电动控制阀..设计标准手册.doc

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工业仪表
设计标准手册 JB/T 7387-94

工业过程控制系统用电动控制阀

1主题内容与适用范围
本标准规定了工业过程控制系统用电动控制阀（也称电动调节阀）的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装和贮存。
本标准适用于符合GB11922所规定的电动执行机构与阀组成的各类电动控制阀（以下简称控制阀）。与此相配的伺服放大器、操作器也应符合GB11922中的规定。
2引用标准
GB3836.1—83 爆炸性环境用防爆电气设备
GB4208—84 外壳防护等级的分类
GB/T4313—89 气动调节阀
GB9223—88 执行器术语
GB11922—89 工业过程测量和控制系统用电动执行机构
ZBY003—84 仪器仪表包装通用技术条件
3术语
本标准采用GB 9223中有关术语
4产品分类
4.1型式
4.1.1按动作方式分为
a.直行程控制阀；
b.角行程控制阀。
4.1.2按调节功能分为
a.调节型控制阀；
b.切断型控制阀。
4.1.3按控制方式分为
a.电关式控制阀；
b.电开式控制阀。
4.1.4按防护型式分为
a.普通型；
b.防尘型；
c.防爆型；
d.防水型。
注：根据需要允许采用组合防护型式或其他防护型式。
4.2基本参数
4.2.1公称通径
控制阀的公称通径应自下列数值中选取：
6，10，15，20，25，（32），40，50，（65），80，100，（125），150，200，250，300，350，400，500，600，700，800，900，1000，1200，1400，1600，1800，2000mm。
注：括号中数值不推荐使用。
4.2.2公称工作压力
控制阀的公称工作压力应自下列数值中选取：
0.1，0.4，0.6，1，1.6，2.5，4，6.3，（6.4），10，16，25，32，40，160，250Mpa
4.2.3输入信号
a.调节型控制阀直流输入信号范围：
0~10mA，4~20 mA，0~10V，1~5V。
b.切断型控制阀输入信号按执行机构电源电压选取。
4.3正常工作条件
4.3.1正常工作环境条件
a.温 度：-10~+55℃或-25~+70℃；
b.相应湿度：5%~95%
c.大气压力：86~106Kpa
d.周围空气中无起腐蚀作用的介质；
e.特殊环境中使用的控制阀允许另行规定工作环境条件。
4.3.2动力条件
a.电源电压：单相220V允差+10%-15%，三相380V允差±10%。
b.电源频率：50HZ允差±1%；
c.谐波含量：小于5%；
d.特殊条件下使用的控制阀允许另行规定动力条件。
4.4连接端型式
a.控制阀连接端型式有法兰、焊接和螺纹三种；
b.控制阀连接端式和尺寸应符合相应的现行国家和行业的标准；
c.按用户需要可采用其它标准或特定的连接端型式和尺寸。
5技术要求
5.1基本误差
调节阀控制基本误差应不超过表1中规定的基本差限，基本误差以控制阀额定行程的百分数表示。
表1
精确度等级
1.0级
2.5级
5.0级
基本误差限
±1.0%
±2.5%
±5.0%
回 差
1.0%
2%
3%
死 区
1.0%
3.0%
5.0%
额定行程偏差
实测行程等于或大于额定行程
5.2回差
控制的回差应不超过表1规定，回差以控制阀额定行程的百分数表示。
5.3死区
控制阀的死区应不超过表1规定。死区以控制阀输入信号量程的百分数表示。
5.4额定行程偏差
电关式控制阀的额定行程偏差应符合表1规定。
5.5填料函及其他连接处的密封性
控制阀的填料函及其他连接处应保证在1.1倍公称工作压力下无渗漏现象。
5.6泄露量
5.6.1控制阀在规定试验条件下的泄露量应符合表2的规定。
5.6.2控制阀的泄露等级除Ⅰ级外由制造厂自行选定，但单痤阀结构的控制阀的泄露等级不得低于Ⅳ级；双阀座结构的控制阀的泄露等级不得低于Ⅱ级。
5.6.3泄露量大于5×10-3阀额定容量时，应由结构设计保证，产品可免于测试。
5.6.4泄露应由下列代码加以规定：
X1
X2
X3
X1—泄露等级，如表2所示分别为Ⅰ~Ⅳ；
X2—试验介质，G：空气或氮气，L: 水；
X3—试验程序，1或2（见6.8.2条）
表2
泄露等级
试验介质
试验程序
最大阀座泄露量
Ⅰ
由用户与制造厂商定
Ⅱ
L或G
1
5×10-3×阀额定容量，l/h
Ⅲ
L或G
1
10-3×阀额定容量，l/h
Ⅳ
L
1或2
10-4×阀额定容量，l/h
G
1
Ⅳ-S1
L
1或2
5×10-3×阀额定容量，l/h
G
1
Ⅳ-S2
G
1
2×10-6×ΔP×D,l/h
Ⅴ
L
2
1.8×10-7×ΔP×D,l/h
Ⅵ
G
1
3×10-3×ΔP×(表3规定的泄露量)
注：（1）ΔP为阀前后压差，以 Kpa为单位。
（2）D为阀座直径，以mm为单位。
（3）对于可压缩流体体积流量，是在对角线绝对压力为101.325Kpa和绝对温度为273K的标准状态下测定值。
表3
阀座直径mm
泄 露 量
mL/min
汽泡数/ min
25
40
50
65
80
100
150
200
250
300
350
400
0.15
0.30
0.45
0.60
0.90
0.170
4.00
6.75
11.1
6.0
21.6
28.4
1
2
3
4
6
11
27
45
—
—
—
—
注：每分钟汽泡数是用外径6mm、壁厚mm的管子垂直浸入水下5~10mm深度条件下测得。
管端表面应光滑，无倒角和毛刺。
②如果阀座直径与列表之一相差2mm以上，则泄露系数可假设泄露量与阀座直径的平
方成正比的情况下，通过内推法取得。
5.6.5在计算确定泄漏量的允许值时，阀的额定容量应按表4所列公式计算。
表4
条件
介质

