關(guān)的論文有：礦山電動插板閥
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