name: pipe-valve-selection
description: 工业管道阀门选型与选材技能。基于 GB/T 12224-2015、GB/T 12234-2019、GB/T 13927-2022、SH/T 3059-2012、SH/T 3518-2025 等标准体系,根据流程功能需求、介质特性、设计温度/压力、管径,推荐最优阀门类型(闸阀/截止阀/球阀/蝶阀/止回阀等),选择阀体/内件材质,校核压力-温度额定值,并给出端部连接方式和规格建议。支持场景识别模式——用户用一句话描述工况(如"DN200蒸汽管道截断阀 0.8MPa 165℃"),自动完成选型全流程。
version: 1.1.0
description_zh: 根据工艺功能和温压条件,推荐最优阀门类型(闸阀/截止阀/球阀/蝶阀/止回阀等),匹配阀体/内件材质,校核ASME B16.34及GB/T 12224压力-温度额定值。2025版新标准已同步更新。
description_en: Valve type and material selection based on process function and P-T conditions. Covers gate/globe/ball/butterfly/check valves with ASME B16.34 and GB/T 12224 P-T rating verification. Updated with 2025 edition standards.
display_name: 阀门选型与选材
agent_created: true
level: L2
priority: P1
category: 工程设计
dependencies:
- pipe-material-selection
- pipe-wall-thickness-calc
standard_refs:
# === 基础通用标准 ===
- GB/T 12220-2015 工业阀门 标志
- GB/T 12221-2025 金属阀门 结构长度 # 2025新版
- GB/T 12224-2015 钢制阀门 一般要求
- GB/T 13927-2022 工业阀门 压力试验 # 2022版(原2008版升级)
- JB/T 308-2004 阀门型号编制方法
- JB/T 7928-2014 工业阀门 供货要求
# === 铸件/锻件技术规范 ===
- GB/T 12225-2018 通用阀门 铜合金铸件技术条件
- GB/T 12226-2025 通用阀门 灰铸铁件技术规范 # 2025新版
- GB/T 12227-2025 通用阀门 球墨铸铁件技术规范 # 2025新版
- GB/T 12228-2025 通用阀门 碳素钢锻件技术规范 # 2025新版
- GB/T 12229-2025 通用阀门 碳素钢铸件技术规范 # 2025新版
- GB/T 12230-2023 通用阀门 不锈钢铸件技术条件 # 2023版
# === 铁制阀门产品标准 ===
- GB/T 12232-2025 通用阀门 法兰连接铁制闸阀 # 2025新版
- GB/T 12233-2025 通用阀门 铁制截止阀与升降式止回阀 # 2025新版
# === 钢制阀门产品标准 ===
- GB/T 12234-2019 石油天然气工业用螺柱连接阀盖的钢制闸阀 # 2019版(原2007版升级)
- GB/T 12235-2025 石油石化及相关工业用钢制截止阀和升降式止回阀 # 2025新版
- GB/T 12236-2025 石油化工及相关工业用钢制旋启式止回阀 # 2025新版
- GB/T 12237-2021 石油石化及相关工业用的钢制球阀
- GB/T 12238-2008 法兰和对夹连接弹性密封蝶阀
- GB/T 12239-2008 工业阀门 金属隔膜阀
- GB/T 21385-2025 金属密封球阀 # 2025新版
# === 安全阀/减压阀/疏水阀 ===
- GB/T 12241-2021 安全阀 一般要求
- GB/T 12243-2021 弹簧直接载荷式安全阀
- GB/T 12244-2025 减压阀 一般要求 # 2025新版
- GB/T 12245-2025 减压阀 性能试验方法 # 2025新版
- GB/T 12246-2025 先导式减压阀 # 2025新版
- GB/T 12251-2005 蒸汽疏水阀 试验方法
- GB/T 38599-2020 安全阀与爆破片安全装置的组合
# === 管线/特殊工况阀门 ===
- GB/T 19672-2021 管线阀门 技术条件
