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調(diào)節(jié)閥選型
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控制閥選型原則
調(diào)節(jié)閥的節(jié)流原理和流通能力
當(dāng)流體經(jīng)過調(diào)節(jié)閥時，由于閥芯、閥座間流通面積的局部縮小，形成局部阻力，使流體在此處產(chǎn)生能量損失，這個損失的大小通常用閥前后的壓差來表示。
當(dāng)調(diào)節(jié)閥口徑一定，即調(diào)節(jié)閥接管截面積A一定，且P1-P2不變時，阻力系數(shù)ζ減小，流量Q則增大，反之ζ增大則Q減小，所以調(diào)節(jié)閥的工作原理就是由輸入信號的大小、改變閥芯的行程，從而改變流通面積達(dá)到調(diào)節(jié)流量的目的。
C稱為流通能力，與閥芯、閥座的結(jié)構(gòu)、閥前后的壓差、流體性質(zhì)等因素有關(guān)。必須在規(guī)定了—定的條件后，再描述調(diào)節(jié)閥的流通能力。
我國所用流通能力C的定義為：在調(diào)節(jié)閥全開，閥前后壓差為1kgf／cm2，介質(zhì)重度為1gf／cm3時，流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的流量數(shù)。
例如：一個C值為32的調(diào)節(jié)閥就是表示當(dāng)閥全開，閥前后壓差為1kgf／cm2時，每小時能通過的水量為32m3。
一、 由工藝或用戶提供相關(guān)資料：
1、被控制流體的種類：（3種）液體、氣體和蒸汽
對于液體應(yīng)考慮黏度的修正，當(dāng)液體粘度過高時，其雷諾數(shù)下降，改變了流體的流動狀態(tài)，在計算控制閥流通能力時，必須考慮粘度校正系數(shù)。
對于氣體，應(yīng)該考慮其可壓縮性。
對于蒸汽，要考慮飽和蒸汽和過熱蒸汽。
2、 流體的溫度、壓力
根據(jù)工藝介質(zhì)的zui大工作壓力來選定控制閥的公稱壓力時，必須對照工藝溫度條件綜合選擇，因為公稱壓力是在一定基準(zhǔn)溫度下，依據(jù)強(qiáng)度確定的，其允許zui大工作壓力必須低于公稱壓力。
例如：對于碳鋼閥門，當(dāng)公稱壓力PN1.6MPa，介質(zhì)溫度在200℃時，zui大耐壓力為1.6 MPa；當(dāng)250℃時，zui大耐壓力為1.5 MPa；當(dāng)400℃時，zui大耐壓力為0.7 MPa。
對于壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)，還要考慮其閥前取壓、閥后取壓和閥前后壓差，在進(jìn)一步來選擇閥的形式。
3、 流體的粘度、密度和腐蝕性
根據(jù)流體的粘度、密度和腐蝕性來選擇不同形式的閥門以便滿足工藝的要求。對于高粘度、含纖維介質(zhì)常用O型和V型球閥；對于腐蝕性強(qiáng)的易結(jié)晶的流體常用閥體分離型的閥體。
4、 zui大流量和zui小流量
根據(jù)流量方程式可知，流量大，流通能力也大，其閥門口徑也大，相應(yīng)的價格也高。選擇的流通能力過大，使控制閥經(jīng)常工作在小開度狀態(tài)，嚴(yán)重時會沖刷閥芯；流通能力過小，達(dá)不到工藝設(shè)計能力。因此，在決定zui大流量時，在很大程度上決定于設(shè)計人員的經(jīng)驗。一般情況下，取穩(wěn)態(tài)的zui大流量的1.15～1.5倍作為計算zui大流量。
5、 安全方面的考慮
由于停電、儀表和閥門的故障及工藝操作異常因素，需要緊急停車，為此，需要把閥門放在安全位置，即事故關(guān)閥，事故開閥。
6、 噪音水平
由于閥門元件機(jī)械振動、閥的空化和閃蒸等因素引起噪音。通過計算，確定閥的噪音水平是否低于“工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”的規(guī)定。
7、 兩相流
出現(xiàn)兩相流時，通常在計算控制閥的流通能力時，要分別計算每相的量，然后把所得的流通能力相加，zui后得到總的流通能力。
8、 進(jìn)出口管道尺寸
流體流過控制閥后，壓力總是小于節(jié)流前壓力，所以，閥的直徑總是小于管道直徑（切斷閥除外）。
二、 控制閥選擇原則：
1. 選擇控制閥體的結(jié)構(gòu)形式（角型、雙座、蝶閥等）：
在滿足使用要求的前提下，適合的控制閥可能有幾種，應(yīng)綜合經(jīng)濟(jì)效益來考慮：
①、 使用壽命；
②、 結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便；
③、 產(chǎn)品價格合適。
2、選擇控制閥體的材料（鑄鋼、不銹鋼或襯里）
選擇材料時，主要考慮材料強(qiáng)度、硬度、耐腐蝕和耐高溫、低溫的特性。首先應(yīng)滿足按期安全可靠，還要考慮使用性能、使用壽命和經(jīng)濟(jì)性。對寒冷地區(qū)和蒸汽介質(zhì)盡量不用鑄鐵閥體。
3、 選擇控制閥與工藝管道連接形式（法蘭、螺紋、壓力等級）
4、 選擇控制閥芯（直線、等百分比、快開）及其材料（304、316、17-PH或合金）
1） 定量地選擇控制閥芯的形式有很多困難。在設(shè)計中，通常按照國內(nèi)外工程公司設(shè)計經(jīng)驗來確定。通常，對液體調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用線性流量特性；對于溫度、壓力、流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用等百分比流量特性；需要快速切斷系統(tǒng)則用盤型閥芯，即快開特性。
2） 閥芯材料選擇，根據(jù)需要來決定。
5、 流量動作（流開、流閉）
一般控制閥對流向的要求可分為三種情況：
① 對流向沒有要求，如：球閥、普通蝶閥；