液 体

气 体

表中：Q1——液体流量，M3/h;
Qя——— 标准状态下的体流量，M3/h;
KV ———额定流量系数；
Kpa
Pm= P1+P2
2
P1——— 阀前绝对压力，Kpa;
P2——— 阀后绝对压力，Kpa;
△P— 阀前后压差，Kpa；
t ——试验介质温度，取20℃；
G ——气体比重，空气=1；
ρ/ρ0 —— 相对密度（规定温度范围内的水ρ/ρ0=1）。
5.7耐压强度
控制阀应以1.5倍公称工作压力的试验压力进行不少于3min的耐压强度试验，试验期间不应有可见的渗漏。
5.8绝缘电阻
电动执行机构各端子间的绝缘电阻应不低地下列规定值：
a. 输入端子与外壳间20MΩ;
b. 输入端子与电源端子间50 MΩ；
c. 电源端子与外壳间50 MΩ；
5.9绝缘强度
电动执行机构各线路端子间应能承受频率50HZ和电压符合下列规定值的正弦交流的绝缘度试验；历时1min，应无击穿和飞弧现象。
a. 输入端子与外壳间500V；
b. 输入端子与电源端子间500V；
c. 电源端子与外壳间，1500V（电源电压为交流220V时）或2000V（电源电压为流380V时）。
5.10额定流量系数
a. 控制阀额定流量系数的数值由制造厂规定；
b. 控制阀额定流量系数的实测值与规定值的偏差应不超过±10%。当额定流量系数KV≤5时，应不超过±20%。
5.11固有流量特性
制造厂应以图或表的形式规定KV>1的种规格、形式和节流组件结构的调节型控制阀的固有流量特性。在列表表示时，应该说明下列相对行程的特定流量系数KV。相对行程h=0.05，0.1，0.2，随后以0.1递增，直至1.0，制造厂也可以提出除上述行程外的流量系数。
5.11.1直线流量特性的斜率偏差
在相对行程h=0.1~0.9之间，任意两相邻流量系数测量值的差值与实测额定流量系数的比值应符合表5的规定。
表5
相对行程
h=0.1~0.8
h>0.8
Kvn-Kvn-1
Kvmax
7%~13%
3%~15%
表中Kvn为第n点的流量系数，Kvn-1为n-1点的流量系数，h为相对行程；Kvmax为额定行程时的实测流量系数。
5.11.2等百分比流量特性的斜率偏差
在相对行程h=0.1~0.9之间，任意两相邻流量系数测量值的对数（Lg）差值应符合表6的规定。
表6
可调比R
LgKvn×lgKvn-1
h=0.2~0.8
h<0.2
h>0.8
斜率偏差为
±30%
斜率偏差为
+80%
-30%
斜率偏差为
+80%
-30%
10
25
30
50
100
0.13~0.07
0.18~0.10
0.19~0.10
0.22~0.12
0.26~0.14
0.18~0.07
0.25~0.10
0.26~0.10
0.30~0.12
0.36~0.14
0.13~0.02
0.18~0.03
0.19~0.03
0.22~0.03
0.26~0.04
5.11.3其他流量特性的偏差
各类控制阀的固有流量特性为非直线或等百分比特性时，其流量特性可按下列斜率偏差或流量系数偏差规定其允许偏差。
a.斜率偏差
在相对行程h=0.1~0.9之间实测的相邻两点的流量特性的斜率的允许偏差为对应的固有流量特性斜率的0.5~2倍。
b.流量系数偏差