- GB/T 20173-2025 石油天然气工业用阀门 # 2025新版(等同ISO 14313/API 6D)
- GB/T 22652-2019 阀门密封面堆焊工艺评定
- GB/T 24925-2019 低温阀门 技术条件
- GB/T 26480-2011 阀门的检验和试验
- GB/T 42177-2022 加氢站氢气阀门技术要求及试验方法
# === 石化/管道规范 ===
- SH/T 3059-2012 石油化工管道设计器材选用规范
- SH/T 3518-2025 石油化工阀门检验、试验与安装规范 # 2025新版
- SY/T 4102-2024 阀门检验与安装规范 # 2024版
- GB/T 20801.1-2025 压力管道规范 工业管道
# === 国外标准 ===
- ASME B16.34 阀门 法兰/螺纹/焊接端
- API 600 钢制闸阀
- API 602 紧凑型钢制闸阀(DN≤100)
- API 608 金属球阀
- API 609 蝶阀
- API 6D 管线阀门
- API 598 阀门检验与测试
- API 594 止回阀
# === 特殊工况专项 ===
- JB/T 11484-2025 高压加氢装置用阀门技术规范 # 2025新版
- JB/T 10530-2018 氧气用截止阀
- JB/T 12955-2016 氧气用阀门 技术条件
- JB/T 14318-2022 氧气用蝶阀
- JB/T 14319-2022 氧气用球阀
- JB/T 14320-2022 氧气用止回阀
- NACE MR0175/ISO 15156 酸性环境抗硫化物应力开裂
管道阀门选型与选材 Skill
概述
本Skill实现工业管道阀门的系统化选型——从流程功能需求出发,依次完成阀型推荐、材料选型、压力等级校核、端部连接选择,最终输出阀门规格建议。
核心能力:
- 根据功能(截断/调节/止回/安全泄放)和工艺条件推荐最优阀型
- 阀体与内件材质匹配介质腐蚀性、温度和压力
- 按 GB/T 12224 压力-温度额定值曲线校核阀门等级
- 端部连接方式选择(法兰/对焊/承插焊/螺纹)
- 特殊工况阀门专项处理(氢、氧、含硫、低温、夹套等)
工作流(5步)
第1步:流程需求分析
收集阀门的功能需求和工况参数:
必须收集的参数:
| 参数 | 说明 | 示例 |
|------|------|------|
| 阀门功能 | 截断/调节/止回/安全泄放/紧急切断/分流 | 截断(开关阀) |
| 介质名称 | 具体化学组成 | 蒸汽、天然气、NaOH溶液 |
| 介质相态 | 气/液/两相/含固 | 气液两相 |
| 设计压力 | MPa(G) | 1.6 |
| 设计温度 | ℃ | 200 |
| 公称通径 | DN | 150 |
| 操作频率 | 频繁/一般/极少 | 一般 |
| 管道等级 | GC1/GC2/GC3 | GC2 |
| 防爆要求 | 防爆区/非防爆 | 非防爆 |
| 安装位置 | 室内/室外/地下 | 室外 |
补充参数(特殊工况):
- 含H₂S?→ 执行 NACE MR0175
- 含氢?→ 考虑氢脆
- 氧气?→ 禁油
- 低温?→ -29℃/-46℃/-101℃/-196℃
- 含固颗粒?→ 耐磨要求
- 保温伴热?→ 夹套阀/加长阀盖
第2步:阀型初选
根据功能、介质、通径、操作条件推荐阀门类型。
阀型选择决策矩阵:
| 条件 | 推荐阀型 | 备选 |
|---|---|---|
| 气体/蒸汽截断,DN≤300 | 闸阀 | 球阀 |
| 液体截断,DN≤200 | 球阀 | 闸阀 |
| 频繁开关,DN≤250 | 球阀 | — |
| 液体流量调节 | 截止阀 | 调节阀 |
| 气体/蒸汽流量调节 | 调节阀 | 蝶阀 |
| 大口径气体截断,DN≥350 | 蝶阀 | 闸阀 |
| 防止倒流 | 止回阀 | — |
| 蒸汽系统 | 截止阀(DN≤150),闸阀(DN>150) | 球阀 |
| 含固体颗粒/浆料 | 球阀(V口/全通径) | 刀闸阀 |
| 高粘度介质 | 球阀(全通径) | 旋塞阀 |
| 真空系统 | 闸阀/球阀 | 蝶阀 |
| 紧急切断(ESD) | 球阀(气动/电动) | 闸阀 |
| 氢气管线 | 球阀(防火型) | 截止阀 |
| 低温介质(≤-46℃) | 球阀(加长阀盖) | 截止阀 |
| 卫生级(食品/制药) | 球阀/蝶阀(卫生级) | 隔膜阀 |
详细选型参考: references/valve_type_selection.md