② 規(guī)定了某一定向，一般不得改變，如：三通閥、文丘里角閥、雙密封帶平衡空的套筒閥；
③ 根據(jù)工藝條件，有流向的選擇問題，這類閥主要為單向閥、單密封控制閥，如：單座閥、角型閥、高壓閥、無平衡空的單密封套筒閥等。
具體選擇如下：
① 高壓閥，dg≤20時，選流閉型；dg＞20時，因穩(wěn)定性問題，根據(jù)具體情況來確定；
② 角型閥，對于高黏度、懸浮液、含固體顆粒的介質(zhì)，要求自潔性好，選流閉型；僅為角型時，可選流開型；
③ 單座閥，通常選流開型；
④ 小流量閥，通常選流開型，當(dāng)沖刷嚴(yán)重時，可選流閉型；
⑤ 單密封套筒閥，通常選流開型；有自潔要求，可選流閉型；
⑥ 對兩位型控制閥選用流閉型。
6、所需執(zhí)行器
從可靠性和防爆性考慮，通常選用氣動執(zhí)行器。有正、反作用薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)、活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)和長行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)；
當(dāng)缺乏壓縮空氣時，可選用電動執(zhí)行器。有角行程和直行程電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
7、 儀表空氣有或無（如果無儀表空氣采用電動執(zhí)行器）
8、 填料結(jié)構(gòu)、材質(zhì)（TFE、石棉、石墨）
一般選單層結(jié)構(gòu)，對毒性較大的流體或溫度高于200℃的場合，選雙層填料結(jié)構(gòu)；
一般選V型聚四氟乙烯填料（T＜200℃），它磨擦系數(shù)小，密封性好和耐腐好，但耐溫差，壽命較短。高溫情況下，應(yīng)選用柔性石墨填料（P＜10MPa、T=－196~+600℃）。
9、 所需附件（定位器、手輪、電磁閥、行程開關(guān)、閥門定位器）
手輪選配原則：
l 未設(shè)置旁路的控制閥，一般應(yīng)選配手輪機(jī)構(gòu)；
l 控制閥的使用過程中，要求開度限制在某一個范圍之內(nèi)，可選手輪機(jī)構(gòu)來限制閥的開度；
l 在某些調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，如低壓、常溫、無腐蝕、無黏結(jié)干凈介質(zhì)、大口徑及貴重金屬管道等，可使用手輪機(jī)構(gòu)來代替旁路閥。
l 電-氣轉(zhuǎn)換器可以把電動變送器來的電信號變?yōu)闅庑盘?，送到氣動控制器或氣動顯示儀表；也可把電動控制器的輸出信號變?yōu)闅庑盘柸ヲ?qū)動氣動控制閥，此時常用電氣閥門定位器，它具有電-氣轉(zhuǎn)換器和氣動閥門定位器兩種作用。
l 閥門定位器作用：
① 改善調(diào)節(jié)閥的靜態(tài)特性，提高閥門位置的線性度；
② 改善調(diào)節(jié)閥的動態(tài)特性，減少調(diào)節(jié)信號的傳遞滯后；
③ 改變調(diào)節(jié)閥的流量特性；
④ 改變調(diào)節(jié)閥對信號壓力的響應(yīng)范圍，實現(xiàn)分程控制；
⑤ 使閥門動作反向。
10、 儀表信號（0.02~0.1MPa，4~20mADC）
11、 調(diào)節(jié)閥泄漏量
閥泄漏量是指在規(guī)定的溫度、壓力條件下，試驗流體通過處于關(guān)閉狀態(tài)的控制閥流量。一般情況下，閥泄漏量不影響調(diào)節(jié)品質(zhì)。但對控制聚合釜、真空系統(tǒng)和易揮發(fā)的分子氣體、事故放空等工況，則要求閥泄漏量很小或嚴(yán)密切斷。
閥泄漏量試驗：
l 試驗介質(zhì)：10~50℃的清潔氣體（空氣或氮氣）或液體（水或煤油）
l 試驗壓力：
程序A：P=0.35MPa 當(dāng)閥允許壓差小于0.35MPa時用規(guī)定；
程序B：應(yīng)為閥的zui大工作壓差。
l 試驗信號壓力：以確保閥處于關(guān)閉狀態(tài)。
12、 選擇調(diào)節(jié)閥氣開氣閉原則：
調(diào)節(jié)閥作用方式分氣開氣閉兩種，有信號壓力時調(diào)節(jié)閥關(guān)，無信號壓力時調(diào)節(jié)閥開的為氣關(guān)式，反之為氣開式。
信號壓力增大時，推桿下移的叫正作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)，信號壓力增大時，推桿上移的叫反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
閥體部件分正、反裝，閥桿下移時，閥芯和閥座間流通截面積減少的稱正裝式，反之為反裝式。
氣開氣閉是由執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正、反作用和閥體部件的正反裝組合而成，見下表：
| 執(zhí)行機(jī)構(gòu) | 正 | 正 | 反 | 反 |
| 閥體部件 | 正 | 反 | 正 | 反 |
| 調(diào)節(jié)閥 | 氣關(guān) | 氣開 | 氣開 | 氣關(guān) |
◆、事故條件下，工藝裝置應(yīng)盡量處于安全狀態(tài)。
◆、事故狀態(tài)下，減少原料或動力消耗，保證產(chǎn)品質(zhì)量。如，進(jìn)料調(diào)節(jié)閥采用氣開式，事故時閥關(guān)閉，停止進(jìn)料；回流調(diào)節(jié)閥采用氣閉式，事故時閥全開，保證回流量，防止不合格產(chǎn)品蒸出。
◆考慮介質(zhì)特性。在是易結(jié)晶、易凝固液體時，蒸汽流量調(diào)節(jié)閥應(yīng)選氣閉，防止結(jié)晶凝固。
13、 控制閥的流量特性選擇：
控制閥的流量特性是指被控介質(zhì)流過閥門的相對流量與閥門的相對開度（相對位移）間的關(guān)系，即
