1.3 聚酯装置专用阀门的性能参数

阀门的性能参数，是指与阀门的结构设计、材料选择、设计选型、加工制造、安装、生产运行、维护、保养工作等都有关系的一些参数。阀门有很多种类型，不同类型阀门的基本性能参数是不同的，不是每台阀门都具有下面所述的全部基本参数，对于某一台特定阀门，可能具有下述参数中的一部分，也可能具有下述全部参数。其中公称尺寸、公称压力和适用介质是所有阀门设计和选用中不可缺少的。一般情况下，各种类型阀门的基本参数主要包括以下方面：

（1）公称尺寸 根据GB/T 12224—2015《钢制阀门 一般要求》，PN系列阀门的公称尺寸按GB/T 1047—2019《管道元件 公称尺寸的定义和选用》的规定，Class系列阀门的公称尺寸按美国标准ASME B 16.34—2017《法兰、螺纹和焊接端连接的阀门》的规定。

PN系列阀门的公称尺寸是指阀门与管道连接处通道的名义尺寸，管道系统元件常用字母和数字组合标识，由字母“DN”后接无量纲整数数字组成，这个数字与端部连接件的孔径或外径（单位为mm）等特征尺寸直接相关，如DN100、DN150、DN200等。

Class系列阀门的标识由字母“NPS”后接无量纲数字组成，这个数字与端部连接件的孔径或外径（单位为in，1in=25.4mm）等特征尺寸直接相关，如NPS⅟2、NPS㊣4、NPS2等。对于大于 NPS4的尺寸，相应的DN是：DN=25×NPS数值。例如：NPS6相当于DN150，NPS8相当于DN200，NPS10相当于DN250，NPS12相当于DN300等。

PN系列阀门的公称尺寸DN和后接数字、Class系列阀门的公称尺寸NPS和后接数字，是识别管道或阀门端部的连接标志，不一定与阀门内径相同，也不能用于计算。

公称尺寸表示阀门的规格大小，是阀门最主要的尺寸参数，为了便于设计、制造、选用和安装，我国已用国家标准的形式把公称尺寸系列确定下来。公称尺寸数值应符合国家标准GB/T 1047—2019《管道元件 公称尺寸的定义和选用》的规定。

PN系列阀门的公称尺寸系列：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系列阀门的公称尺寸系列：NPS⅟4、NPS㊣8、NPS⅟2、NPS㊣4、NPS1、NPS⅟4、NPS⅟2、NPS2、NPS2 ⅟2、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）公称压力 根据GB/T 12224—2015《钢制阀门 一般要求》，PN系列阀门的公称压力按GB/T 1048—2019《管道元件 公称压力的定义和选用》的规定，Class系列阀门的公称压力按美国标准ASME B 16.34—2017《法兰、螺纹和焊接端连接的阀门》的规定。

公称压力是指阀门的名义压力，它是阀门在基准温度下允许的最大工作压力（包括瞬时最大压力）。公称压力由字母“PN”后接无量纲数字组成，字母“PN”后面的数字不代表测量值，也不能用于计算。阀门或管道元件的许用压力取决于PN数值、材料、结构设计及允许工作温度。特定温度下的许用压力由相应标准的压力-温度额定值表给出。

PN系列阀门的公称压力有PN2.5、PN6、PN10、PN16、PN25、PN40、PN63、PN100、PN160、PN250、PN320、PN400，并应符合GB/T 1048—2019的规定。

Class系列阀门的公称压力有 Class25、Class75、Class125、Class150、Class250、Class300、Class600、Class800、Class900、Class1500、Class2000、Class2500、Class3000、Class4500、Class6000、Class9000，并应符合ASME B16.34—2017的规定。

需要特别指出，并不是在任何情况下阀门都可以在其公称压力下使用。因为同一型号的阀门可能应用于各种不同的工况，所以阀门的实际工作温度可能与基准温度不同。由于阀门材料的力学性能（主要是强度）通常随着温度的升高而降低，因此当阀门的实际工作温度高于其公称压力的基准温度时，其最大允许工作压力将降低。GB/T 12224—2015《钢制阀门 一般要求》给出了阀门的各种承压件材料在特定工作温度下的最大允许工作压力。即承压件材料的压力-温度额定值，它是阀门设计和选用的基准。

还应指出，对应额定压力所示的温度是额定温度，是阀门承压壳体的最高适用温度，即允许的工作介质最高温度。

法兰连接阀门在高温或低温下，或在介质温度快速变化的工况下使用时，有可能会引起法兰密封面泄漏。当PN系列公称压力不大于PN25和Class150的法兰连接阀门，工作温度超过200℃时；其他压力级的法兰连接阀门，工作温度超过400℃时，应尽量避免介质温度的急剧变化和外加载荷。法兰螺栓连接的相关技术要求按GB/T 9124.1—2019《钢制管法兰 第1部分：PN系列》和GB/T 9124.2—2019《钢制管法兰 第2部分：Class系列》的规定。

（3）适用介质 聚酯装置专用阀门的工作介质可以是各种各样的，有些介质有腐蚀性，有些介质在一定的温度下才有很好的流动性，而在常温下则流动性很差或不能流动，因此对阀门的结构和材料提出了不同的要求。不同材料和结构形式的阀门具有一定的适用范围，在设计和选用阀门时要给予充分考虑。聚酯装置阀门常见的工作介质主要包括：