第3步:材料选型
根据介质腐蚀性、温度和压力选择阀体/内件材质。
阀体材质速查:
| 使用条件 | 阀体材质 | 牌号 |
|---|---|---|
| 常温中性水/气(≤200℃) | 碳钢(WCB/WCC) | 20#/WCB |
| 含硫油气(NACE) | 碳钢(硬度≤22HRC)+ 堆焊 | WCB + Stellite |
| 高温蒸汽(≤550℃) | Cr-Mo钢(WC6/WC9) | 15CrMoG/12Cr1MoVG |
| 低温介质(≥-46℃) | 低温碳钢(LCB/LCC) | Q345E/LCB |
| 低温介质(≥-196℃) | 奥氏体不锈钢 | 304/304L |
| 腐蚀性介质(酸/碱/盐) | 不锈钢(CF8/CF8M) | 304/316 |
| 强腐蚀介质 | 双相钢(2205/2507)或蒙乃尔/哈氏合金 | CD3MN/CW2M |
| 氢气(高压) | 碳钢/不锈钢,禁铸铁 | WCB/CF8 |
| 氧气 | 不锈钢/铜合金,禁铸铁 | CF8/铜 |
| 海水 | 双相钢/钛材 | CD3MN |
| 高温临氢 | Cr-Mo钢 + 堆焊 | WC9 |
内件材质(阀瓣/阀座/阀杆):
| 阀瓣/阀座 | 阀杆 |
|---|---|
| 13Cr系(≤450℃无腐蚀) | 13Cr(标准工况) |
| 304系(通用腐蚀) | 304(腐蚀性介质) |
| 316系(耐氯离子) | 316(强腐蚀) |
| Stellite 6 堆焊(高温/耐磨) | 17-4PH(高压/高温) |
| PTFE(≤200℃腐蚀) | Monel(海水/HF) |
| PEEK(≤260℃腐蚀) | Inconel(高温高压) |
详细选材参考: references/body_material_selection.md
第4步:压力-温度等级校核
按 GB/T 12224-2015 附录A 或 ASME B16.34 进行压力-温度额定值校核。
GB/T 12224 材料分组简表:
| 材料组 | 阀体典型牌号 | 适用温度范围 |
|---|---|---|
| 1.1 | 碳钢 WCB/WCC | -29~425℃ |
| 1.2 | 碳钢 LCB/LCC | -46~345℃ |
| 2.1 | 1.25Cr-0.5Mo WC6 | -29~595℃ |
| 2.2 | 2.25Cr-1Mo WC9 | -29~595℃ |
| 2.3 | 5Cr-0.5Mo C5 | -29~650℃ |
| 2.4 | 9Cr-1Mo C12/C12A | -29~650℃ |
| 3.1 | 304 CF8 | -254~816℃ |
| 3.2 | 316 CF8M | -254~816℃ |
关键规则:
- 阀门压力等级(PN/Class)必须在设计温度下满足设计压力
- 碳钢阀门温度 > 200℃ 时,许用压力需折减
- 不锈钢阀门在高温下许用压力也会降低
- GC1 级管道阀门压力等级不低于 PN40 / Class300
详细压温表: references/pressure_temp_ratings.md
第5步:输出阀门规格建议
综合以上步骤,输出阀门完整规格。
输出内容:
1. 阀门类型 — 推荐阀型 + 理由
2. 阀门型号 — 按 JB/T 308 编制方法
3. 阀体/内件材质 — 阀体/阀盖/阀瓣/阀座/阀杆
4. 压力等级 — PN/Class
5. 端部连接 — 法兰/对焊/承插焊/螺纹(含标准号)
6. 执行标准 — 产品标准号
7. 特殊要求 — NACE/禁油/防火/低泄漏/低温冲击试验等
8. 操作方式 — 手动/气动/电动/液动
端部连接选择参考: references/end_connection_selection.md
特殊工况专项要求: references/special_service_valves.md
阀门型号编制(JB/T 308-2004)
第1单元(类型) + 第2单元(驱动方式) + 第3单元(连接形式) + 第4单元(结构形式) + 第5单元(密封面/衬里材料) + 第6单元(公称压力) + 第7单元(阀体材质)
示例:Z41H-16C
Z = 闸阀
4 = 法兰连接
1 = 明杆楔式单闸板
H = Cr13系不锈钢密封面
16 = PN16
C = 碳钢阀体
场景识别触发词
识别以下用户输入模式,自动启动选型流程:
- "XX管道选个阀门"
- "XX介质用什么阀门"
- "截断阀/调节阀/止回阀选型"
- "阀门材料选什么"
- "阀门压力等级"