一般說來，變化調(diào)節(jié)閥的閥芯與閥座之間的流通面積，就可實現(xiàn)流量的調(diào)節(jié)。但實際上由于各種因素的影響，如果在改變節(jié)流面積的同時發(fā)生閥前后壓差的變化，而壓差的變化也會引起流量的變化。為了便于分析，假定閥前后壓差為一定值，此時的流量特性稱為理想流量特性。在此基礎(chǔ)上引伸到真實情況的研究，這就是工作流量特性。
調(diào)節(jié)閥在前后壓差一定的情況下得到的流量特性稱為理想流量特性。理想流量特性取決于閥芯的形狀，不同閥芯曲面可得到不同的理想流量特性。典型的理想流量特性有直線、等百分比（對數(shù)）、快開和拋物線四種；
直線流量特性
直線流量特性是指調(diào)節(jié)閥的相對流量與相對位移（相對開度）成直線關(guān)系，即單位位移變化所引起的流量變化是一個常數(shù)，特性曲線以原點為起點，當(dāng)位移變化10％時，引起的流量變化也是10％。但相對流量變化量卻不同閥門開度小時，相對變化值大，而閥門開度大時，流量相對變化小。也就是說閥門小開度控制作用強(qiáng)，這時容易產(chǎn)生振蕩，閥門大開度調(diào)節(jié)作用太弱，調(diào)節(jié)緩慢，不靈敏。
等百分比流量特性（對數(shù)流量特性）
等百分比流量特性是指單位相對位移的變化所引起的相對流量變化與該點的相對流量成正比關(guān)系，閥開度小時，調(diào)節(jié)平穩(wěn)緩和，開度大時，調(diào)節(jié)靈敏有效，因此有利于自動調(diào)節(jié)。這種閥的調(diào)節(jié)精度在全行程范圍內(nèi)是不變的。在同一行程下，等百分比，閥通過的流量小手直線閥通過的流量。
快開流量特性
這種閥的流量特性在開度小時，流量就已較大，隨著開度的增大，流量很快達(dá)到zui大，再增加開度，流量變化極小，所以稱為快開特性。這種特性適用于快速啟閉的切斷閥和雙位調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
拋物線流量特性
拋物線流量特性是指單位相對位移的變化所引起的相對流量變化與該點相對流量值的平方根成正比。
工作流量特性
前面所述為調(diào)節(jié)閥的理想流量特性。在實際使用中，由于調(diào)節(jié)閥前后的壓差是不斷變化的，這種情況下的流量特性稱為工作流量特性。
在實際使用中，調(diào)節(jié)閥總是和其它工藝設(shè)備、管道等串聯(lián)或并聯(lián)使用，流量隨阻力的變化而變化。下面以串統(tǒng)為例分析其工作流量特性。系統(tǒng)總壓差ΔP等于管路系統(tǒng)（除調(diào)節(jié)閥外的全部設(shè)備及管路）壓差ΔP1與調(diào)節(jié)閥的壓差ΔP2之和即: ΔP=ΔP1+ΔP2。由調(diào)節(jié)閥的流量方程可知，通過調(diào)節(jié)閥的流量Q與流通能力C有關(guān)，而C隨閥的開度而變。
在不同S值下工作特性變化情況：
（1）當(dāng)S=1時，即管道阻力為零，系統(tǒng)總壓差全部降在調(diào)節(jié)閥L，實際工作特性與理想
工作特性一致。
（2）隨著S值的減小，管道阻力損失增加，系統(tǒng)壓差降在管道上的壓差增大，凋節(jié)閥
全開時流量減小，調(diào)節(jié)閥可調(diào)比縮小。
（3）隨著占值減小流量特性發(fā)生較大畸變，理想直線特性趨向快開特性，理想等百分
比特性趨于直線特性，使小開度時放大系數(shù)增加，開度大時，放大系數(shù)減小，造成開度小時調(diào)節(jié)不穩(wěn)定，大開度時調(diào)節(jié)遲緩，影響調(diào)節(jié)質(zhì)量。
在實際使用中，一般希望S值不低于0.3～0.5。
先按控制系統(tǒng)的特點來選擇閥的希望流量特性，然后再考慮工藝配管情況來選擇相應(yīng)的理想流量特性。
★、目前使用比較多的是等百分比流量特性。
14、控制閥口徑的選擇：
Ø口徑選擇得過小，會使流經(jīng)控制閥的介質(zhì)達(dá)不到所需要的zui大流量。
Ø 口徑選擇得過大，會浪費設(shè)備投資，且使控制閥經(jīng)常處于小開度工作，控制性能變差，易使控制系統(tǒng)變得不穩(wěn)定。
控制閥的口徑選擇是由控制閥流量系數(shù)KV值決定的。流量系數(shù)KV的定義為：當(dāng)閥兩端壓差為100kPa，流體密度為1g/cm3，閥全開時，流經(jīng)控制閥的流體流量。
對于不可壓縮的流體，且閥前后壓差p1－p2不太大時，有
在現(xiàn)場使用中，調(diào)節(jié)閥選得過大，或生產(chǎn)處于低負(fù)荷工作狀態(tài)，調(diào)節(jié)閥就工作在小開度。為提高工作點位置，使調(diào)節(jié)閥有一定開度，常采用關(guān)小工藝閥門方法，以增加管道阻力，降低調(diào)節(jié)閥的流量。這樣調(diào)節(jié)閥的開度增大了，但實際上由于管道阻力的增加使S值下降，會使流量特性發(fā)生畸變，造成調(diào)節(jié)質(zhì)量下降。
三、設(shè)計規(guī)范
HG/T20505-2000
8 控制閥
8.1 總則
8.1.1本規(guī)定適用于化工裝置氣動控制閥和電動控制閥（以下簡稱控制閥）的選型。
8.1.2本規(guī)定根據(jù)工藝對象的特定條件在選擇控制閥口徑、類型、閥型、閥內(nèi)件結(jié)構(gòu)形式，控制閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)的型式的規(guī)格等方面作了規(guī)定，對控制閥附件及自力式調(diào)節(jié)閥選型也作了相應(yīng)規(guī)定。
8.1.3在執(zhí)行本規(guī)定時，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
8.2 控制閥的選型
8.2.1控制閥固有流量特性的選擇原則
1 按控制系統(tǒng)特性、干擾源和S（閥阻比）值三方面綜合考慮。
2 一般選擇原則