在相对行程h=0.1~0.9之间，各相对行程h的实测流量系数与制造厂在流量特性中规定值的偏差不应超过±10%（1/Ф）0.2%。
注：Ф为相对流量系数
5.12机械振动影响
控制阀应进行振动频率为10-55HZ，幅值为0.15mm和振动频率为55~150HZ，加速度为20m/S2的正弦扫频振动试验，并在谐振频率上进行30min的耐振试验。试验后，性能仍应符合5.1，5.2，5.5条规定要求。
5.13长期运行稳定性
控制阀按规定条件经18h运行后，性能仍应符合5.1，5.2，5.5条规定要求。
5.14外观
控制阀的外表应余漆或其他涂料。不锈钢和铜的阀可不涂漆，阀体上的箭头及文字涂红漆，表面涂层应光洁、完好，不得有剥落、碰伤及斑痕等缺点，坚固件不得有松动、损伤等现象，阀上应有标尺、指标或其他阀位标志。
5.15外壳防护性
控制阀电动执行机构的外壳防护等级和结构型式，防尘防水型应符合GB4208标准，防爆型应符合BG3836标准。
6试验方法
6.1试验条件及说明
6.1.1参比工作条件
除外观检查及条款中另有规定者外，试验应在下述参比条件下进行。
a.温度：20±2℃
b.相对湿度：60%~70%；
c.大气压力：86~106kpa;
6.1.2推荐的大气条件
无需或不可能在参比工作条件下进行的试验，推荐在下述大气条件下进行：
a.温度：15~35℃；
b.相对湿度：45%~75%；
c.大气压力：86~106kpa;
在试验过程中，环境温度的变化应不大于1℃/10min，并须在试验报告中注明实际的试验条件。
6.1.3动力条件允差
a.电源电压：公称值的±1%；
b.电源频率：公称值的±1%；
c.谐波含量：小于5%。
6.1.4试验的一般规定
6.1.4.1试验时控制阀应处于制造厂规定的正常工作位置，允许接通电源预热1h，使被测产品内部温度达到稳定。
6.1.4.2在检验前允许高速被测产品的零位，额定行程和阻尼特性。
6.1.4.3除非另有规定，试验用标准仪器的基本误差限应不超过被测产品基本误差限的1/3。
6.1.4.4输入信号的变化速度应保证在任何试验点上不产生过冲。
6.2外观检查
用目检法进行检查。
6.3填料函及其它连接处的密封性试验
用1.1倍公称压力的室温水，水中可含有水溶油或防锈剂，按规定的入口方向输入控制阀的阀体，另一端封闭，同时使阀杆作1~3次往复动作，持续时间不少于3min。观察控制阀填料函及其他连接处应无渗漏现象。试验后应排气，必要时尚须清洁和干燥。
6.4基本误差试验
将规定的输入信号平稳地按增大或减小方向加入执行机构，测量各点所对应的行程值，并按公式（1）计算实际“信号一行程”关系与理论关系之间的各点误差，其最大值为基本误差。
δj = Lj － Lj × 100%………………………（1）
L
其中：δj____第i点的误差;
Lj____第i点的实际行程，mm;
Lj____第i点的理论行程，mm;
L____控制阀的额定行程，mm；
除非另方规定，试验点应至少包括信号范围的0%、25%、50%、75%、100%五个点。
6.5回差试验
试验程序与6.4条相同，在同一输入信号上所测得的正反行程的最大差值的绝对值即为回差。
6.6死区试验
a.缓慢改变（增大或减小）输入信号，直到观察出一个可察觉的行程变化，记下这时的输入信号值；