- 直接给出工况参数:介质+DN+温度+压力
注意事项
- GC1管道阀门严禁:板式平焊法兰连接、铸铁阀体(脆性材料)
- 氢气阀门:禁铸铁、禁铜合金(氨环境除外)、壳体需做低泄漏试验
- 氧气阀门:禁油脂(制造、安装、试压全过程禁油),推荐不锈钢/铜合金
- 乙炔阀门:严禁使用铜、银、汞及其合金(含铜量>70%不允许)
- 含H₂S阀门:阀体硬度≤22HRC、承压件需焊后热处理,按NACE MR0175
- 低温阀门:必须做深冷处理(-196℃浸泡)、加长阀盖(防填料结冰)
- 蒸汽阀门:高温下许用压力折减,350℃以上选Cr-Mo钢或不锈钢
- 夹套阀:保温/伴热介质温度要求,夹套压力等级单独校核
- 调节阀:不宜用于严密截断,需配切断阀串联
- 止回阀:泵出口用缓闭式(防水锤)、垂直管段用升降式(流向上流)、水平管段用旋启式
脚本工具
scripts/valve_selector.py — 命令行阀门选型工具
# 基本选型
python scripts/valve_selector.py --function "截断" --medium "蒸汽" --dn 200 \
--temperature 200 --pressure 1.6
# 含腐蚀介质,JSON输出
python scripts/valve_selector.py --function "截断" --medium "湿天然气" --dn 150 \
--temperature 80 --pressure 4.0 --h2s --json
# 低温工况
python scripts/valve_selector.py --function "截断" --medium "LNG" --dn 100 \
--temperature -162 --pressure 2.5 --cryogenic
标准查新记录(2026年8月)
> 查新来源:D:\IMA知识库管理\9.管道和压力管道\阀门(查新2026.8)(44份PDF)
版本升级(2项)
| 旧版 | 新版 | 标准名称 | 影响 |
|---|---|---|---|
| GB/T 12234-2007 | GB/T 12234-2019 | 石油天然气工业用螺柱连接阀盖的钢制闸阀 | 产品标准升级 |
| GB/T 13927-2008 | GB/T 13927-2022 | 工业阀门 压力试验 | 试验方法升级 |
新增标准(17项)
| 标准号 | 标准名称 | 年份 | 应用场景 |
|---|---|---|---|
| GB/T 12221 | 金属阀门 结构长度 | 2025 | 阀门选型结构长度校核 |
| GB/T 12226 | 通用阀门 灰铸铁件技术规范 | 2025 | 铸铁阀体材料验收 |
| GB/T 12227 | 通用阀门 球墨铸铁件技术规范 | 2025 | 球铁阀体材料验收 |
| GB/T 12228 | 通用阀门 碳素钢锻件技术规范 | 2025 | 锻钢阀体材料验收 |
| GB/T 12229 | 通用阀门 碳素钢铸件技术规范 | 2025 | 铸钢阀体材料验收 |
| GB/T 12230 | 通用阀门 不锈钢铸件技术条件 | 2023 | 不锈钢铸件验收 |
| GB/T 12232 | 通用阀门 法兰连接铁制闸阀 | 2025 | 铁制闸阀产品标准 |
| GB/T 12233 | 通用阀门 铁制截止阀与升降式止回阀 | 2025 | 铁制截止阀产品标准 |
| GB/T 12235 | 石油石化及相关工业用钢制截止阀和升降式止回阀 | 2025 | 钢制截止阀产品标准 |
| GB/T 12236 | 石油化工及相关工业用钢制旋启式止回阀 | 2025 | 钢制止回阀产品标准 |
| GB/T 12244 | 减压阀 一般要求 | 2025 | 减压阀选型 |
| GB/T 12245 | 减压阀 性能试验方法 | 2025 | 减压阀试验 |
| GB/T 12246 | 先导式减压阀 | 2025 | 先导式减压阀选型 |
| GB/T 20173 | 石油天然气工业用阀门 | 2025 | 管线阀门(等同API 6D) |
| GB/T 21385 | 金属密封球阀 | 2025 | 金属密封球阀选型 |
| JB/T 11484 | 高压加氢装置用阀门技术规范 | 2025 | 高压加氢工况阀门 |
| SH/T 3518 | 石油化工阀门检验、试验与安装规范 | 2025 | 阀门检验试验安装 |
| SY/T 4102 | 阀门检验与安装规范 | 2024 | 油气田阀门检验安装 |