（1）閥上壓差變化小，給定值變化小，工藝過程的主要變量的變化小，以及S ＞0.75的控制對象，宜選用直線流量特性。
（2）慢速的生產(chǎn)過程，當(dāng)S ＞0.4時，宜選用直線流量特性。
（3）要求大的可調(diào)范圍，管道系統(tǒng)壓力損失大，開度變化及閥上壓差變化相對較大的場合，宜選用等百分比流量特性。
（4）慢速的生產(chǎn)過程，當(dāng)對系統(tǒng)動態(tài)過程不太了解時，宜選用等百分比的流量特性。
（5）根據(jù)以往經(jīng)驗也可按表8.2.1選擇流量特性。
表8.2.1 流量特性
| 特性 | 直線特性 | 等百分比特性 |
| △Pn/△PQun1＞0.75 | ①液位定值調(diào)節(jié)系統(tǒng) ②主要干擾為給定值的流量溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) | 流量、壓力、溫度定值調(diào)節(jié)系統(tǒng) |
| △Pn/△PQun1≤0.75 | | 各種系統(tǒng) |
注：△Pn-----表示正常流量下的閥兩端壓差
△PQun1----表示閥關(guān)閉的閥兩端壓差
3 快開特性: 適用于兩位動作的場合或當(dāng)需要迅速獲得控制閥的zui大流通能力的場合。當(dāng)控制器必須設(shè)定在寬比例帶時，其控制閥也可選用快開特性。
8.2.2閥型式選擇
1 根據(jù)工藝變量（溫度、壓力、壓降和流速等）、流體特性（粘度、腐蝕性、毒性、含懸浮物或纖維等）以及控制系統(tǒng)的要求（可調(diào)比、泄露量和噪音等）、控制閥管道連接形式來綜合選擇控制閥型式。
2 一般情況下優(yōu)先選用體積小、通過能力大，技術(shù)*的直通單、雙座控制閥和普通套筒閥。也可選用低S值節(jié)能閥和精小型控制閥。
3 根據(jù)8.2.2條1款規(guī)定，不同場合可選用下列式控制閥。
3 根據(jù)8.2.2條1款規(guī)定，不同場合可選用下列式控制閥。
（1）直通單座閥：一般適用于工藝要求泄露量小、流量小、閥前后壓差較小的場合。但口徑小于20mm的閥也廣泛用于較大差壓的場合。不適用于高粘度或含懸浮物顆粒流體的場合。
（2）直通雙座閥：一般適用于對泄露量要求不嚴(yán)、流量大、閥前后壓差較大的場合，但不適用于高粘度或含懸浮物顆粒流體的場合。
（3）套筒閥
——一般適用于流體潔凈，不含固體顆粒的場合。
——閥前后壓差較大和液體可能出現(xiàn)閃蒸或空化的場合。
（4）球型閥
——適用于高粘度、含纖維、顆粒狀和污穢流體的場合。
——控制系統(tǒng)要求可調(diào)范圍很寬（R可達(dá)200 :1；300:1）的場合。
——閥座密封墊采用軟質(zhì)材料時，適用于要求嚴(yán)密封的場合。
——“O”型球閥一般適用兩位式切斷的場合。
——“V”型球閥一般適用于連續(xù)控制系統(tǒng)，其流量特性近似于等百分比。
（5）角型閥
——一般適用于下列場合：
——高粘度或含懸浮物的流體（必要時，可接沖洗液管）。
——氣-液混相或易閃蒸的流體。
——管道要求直角配管的場合。
（6）高壓角型閥：除適用于8.2.3條3款的各種場合外，還適用于高靜壓、大壓差的場合。但一定要合理選擇閥內(nèi)件的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)形式以延長使用壽命。
（7）閥體分離型控制閥
——一般適用于高粘度、含顆粒、結(jié)晶以及纖維流體的場合。
——用于強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或強(qiáng)腐蝕流體的場合時，閥體應(yīng)選用耐腐蝕襯里，閥蓋、閥芯和閥座應(yīng)采用耐腐蝕壓墊及相應(yīng)的耐腐蝕材料。其流量特性比隔膜閥好。
（8）偏心旋轉(zhuǎn)閥：適用于流通能力較大，可調(diào)比寬（R可達(dá)50 :1或100:1）和大壓差，嚴(yán)密封的場合。
（9）蝶型閥
——適用于大口徑、大流量和低壓差的場合。
——一般適用于濃濁液及含懸浮顆粒的流體場合。
——用于要求嚴(yán)密封的場合，應(yīng)采用橡膠或聚四氟乙希軟密封結(jié)構(gòu)或泄露量等級達(dá)到ANSI B16.104-1976等級的硬密封裝置。對腐蝕性流體，需要使用相應(yīng)的腐蝕材料。
——用于安全聯(lián)鎖系統(tǒng)，口徑大于4英寸時應(yīng)采用硬密封裝置。
（10）三通閥：適用于流體溫度為300°C以下的分流和合流場合，用于簡單配比控制。兩流體的溫差應(yīng)不大于150°C。
（11）隔膜閥：適用于強(qiáng)腐蝕、高粘度或含懸浮顆粒以及纖維的流體，同時對流量特性要求不嚴(yán)的場合。
（12）波紋管密封閥：適用于真空系統(tǒng)和流體為劇毒、易揮發(fā)及稀有貴重流體的場合。
（13）低溫控制閥：適用于低溫工況以及深度冷凍的場合。
——介質(zhì)溫度在-100~40°C時，可選帶散熱片（此處為吸熱）加柔性石墨填料閥。
——介質(zhì)溫度在-200~-100°C時，宜選用長頸低溫閥。
（14）低S值節(jié)能控制閥：適合與工藝負(fù)荷變化大或當(dāng)S值小于0.3的場合。
（15）低噪音閥：適用于液體產(chǎn)生閃蒸、空化和氣體在閥縮流面處流速大于音速且預(yù)估噪音超過95dB（A）的場合。
（16）快速切斷閥：適用于兩位式控制系統(tǒng)和工藝過程發(fā)生故障時，需要閥緊急打開或關(guān)閉的場合。它的動作速度應(yīng)滿足工藝要求。
（17）自力式調(diào)節(jié)閥：適用于流量變化小，控制精度要求不高或儀表氣源供應(yīng)困難的場合。
（18）防火閥：適用于裝置起火后，控制閥不能工作，但是工藝介質(zhì)不能通過閥芯外泄的場合。
4 特殊工藝生產(chǎn)過程，宜根據(jù)使用經(jīng)驗選擇控制閥。
8.2.3 閥材料選擇
1 一般選擇原則