1）熔体介质：酯化物、预缩聚合物、终缩聚合物。在高温条件下，这些介质具有很好的流动性；但在常温下，其流动性很差或呈固体状态。

2）固-液混合物：PTA浆料，即PTA粉末和乙二醇的混合物。

3）固-气混合物：如反应器中的气相管道阀门，气相中含有低聚物。

4）热媒（液态或气态）：氢化三联苯（Hydrogenated terphenyls）。

5）回收液：乙二醇、废乙二醇等。

（4）安装位置 聚酯装置阀门很多是三通阀或多通阀，对于不同位置的阀门，有适用于一个通道进、两个通道出安装的，也有适用于两个通道进、一个通道出安装的；大部分多通阀门适用于一个通道进、多个通道出，适用于多个通道进、一个通道出的很少。

（5）驱动方式 一般情况下，有的阀门采用手轮驱动、蜗轮驱动或齿轮驱动，有的采用电动机驱动，还有采用气缸驱动的。

（6）电动机驱动基本参数 包括电动机功率、电源电压、电源频率、电动机的变频范围及其他要求、电动机的同步转速、防护等级、防爆等级、过热保护等级等。

（7）驱动气缸的进气管道控制附件参数 如电磁换向阀参数：二位五通、双电磁铁、220V、防护级别IP54等。

（8）设计压力 设计压力是指阀门在设计过程中确定的体腔内工作压力的理论最大表压力，是实际工艺设计给定参数圆整后的数据，是在工况运行过程中阀门体腔内的工作压力所允许达到的理论最大极限值（通常用表压力），包括压力波动时的瞬时状态值在内，单位为MPa。例如，工艺设计给定的工况压力参数是9.1～9.8MPa，圆整后的设计压力就确定为10.0MPa。当然，圆整后的设计压力应非常接近实际工作压力，不能相差太多。

确定阀门的工作压力时要与工作温度综合考虑，工作温度越高，最大允许工作压力就越低。按GB/T 12224—2015《钢制阀门 一般要求》规定的各种承压件材料在特定工作温度下的最大允许工作压力选取，设计压力不能高于设计温度下允许的工作压力。

（9）设计温度 设计温度是指在工况运行过程中，阀门体腔内所适用介质的最高可能温度（包括瞬时状态值），单位为℃。阀门的工作温度不一定是一个定值，可能在一定范围内变化，但其最高变化温度不应超过设计温度。换句话说，阀门的设计温度应略高于阀门的最高工作温度。

（10）最大允许工作压力 最大允许工作压力是指阀门在工况运行时，体腔内工作介质表压力的最大允许值（含压力波动时的瞬时状态值），单位为MP a。一般情况下，最大允许工作压力小于设计压力，从理论上讲，最大允许工作压力的极限值就是设计压力。但是，在生产装置运行过程中，考虑到很难准确预测最大工作压力的波动值，所以在实际工况中两者还是有一定差别的。

（11）介质特性 介质特性是指阀门工作介质的物理特性和化学特性，常用的主要包括介质的腐蚀性、密度或黏度等与阀门结构设计、材料选择及选型设计有关的特性。

（12）主体材料 主体材料是指阀门的壳体、阀瓣、阀盖等主要零部件的材料，一般采用奥氏体不锈钢或其他满足工况性能要求的材料。

（13）操作速度 操作速度是指阀瓣从关闭状态到全开启状态所需要的时间，一般根据工况点的操作要求确定。要求操作速度快的可以采用气缸驱动；要求操作速度慢一些的可以采用电动装置驱动或手轮驱动。

（14）伴温夹套工作压力 对于聚酯熔体工作介质来说，要求将壳体的温度控制在一定的范围内，所以壳体要有伴温夹套，夹套内的伴温介质可以是热媒，也可以是其他合适的介质。伴温夹套工作压力的单位为MP a。

（15）伴温夹套设计压力 对于要求壳体有伴温夹套的情况，伴温夹套的设计压力要大于夹套内伴温介质的最大允许工作压力，含压力波动时的瞬时状态值，单位为MP a。

（16）伴温夹套设计温度 当壳体需要有伴温夹套时，伴温夹套的设计温度是指允许的夹套内工作介质的温度，该温度允许在一定范围内波动。

（17）伴温夹套工作温度 当壳体需要有伴温夹套时，壳体夹套内热媒的温度或其他合适介质的温度就是要求的伴温夹套工作温度。伴温夹套工作温度要和阀门的工作温度相适应，要符合阀门工作温度的要求。

（18）连接方式 聚酯装置专用阀门的连接主要有焊接连接和法兰连接两种方式。包括阀门端部与管道连接和伴温夹套进出管连接。

焊接连接的参数主要有公称尺寸，公称压力，焊接端口形式，焊接端口尺寸符合标准名称、标准号及标准发布年号，接管材料等。其中焊接端口形式主要有对焊连接和承插焊连接，公称尺寸DN80以上的要采用对焊连接，公称尺寸DN65以下的可以选用对焊连接或承插焊连接。

法兰连接的参数主要有公称尺寸，公称压力，密封面形式及法兰标准名称、标准号和标准发布年号，接管材料等。