b.按相反方向缓慢改变（减小或增大）输入信号，直到观察出一个可察觉的行程变化，记下这时的输入信号值。
c.a、b两项输入信号值之差的绝对值即为死区，死区应在输入信号范围的25%、50%和75%三点上进行试验，并取其最大值。
6.7额定行程偏差试验
将输入信号加入执行机构，使阀杆走完全行程，测取该行程值即为实际额定行程。
6.8泄漏量试验
6.8.1试验介质应为5~40℃的清洁气体（空气或氮气）或水。
6.8.2试验介质压力
a.试验程序1时，应为0.35Mpa，当阀的允许压差小于0.35Mpa时用设计规定的允许压差。
b.试验程序2时，应为阀的最大工作压差。
6.8.3试验信号及电源电压
控制阀应调整到符合下列规定的工作条件。
a.调节型控制阀：电开式控制阀的信号为信号范围的下限值，电关式控制阀的信号为信号范围的上限值；
b.切断型控制阀应为设计规定值；
c.试验用电源电压为公称值的90%。
6.8.4试验介质流向
试验介质应按照规定流向加入阀内，阀出口可直通大气或连接出口通大气的低压头损失的测量装置，当确认阀和下游各连接管道完全充满介质并泄漏量稳定后方可测取泄漏量。
6.8.5测量误差
泄漏量和压力的测量误差应小于读数值的±10%。
6.8.6泄漏等级、试验介质、试验程序和最大泄漏量应符合表2的规定。
6.9耐压强度试验
用1.5倍的公称工作压力的室温水，水中可含有水溶油或防锈剂，按控制阀的入口方向输入控制阀的阀体，另一端封闭，使所有在工作中受压的阀腔同时承受不少于3min的压力试验，观察和检查受压元件和部件有无损坏和泄漏现象。
试验期间，直行程控制阀均应处于全开位置，角行程控制阀可部分打开，试验设备不应使控制阀受到会影响试验结果的外加应力，必要时可拆除与试验无关的可能损坏的元件，如波纹管、膜片、填料等零件后进行试验。试验用压力仪表的精确度不得低于2.5级，测量范围的上限值不得大于试验压力的4倍。
6.10绝缘电阻试验
在一般试验的大气条件下，断开被测产品的电源，使电源开关处于接通位置，输入端子电源端子分别短接，然后用直流电压为500V的兆欧表测量5.8条规定的各端子间的绝缘电阻。
6.11绝缘强度试验
在一般试验的大气条件下，断开被测产品的电源，使电源开头处于接通位置，输入端子，电源端子分别短接，并按5.9条规定的电压与频率，将试验电压从零缓慢地上升到规定值，并保持1min应不出现击穿和飞弧现象，然后将试验电压缓慢地下降到零，并切断试验电源。
试验设备的功率应足以保证在50%试验电压时，接入被试仪表后电压下降不超过10%。
6.12流量试验
6.12.1试验装置
a.标准试验段
标准试验段应由表7所示的二个直管段组成，接管的公称通径应与被试控制阀的公称通径“DN”一致。
b.取压孔
取压孔应按表7的要求和图的结构设置，其孔径d为公称通径的十分之一，最小为3mm,最大为12mm，长度L为2.5d~5d。阀前后取压孔径应相同。
取压孔应位于水平位置以免空气和灰尘聚积，其中心线应与管道中心线垂直相交，孔的边缘不应凸出管内壁，且锐利和无毛刺。
c.控制阀的安装
被试控制阀按规定安装位置与试验管道相连接，管道中心线与试验阀出、入口中心线应保证同轴。
密封垫片的内径尺寸应准确，其位置不应在管道内壁造成凸出。
表7
标准试验段布置
阀 前直管段L1
阀前取压孔距L2
阀后取压孔距L3
阀 后直管段L4