（1）閥體耐壓等級、使用溫度范圍和耐腐蝕性能和材質(zhì)都不應(yīng)低于工藝連接管道材質(zhì)的要求，并應(yīng)優(yōu)先選用制造廠定型廠品。一般情況選用鑄鋼或鍛鋼閥體。
（2）水蒸汽或含水較多的濕氣體和易燃的流體，不宜選用鑄鐵閥體。
（3）環(huán)境溫度低于-20°C的場合不應(yīng)選用鑄鐵閥體。
（4）閥內(nèi)件應(yīng)能耐腐蝕、耐流體沖蝕以及耐流體經(jīng)節(jié)流產(chǎn)生空化、閃蒸時閥內(nèi)件的氣蝕損壞。
2 閥內(nèi)件材料選擇
（1）非腐蝕性流體一般選用不銹鋼。
（2）腐蝕性流體流體應(yīng)根據(jù)流體的種類、濃度、溫度和壓力的不同，以及流體含氧化劑、流速的不同選擇合適的耐腐蝕材料。
常用耐腐蝕材料有不銹鋼、20#合金、哈氏合金及鈦鋼。
（3）對于流速大、沖刷嚴(yán)重的工況應(yīng)選用耐磨材料。如經(jīng)過熱處理的9Cr18及17-1pH和具有緊固氧化層、韌質(zhì)及疲勞強(qiáng)度大的鉻鉬鋼、C6X等材料。
（4）嚴(yán)重磨損場合的材料選擇
——出現(xiàn)閃蒸、空化和含有顆粒的流體場合，閥芯、閥座表面進(jìn)行硬化處理。
——當(dāng)流體的狀態(tài)（其溫度與壓差座標(biāo)的交點）處于溫度300°C及壓差為1.5Mpa兩點連接線以外的區(qū)域時，其閥芯、閥座應(yīng)表面進(jìn)行硬化處理。如表面堆焊接司太萊合金。
8.2.4 控制閥泄露量的選擇
根據(jù)工藝對泄露量的要求選擇不同等級泄露量的閥型。一般直通單座閥泄露量應(yīng)小于或等于額定C值的0.01%，雙座閥的泄露量應(yīng)小于或等于額定值的0.1%。
8.2.5 控制閥流向的選擇
1 球閥、普通蝶閥對流向沒有要求，可選任意流向。
2 三通閥、文丘里角閥、雙密封帶平衡孔的套筒閥已規(guī)定了某*向，一般不能改變。
3 單座閥、角型閥、高壓閥、無平衡孔的單密封套筒閥、小流量控制閥等應(yīng)根據(jù)不同的工作條件，來選擇控制閥的流向。
（1） 對于DN≦20的高壓閥,由于靜壓高,壓差大,氣蝕沖刷嚴(yán)重,應(yīng)選用流閉型；當(dāng)DN＞20時，應(yīng)選穩(wěn)定性好為條件來決定流向。
（2） 角型閥對于高粘度、含固體顆粒介質(zhì)要求“自潔”性能嚴(yán)重時，應(yīng)選用流閉型。
（3） 單閥座、小流量調(diào)節(jié)閥一般選用流開型，單沖刷嚴(yán)重時，可選用流閉型。
（4） 單密封套筒閥一般選用流開形有“自潔”要求時，可選用流閉型。
（5） 兩位式控制閥（單座閥、角形閥、套筒閥、快開流量特性），應(yīng)選用流閉型；單出現(xiàn)水擊、喘振時，應(yīng)改選用流開型。
（6） 當(dāng)選用流閉型且ds*＜d*時，閥的穩(wěn)定性差時，應(yīng)注意以下幾點：
——zui小工作開度大于20%～30%以上；
——選用剛度大的彈簧；
——選用等百分比的流量特性。
注：ds*——閥桿直徑；d——閥座直徑。
8.2.6 填料函結(jié)構(gòu)與材料的選擇
1 填料函結(jié)構(gòu)：一般選用單層填料結(jié)構(gòu)，對毒性較大的流體或溫度高于200°C的場合，應(yīng)選用雙層填料結(jié)構(gòu)。
2 填料函材質(zhì)：一般選用V型聚綠四氟乙烯填料，高溫情況下應(yīng)選用柔性石墨填料。
8.2.7 上閥蓋型式的選擇
1 操作溫度高于+200°C,應(yīng)選用散熱型閥蓋。
2 操作溫度低于-20°C,應(yīng)選用長勁型閥蓋。
3 操作溫度為-20~+200°C,應(yīng)選用普通型閥蓋。
4 對于不允許外流的工藝流體，應(yīng)選用波紋管密封型閥蓋。
8.2.8 控制閥口徑的確定原則
1 根據(jù)計算的流量系數(shù)C計*值，作適當(dāng)放大，圓整成C選*，使其符合制造廠提供的C值系列，并確定調(diào)節(jié)閥口徑。
注：*C計——根據(jù)工藝正常流量計算出的流量系數(shù)。
C選——將計算出的C計作適當(dāng)放大，圓整后流量系數(shù)。
2 對S≥0.3的一般工況，亦可采用下列方法估算閥流量系數(shù)放大倍數(shù)：
C選/C計≥m
式中 m=直線性控制閥取1.63；等百分比控制閥取1.97。
4 圓整后的C選應(yīng)能控制閥的相對行程符合表8.2.8所規(guī)定的范圍。
表8.2.8 控制閥的相對行程
| | 閥相對行程 | |
| 線性閥 | 等百分比閥 | |
| zui大 | 80 | 90 |
| zui小 | 10 | 30 |
8.2.9 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇
1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般選擇原則
（1）執(zhí)行機(jī)構(gòu)在閥全關(guān)時的輸出推力F（或力矩M）應(yīng)滿足以下公式的要求。
F ≥1.1（Ft+Fo）M≥1.1（Mt+Mo） （8.2.9）
式中Ft 、Mt——閥不平衡力或力矩；
Fo、 Mo——閥座壓緊力或力矩。
（2）執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出力（或力矩）的計算公式見表（省略）。
（3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足控制閥所需要的行程。控制閥關(guān)閉時，應(yīng)有足夠的閥座密封壓力。
（4）執(zhí)行機(jī)構(gòu)的響應(yīng)速度不能滿足工藝對控制閥行程時間的要求時，應(yīng)采取其他措施。
2 薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇
（1）薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，動作可靠，便于維修，應(yīng)優(yōu)先選用。
（2）需要非標(biāo)準(zhǔn)組配時，其輸出推力應(yīng)滿足8.2.9條1款（1）項的要求。并合理匹配薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)的行程和閥內(nèi)件的位移量。
3 活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)（包括長行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)）的選擇。
（1）要求執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出功率較大,響應(yīng)速度較快時,應(yīng)選用活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
（2）比例式活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須附設(shè)閥門定位器，閥芯位置能控制儀表信號正確定位。
（3）比例式活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)必要時附設(shè)鎖住閥和堵氣罐、保位閥或采取其他措施，以使系統(tǒng)發(fā)生故障時控制閥能處于全開或全關(guān)位置，或保持在某一開度，以保證生產(chǎn)裝置處于安全狀態(tài)。
（4）故障時，需要閥門處于全開或全關(guān)位置，又要求不增加儲氣罐、氣動繼動器等附件，可以采用單汽缸活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。否則采用雙汽缸活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。單汽缸活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)有彈簧作為返回的動力，所以它的活塞大，價格貴。
4 電動的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（包括直行程和角行程）的選擇原則：
（1）適用于沒有氣源或氣源比較困難的場合；
（2）需要大推力、動作靈敏、信號傳輸迅速、遠(yuǎn)距離傳送的場合。
8.2.10 控制閥附件的選擇
1 閥門定位器適用場合
（1）用于克服摩擦力或需要提高控制閥動作速度的場合。
（2）分程控制和控制閥需要改變氣開、氣關(guān)形式的場合。
（3）需要改變控制流量特性的場合。
（4）控制器比例帶很寬，但又要求閥對小信號有響應(yīng)的場合。
（5）無彈簧執(zhí)行機(jī)構(gòu)或活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)要實現(xiàn)比例動作的場合。
（6）用標(biāo)準(zhǔn)信號操作非標(biāo)準(zhǔn)彈簧的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（20~100kPa以外的彈簧范圍）的場合。
2 氣動繼動器適用場合
（1）快速過程需要提高控制閥響應(yīng)速度的場合，控制閥與控制器之間大于100m的場合。
（2）需要提高氣動控制器輸出信號的場合。
3 電磁閥
（1）適用于遙控、程序控制、聯(lián)鎖系統(tǒng)實現(xiàn)氣路自動關(guān)閉，使控制閥開或關(guān)的場合。
——直通型電磁閥適用于雙位控制和遠(yuǎn)程控制，根據(jù)程序控制的邏輯關(guān)系可選擇“常閉式”或“常開式” 電磁閥。
——二位三通電磁閥：一般用于控制單作用汽缸執(zhí)行機(jī)構(gòu)、氣動薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)、氣動控制閥及其他控制系統(tǒng)進(jìn)行氣路的自動切換控制或聯(lián)鎖程序控制。
——二位四（五）通電磁閥：一般適用于控制雙作用汽缸和帶有活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制閥，以及使用切斷球閥的自控系統(tǒng)中實現(xiàn)自動切換程序控制。
（2）當(dāng)要求大容量來縮短動作時間，把電磁閥作為先導(dǎo)閥與大容量氣動繼動器組合使用。
（3）在爆炸危險場所中，應(yīng)選用防爆型電磁閥、本安型電磁閥或選用開關(guān)型電氣轉(zhuǎn)換器。
4 保位閥：適用于當(dāng)氣源壓力低于給定值時，要求控制閥保持在某一位置上的場合。
5 電氣轉(zhuǎn)換器
（1）控制系統(tǒng)采用電動儀表和氣動控制閥組成的場合。
（2）將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)闅庑盘枴?/span>
（3）快速控制系統(tǒng)宜選用電氣轉(zhuǎn)換器。
6 閥位傳送器
（1）重要場合宜選用閥位傳送器。
（2）電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)配用傳送器。
7 手輪機(jī)構(gòu)
（1）未設(shè)置旁路的控制閥，下列情況應(yīng)設(shè)置手輪機(jī)構(gòu)；但對工藝安全生產(chǎn)聯(lián)鎖用的緊急放空閥和安裝在禁止進(jìn)入的危險區(qū)內(nèi)的控制閥，則不應(yīng)設(shè)置手輪機(jī)構(gòu)。
（2）需要限制閥開度的場合。
（3）對于大口徑和選用貴金屬管道的場合。
8 氣動三通控制閥：適用于遙控或程序控制系統(tǒng)，使其控制閥或氣動閘板閥開或關(guān)的場合。
9 控制閥附設(shè)的電氣元件，如電/氣閥門定位器、電磁閥和電/氣轉(zhuǎn)換器，用于防爆場合時，其防爆等級應(yīng)符合有關(guān)防爆設(shè)計規(guī)定。
10 電/氣閥門定位器、氣動閥門定位器與電/氣轉(zhuǎn)換器的選擇：