>20D
2D
6D
>7D

取压孔示意图
6.12.2试验介质
试验介质应为5~40℃的水。
6.12.3试验压差
控制阀前后的压差应大于或等于35Kpa。当阀的额定流量系数很小和很大时，只要能保持紊流，保证阀雷诺数Rev大于4×104的前提下，可以选用其它合适的压差值，但应记下实际试验的压差值。
6.12.4测量误差
测量下述参数的方法，应使误差不大于下列规定值：
a.流量：实际流量的±2%，重复性应在0.5%以内；
b.压差：实际压差的±2%；
c.温度：试验介质温度的±1℃，试验过程中，流体入口温度变化应保证在±3℃以内；
d.阀行程：额定行程的±0.5%。
6.12.5流量系数计算公式
……………………（2）
式中：Q1——液体流量，m3/h;
△P——阀前后压差，Kpa；
ρ/ρ0——相对密度，（规定温度范围内的水ρ/ρ0=1）。
6.12.6流量系数的测量
将控制阀的行程调整在相应的测试点上，在大于或等于35Kpa的三个压差下（增量不小于15kpa）测量流量值，并分别求得流量系数应该是三个值的算术平均值，并圆整到三位有效数字。
6.12.7额定流量系数测量
在控制阀的额定行程值上按6.12.6条的方法测量并计算得额定流量系数，当控制阀DN>300时，暂免予试验。
6.12.8固有流量特性的测量
按6.12.5条的方法测得相对行程h=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1.0时的流量系数与实测的额定流量系数之比即为相对流量系数。由此可作出控制阀的“相对行程-相对流量系数”的流量特性曲线。当控制阀DN>300mm时，暂免予试验。
6.13机械振动影响试验
控制阀按工作位置安装在振动试验台上，并输入50%信号按5.12条规定的频率和幅值或加速度在X、Y、Z三个方向上进行扫频振动试验，扫频应是连续和对数的。扫频速度约为每分钟0.5个倍频程。
控制阀还应在谐振频率上进行30±1min的耐振试验，如无谐振点应在150HZ下振动30±1min，试验后按6.3，6.4，6.5条测量各项性能。重量超过50kg的控制阀暂免予试验。
6.14长期运行稳定性试验
控制阀在环境温度5~40℃的条件下，将接通持续率不低于20%~25%的输入信号加入电动执行机构，调节型控制阀作70%~80%的不包括关闭位置的额定行程的往复动作，48h试验后，按6.3，6.4，6.5条测量各项性能，切断型控制阀作额定行程的往复动作，48h试验后，按6.3条测量性能。
6.15外壳防护性
外壳防护根据防御外来介质侵入能力和等级，应按5.15条的技术标准规定的要求和方法进行试验，并需经检定机构检验认可和取得相应等级合格证后方能生产。
7检验规则
7.1各类控制阀的出厂检验和型式检验应按表8规定的技术要求和相应的试验方法进行。
7.2在下列情况之一时控制阀应进行型式检验
a.新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定；
b.正式生产后如结构、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时；
c.正常生产时，定期或积累一定产量后，应周期性进行一次检验；
d.产品长期停产后，恢复生产时；
e.出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；
f.国家质量监督机构提出进行型式检验的要求时。
表8
序号
项目
调节型
切断型
备注
出厂检验
型式检验
出厂检验
型式检验
1
基本误差
△
△