（1）接受氣動控制信號的氣動控制閥，需要加閥門定位器時采用氣動閥門定位器。
（2）接受電動調(diào)節(jié)信號（一般為4~20mADC）或計算機(jī)通訊協(xié)議信號的氣動控制，采用標(biāo)準(zhǔn)信號的電/氣閥門定位器或智能型電/氣閥門定位器。
（3）接受電動控制信號（一般為4~20mADC）的氣動控制閥處在振動或溫度較高的環(huán)境中，電/氣閥門定位器無法正常工作時，宜采用轉(zhuǎn)換器加氣動閥門定位器。
11 控制閥氣開、氣關(guān)選擇原則
儀表供氣系統(tǒng)發(fā)生故障或控制信號突然中斷時，控制閥的開度應(yīng)處于使生產(chǎn)裝置安全的位置。
8.3 控制閥安裝
8.3.1 一般要求
1 控制閥宜垂直、正立安裝在水平管道上。公稱直徑DN≥80mm的控制閥，其閥前后管道上應(yīng)設(shè)有*性支架。
2 控制閥安裝位置應(yīng)方便操作和維修，必要時應(yīng)設(shè)置平臺。
3 控制閥組配管應(yīng)組合緊湊，便于操作、維修和排液。
4 控制閥的上下部分應(yīng)留有足夠的空間，以便在維修時取下執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥內(nèi)件以下閥的下法蘭和堵頭。
5 控制閥用于高粘度、易結(jié)晶、易汽化以及低溫流體時，應(yīng)采取保溫和防凍措施。
6 控制閥用于環(huán)境溫度一般不高于60°C，不低于-40°C的場合。
7 當(dāng)閥安裝在振動場合時，應(yīng)考慮防振措施。
8 凡未安裝閥門定位器的控制閥，膜頭上應(yīng)安裝指示控制信號的小型壓力表。
9 控制閥用于含有懸浮物和粘度較高流體時，應(yīng)配沖洗管理。
10 控制閥安裝時應(yīng)注意使介質(zhì)按閥體標(biāo)定箭頭方向流過。
11 控制閥應(yīng)先檢查校驗，并在管道吹掃后安裝。
8.3.2 控制閥旁路
1 下列情況應(yīng)設(shè)置旁路：
（1）腐蝕性流體；
（2）8.2.3條2款所述嚴(yán)重磨損閥內(nèi)件的場合；
（3）其它重要場合，例如鍋爐給水調(diào)節(jié)閥。
2 下列情況可不設(shè)置旁路：
（1）清凈流體；
（2）公稱通徑DN＞80mm的場合；
（3）控制閥發(fā)生故障或檢修時，不致引起工藝事故的場合；
（4）工藝過程中不允許或無法利用旁路閥操作的場合。例如：緊急聯(lián)鎖放空閥以及漿狀和易結(jié)晶的流體等。
8.3.3 控制閥連接形式應(yīng)符合制造廠產(chǎn)品說明書的規(guī)定。
8.3.4 控制閥漸擴(kuò)（縮）管
同心和偏心漸擴(kuò)（縮）管宜選用偏心漸擴(kuò)（縮）管。
8.3.5 控制閥配管和配線
1 控制閥的配管和配線方案應(yīng)滿足控制系統(tǒng)的要求。
2 控制閥配管宜采用￠6*1不銹鋼管或PVC護(hù)套紫銅管，大膜頭控制閥和氣動閘閥采用￠8*1不銹鋼管或帶PVC護(hù)套紫銅管。
3 防爆區(qū)域內(nèi)控制閥配用的電氣部件的配線應(yīng)符合《爆炸和火災(zāi)危險場所電力裝置設(shè)計規(guī)范》（GBJ58-83）的有關(guān)規(guī)定。
8.3.6 控制閥用壓縮空氣壓力等級應(yīng)符合產(chǎn)品說明書要求。壓縮空氣的質(zhì)量應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)自動化儀表氣源壓力范圍和質(zhì)量》（GB/T4803-84）的要求。
8.3.7 自力式控制閥安裝注意事項
1 帶指揮閥的壓力式壓力調(diào)節(jié)閥，閥前應(yīng)安裝過濾器。取壓點與調(diào)節(jié)閥之間距離不小于10倍管徑。
2 溫度調(diào)節(jié)閥：檢測器為雙金屬時，檢測器應(yīng)垂直安裝在水平管道上。檢測器為溫包時，盡可能垂直安裝。如果條件不允許，也可傾斜安裝，但與水平管道的夾角應(yīng)大于450 。
3 自力式調(diào)節(jié)閥原則上不安裝旁路閥，如果需要設(shè)置旁路閥，可根據(jù)8.3.2的有關(guān)規(guī)定設(shè)計。
調(diào)節(jié)閥驗收規(guī)范
GB 50093━2002
5.10 執(zhí)行器
5.10.1控制閥的安裝位置應(yīng)便于觀察、操作和維護(hù)。
5.10.2執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)固定牢固，操作手輪應(yīng)處在便于操作的位置。
5.10.3安裝用螺紋連接的小口徑控制閥時，必須裝有可拆卸的活動連接件。
5.10.4執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械傳動應(yīng)靈活，無松動和卡澀現(xiàn)象。
5.10.5執(zhí)行機(jī)構(gòu)連桿的長度應(yīng)能調(diào)節(jié)，并應(yīng)保證調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)在全開到全關(guān)的范圍內(nèi)動作靈活、平穩(wěn)。
5.10.6當(dāng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)能隨同工藝管道產(chǎn)生熱位移時，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安裝方式應(yīng)能保證其和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的相對位置保持不變。
5.10.7氣動及液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號管應(yīng)有足夠的伸縮余度，不應(yīng)妨礙執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作。
5.10.8液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安裝位置應(yīng)低于控制器。當(dāng)必須高于控制器時，兩者間zui大的高度差不應(yīng)超過10m，且管道的集氣處應(yīng)有排氣閥，靠近控制器處應(yīng)有逆止閥或自動切斷閥。
5.10.9電磁閥的進(jìn)出口方位應(yīng)安裝正確。安裝前應(yīng)按產(chǎn)品說明書的規(guī)定檢查線圈與閥體間的絕緣電阻。
7.3 氣動信號管道
7.3.1氣動信號管道應(yīng)采用紫銅管、不銹鋼管或聚乙烯、尼龍管纜。管道安裝時應(yīng)避免中間接頭。當(dāng)無法避免時，應(yīng)采用卡套式中間接頭連接。管道終端應(yīng)配裝可拆卸的活動連接件。
7.3.2氣動信號管道宜匯集成排敷設(shè)。
7.3.3管纜的敷設(shè)應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 外觀不應(yīng)有明顯的變形和損傷；
2 敷設(shè)管纜時的環(huán)境溫度不應(yīng)低于產(chǎn)品技術(shù)文件所規(guī)定的zui低環(huán)境溫度；
3 敷設(shè)時，應(yīng)防止管纜受機(jī)械損傷及交叉摩擦；
4 敷設(shè)后的管纜應(yīng)國有余度。
7.4 氣源管道
7.4.1氣源管道采用鍍鋅鋼管時，應(yīng)用螺紋連接，拐彎處應(yīng)采用彎頭，連接處必須密封；纏繞密封帶或涂抹密封膠時，不應(yīng)使其進(jìn)入管內(nèi)。采用無縫鋼管時，應(yīng)焊接連接，焊接時焊渣不應(yīng)落入管內(nèi)。
7.4.2控制室內(nèi)的氣源總管應(yīng)有不小于1:500的坡度，并在其集液處安裝排污閥，排污管口應(yīng)遠(yuǎn)離儀表、電氣設(shè)備和線路。裝在過濾器下面的排污閥與地面間，應(yīng)留有便于操作的空間。
7.4.3氣源系統(tǒng)的配管應(yīng)整齊美觀，其未端和集液處應(yīng)有排污閥。水平干管上的支管引出口，應(yīng)在干管的上方。
7.4.4氣源系統(tǒng)安裝完畢后應(yīng)進(jìn)行吹掃，并應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 吹掃前，應(yīng)將控制室氣源入口、各分氣源總?cè)肟诤徒又粮鲀x表氣源入口處的過濾減壓閥斷開并敞口，先吹總管，然后依次吹干管、支管及接至各儀表的管道；
2 吹掃氣應(yīng)使用合格的儀表空氣；
3 排出的吹掃氣應(yīng)用涂白漆的木制靶板檢驗，1min內(nèi)板上無鐵銹、塵上、水分及其他雜物時，即為吹掃合格。
7.4.5氣源系統(tǒng)吹掃完畢后，控制室氣源、就地氣源總管的入口閥和干燥器及空氣貯罐的入口、出口閥，均應(yīng)有“未經(jīng)許可不得關(guān)閉”的標(biāo)志。
7.4.6氣源裝置使用前，應(yīng)按設(shè)計文件規(guī)定整定氣源壓力值。
7.7 管道試驗
7.7.1安裝完畢的儀表管道，在試驗前應(yīng)進(jìn)行檢查，不得有漏焊、堵塞和錯接的現(xiàn)象。
7.7.2儀表管道的壓力試驗應(yīng)以液體為試驗介質(zhì)。儀表氣源管道和氣動信號管道以及設(shè)計壓力小于或等于0.6MPa的儀表管道，可采用氣體為試驗介質(zhì)。
7.7.3液壓試驗壓力應(yīng)為1.5倍的設(shè)計壓力，當(dāng)達(dá)到試驗壓力后，穩(wěn)壓10min，再將試驗壓力降至設(shè)計壓力，停壓10min，以壓力不降、無滲漏為合格。
7.7.4氣壓試驗壓力應(yīng)為1.15倍的設(shè)計壓力，試驗時應(yīng)逐步緩慢升壓，達(dá)到試驗壓力后，穩(wěn)壓10min，再將試驗壓力降至設(shè)計壓力，停壓5min，以發(fā)泡劑檢驗不泄漏為合格。
7.7.5當(dāng)工藝系統(tǒng)規(guī)定進(jìn)行真空度或泄漏性試驗時，其內(nèi)的儀表管道系統(tǒng)應(yīng)隨同工藝系統(tǒng)一起進(jìn)行試驗。
7.7.6液壓試驗介質(zhì)應(yīng)使用潔凈水，當(dāng)對奧氏體不銹鋼管道進(jìn)行試驗時，水中氯離子含量不得超過25mg/L，。試驗后應(yīng)將液體排凈。在環(huán)境溫度5℃以下進(jìn)行試驗時，應(yīng)采取防凍措施。
7.7.7氣壓試驗介質(zhì)應(yīng)使用空氣或氮氣。
7.7.8壓力試驗用的壓力表應(yīng)經(jīng)檢定合格，其準(zhǔn)確度不得低于1.5級，刻度滿度值應(yīng)為試驗壓力的1.5～2.0倍。
7.7.9壓力試驗過程中，若發(fā)現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，應(yīng)泄壓后再修理。修復(fù)后，應(yīng)重新試驗。
7.7.10壓力試驗合格后，宜在管道的另一端泄壓，檢查管道是否堵塞，并應(yīng)拆除壓力試驗用的臨時堵頭或盲板。
11.5 回路試驗和系統(tǒng)試驗
11.5.5控制回路的試驗應(yīng)符合下列要求：
1 控制器和執(zhí)行器的作用方向應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定。
2 通過控制器或操作站的輸出向執(zhí)行器發(fā)送控制信號，檢查執(zhí)行器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的全行程動作方向和位置應(yīng)正確，執(zhí)行器帶有定位器時應(yīng)同時試驗。
3 當(dāng)控制器或操作站上有執(zhí)行器的開度和起點、終點信號顯示時，應(yīng)同時進(jìn)行檢查和試驗。
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