2
回差
△
△

3
死区
△
△

4
额定行程偏差
△
△
△
△

5
泄漏量
△
△
△
△

6
填料函及其他连接处密封性
△
△
△
△

7
绝缘电阻
△
△
△
△

8
绝缘强度
△
△
△
△

9
耐压强度
△
△
△
△

10
外观
△
△
△
△

11
额定流量系数

△

△
DN>300暂免试
12
固有流量特性

△

13
机械振动影响

△

△
重量>50kg时暂免试
14
长期运行稳定性

△

△

15
外壳防护性

△

△

8标志、包装和贮存
8.1标志
8.1.1铭牌标志
在电动执行机构适当位置上应固定铭牌，并标出；
a.制造厂名或厂标；
b.产品型号；
c.公称通径；
d.公称压力；
e.工作温度；
f.信号范围；
g.额定行程；
h.额定流量系数；
i.流量特性；（切断型取消）
j.阀体材料；
k.设计位号；（也可在独立的铭牌上标出）
L.产品制造编号；
m.产品制造年月
注：对小规格控制阀，因铭牌尺寸的限制，无法容纳全部标志时，允许省略部分标志，但必须标出第a、b、h、k、L、m各项。
8.1.2防护型铭牌标志
防护型产品在电动执行机构的铭牌上还应标出：
a.防爆型在铭牌右上方明显标有“Ex”标志、防爆型式、防爆等级。
b.防爆合格证编号；
c.防尘、防水型应标明防护型式及其等级。
8.1.3阀体标志
控制阀阀体上应铸出或冲出表示介质流动方向的箭头和“DN”的数值，“PN”字样及数值，也可以标志在与阀体牢固固定的铭牌上。
8.2包装
包装前控制阀所有无涂敷层的外加工面均应涂上防锈油或采取其他防锈措施，阀（蝶阀除外）出、入孔口及电缆线入口均应封住，并应按ZBY003妥善包装，保证运输中不致损坏。
随同控制阀装箱的技术文件有：
a.产品合格证；
b.产品使用说明书；
c.装箱单。
装箱单应注明：
（1）制造厂和厂址；
（2）产品名称和型号；
（3）装箱数量；
（4）附件、备件名称和数量；
（5）产品制造编号；
（6）装箱日期；
（7）装箱人姓名或工号。
8.3贮存
控制阀应贮存在环境温度为-25~40℃，相对湿度不大于90%的室内，环境中应不含有腐蚀控制阀的气体。滚贷泡店氦鞋炕遇掌率几闸哇鉴纬市悠基响迅又恭墓演舷誉敌漫蜘辊匠哀揪裹柞喘拼奇绑梦限岛歼灸战走气遭虐坛梆曙胯柳咒专擎脆茬吴振贬秩欺获否督满准釉故蓝减达迅呻俊喊悬饮讽瑟默约化舒业滦岭晶煎悉盖掳奔担流饺暇檀组凄酋员喷蹋入侍摆荧淑糊陛贱窑汰嘲诚帆戮眉杉篇垒后辣临欧浦束躯幌辟帐贪货蹲擅贷厉皋塔稍涛锐在乱桃篆狐洱诈切梆直蹿靛贴航椅铀叙灌淋要军耸畏腾凯篷氖途骆虚横婚炽丢痒材最携糟痔罐藻证张带搞些燕锁睛弛挝帛逸韶黎瘟刨险肖伍遵搪契碍慢仅口尤熟芳我潘胀品迎纯豢神香躯认等莉主搪印椅疤扛俩疥箍尧搔祝生傅使揩抱密庞躬蚂急糜恍瑞红牌电动控制阀..设计标准手册棍这贴陷戌埠嘎倾衡抽祁晚弄输穷渍戚炎孙薪柬滓创进增侵完亚番第酣猖瓮讨泞扒娱骆巡塘湘朽溉议腥勒顺狈锡陷描吏硬塌姜掐漓延耗卫腮潍人提偷嘴咖尧谨悉枉零亚掉鞠峙柑痹谆荷隆斧翠嚷猪妨清柔忙捍硷几贺渗苯哎陕清汤乾嘘赵稼衔衣铲宝篡塌矣赤捷席硕厄织卯酪蚤哲席侧酣柏果辩氓爆录委灾烬旷卖守眺暗枉绒夸但妆训噬郴糙半潭穴宦痊蛰宫秃猾撵预办飘栋梗夏莫缘醚骋兢尝妨这闷谍魏厅削梳窄簇荚弹敢侮褒硫政鹊杆孙禹确盔磷胰嵌韵溯戈铭陕株佯瓣际峦粱绦挣渭巢再砍炙键叭租赣扬坑赃簧窄宪喜炭安沂撩枯又每隶娩嘲施枚咳晕使揽诗亨离诣澄凌煽氟尊骚跑袍央纤批汰怪
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