控制阀是过程自动化装置中极为重要的设备之一，是流程工业自动控制系统的执行器，流程控制成千上万的控制点完全要靠各种控制阀来控制。控制阀工作得好坏，直接关系到控制系统的投运和工艺装置的运行，一旦控制阀出现故障，整套控制系统就会失灵。控制阀种类繁多，不同阀门的结构和材料千差万别，用户的需求也各不相同，对控制阀的可靠性、适应性和先进性要求极高。
本书对控制阀的工作原理、特性分析及重要性，控制阀设计技术，控制阀先进制造技术，控制阀关键材料及应用技术研究，控制阀的典型失效形式及其诊断和检测，控制阀智能制造质量工程，控制阀再制造关键技术等做了详细论述。
本书是一本控制阀行业非常专业的书籍，适合控制阀产品设计人员、泵阀类生产制造技术人员、流程工业自动控制专业等相关专业的学者研究和学习。

前言
第1章控制阀的工作原理、特性分析及重要性 / 1
1.1控制阀的工作原理 / 1
1.1.1概述 / 1
1.1.2控制阀分类 / 5
1.2控制阀特性分析 / 12
1.2.1调节阀特性分析 / 12
1.2.2蝶阀特性分析 / 17
1.3控制阀在流程工业自动控制系统中的作用 / 35
1.3.1流程工业控制系统的演进过程 / 35
1.3.2控制阀的应用 / 39
1.4国内外控制阀研究现状 / 45
1.4.1技术发展趋势 / 45
1.4.2关键技术 / 54
第2章控制阀设计技术 / 64
2.1控制阀设计标准及调节阀分析计算 / 64
2.1.1调节阀设计标准 / 64
2.1.2球阀设计标准 / 65
2.1.3蝶阀设计标准 / 66
2.1.4调节阀流体动力学分析 / 67
2.1.5调节阀阀芯不平衡力分析计算 / 84
2.1.6仿真分析 / 89
2.2典型产品设计技术 / 110
控制阀设计及先进制造技术目录 2.2.1单座式调节阀设计技术 / 110
2.2.2双座式（压力平衡式）调节阀设计技术 / 119
2.2.3多级降压结构设计技术 / 121
2.2.4锁渣阀设计技术 / 123
2.2.5三偏心蝶阀设计技术 / 130
2.3设计验证 / 133
2.3.1试验设计 / 133
2.3.2试验分析 / 137
2.3.3优化设计 / 142
2.4控制阀选型与计算 / 145
2.4.1控制阀产品选型的必要性 / 145
2.4.2控制阀产品结构模型（示例） / 147
2.4.3控制阀产品选型技术要求 / 150
2.4.4控制阀产品选型系统的设计原则 / 152
第3章控制阀先进制造技术 / 154
3.1先进制造工艺技术 / 154
3.1.1超音速火焰喷涂技术 / 154
3.1.2激光技术应用 / 162
3.1.3等离子技术应用 / 175
3.1.4熔覆技术应用 / 179
3.1.5煤化工阀CFD技术应用 / 196
3.1.6球芯超微进给磨削技术 / 218
3.2智能制造技术 / 220
3.2.1概述 / 220
3.2.2人工智能技术改造装备制造业的技术机理 / 220
3.2.3人工智能技术在机械设计及其自动化中的应用 / 222
第4章控制阀关键材料及应用技术研究 / 229
4. 1阀体材料及其成型技术 / 229
4.1.1碳素钢 / 232
4.1.2不锈钢 / 233
4.1.3高温阀门用材料 / 239
4.1.4低温阀门用材料 / 241
4.1.5新材料的应用 / 243
4.1.6控制阀原材料技术条件 / 246
4.1.7球阀阀体的加工 / 262
4.1.8蝶阀阀体的加工 / 278
4.2阀内件材料及其硬化技术 / 284
4.2.1密封面材料（阀座和启闭件密封面） / 284
4.2.2阀杆或阀座材料 / 289
4.2.3常用的内件材料组合 / 290
4.2.4阀门的硬化原则 / 291
4.2.5阀门常用硬化技术及其特点 / 291
4.3填料材料 / 293
4.4控制阀密封技术 / 297
4.4.1阀门密封性原理 / 297
4.4.2影响阀门密封性的主要因素 / 299
第5章控制阀的典型失效形式及其诊断和检测 / 301
5.1控制阀的典型失效形式 / 301
5.2故障诊断过程 / 307
5.2.1信号获取与传感 / 307
5.2.2信号处理与分析 / 308
5.2.3故障机理与征兆 / 309
5.2.4智能决策 / 309
5.3典型检测技术 / 310
5.3.1超声波检测技术 / 310
5.3.2声发射检测技术 / 311
5.3.3磁粉检测技术 / 314
5.3.4渗透检测技术 / 315
5.3.5射线检测技术 / 316
5.4性能评估和故障诊断技术 / 317
5.4.1性能评估和故障诊断技术概述 / 317
5.4.2控制阀性能评估和故障诊断设备研发现状 / 320
第6章控制阀智能制造质量工程 / 324
6.1多品种、小批量生产方式下的质量控制 / 324
6.1.1多品种小批量生产组织的复杂性 / 324
6.1.2引入工业4.0理念 / 325
6.1.3完善生产物流系统 / 326
6.2智能制造技术优化质量控制方法 / 327
6.2.1基于质量变差的分析方法 / 327
6.2.2基于大数据的质量控制 / 328
6.2.3抑制过程波动 / 330
6.2.4数据采集 / 334
6.3基于虚拟制造的质量控制 / 336
6.3.1以生产为中心的虚拟制造 / 336
6.3.2产品模型 / 337
6.3.3虚拟制造技术与质量控制 / 339
6.3.4工艺规划 / 340
第7章控制阀再制造关键技术 / 343
7.1再制造技术的概念和内涵 / 343
7.2面向流程制造的服务特征 / 344
7.2.1面向过程仪表的制造服务 / 345
7.2.2控制阀维修服务的重要性 / 348
7.2.3制造服务创新模式 / 349
7.3绿色再制造关键技术体系 / 351
7.4再制造成形与加工技术典型方法 / 353
7.4.1换件维修法和尺寸维修法 / 353
7.4.2表面修复和性能提升法 / 355
7.5激光清洗技术 / 365
7.5.1不同污染物的激光干式清洗 / 368
7.5.2总结 / 379
参考文献 / 381

控制阀是过程自动化装置中极为重要的设备之一，是流程工业自动控制系统的执行器。现代工业生产过程需要控制的温度、压力、流量等参数成千上万，人工控制难以满足现代工业生产过程的要求，存在劳动强度大、控制精度低、响应时间长等缺点。各种自动控制系统模拟人工控制的方法，用仪表、计算机等装置代替操作人员的眼、大脑、手等的功能，实现对生产过程的自动控制。控制阀种类繁多，不同阀门的结构和材料千差万别，用户的需求也各不相同，对控制阀的可靠性、适应性和先进性要求极高。在过程控制中，控制阀直接控制流体，其质量的稳定性与可靠性将直接影响整个系统，一旦控制阀发生故障，后果将不堪设想。
近年来，我国的控制阀技术虽已有了长足发展，但在高温、高压、强腐蚀、强冲刷等场合应用的高端控制阀仍大量依赖进口，一些关键产品、关键技术基本上都掌握在欧美国家手中，成为“卡脖子”产品，自主可控的控制阀研究和高质量制造成为行业发展的痛点。吴忠仪表有限责任公司是我国控制阀行业的龙头企业，有60多年的控制阀设计和制造经验，其生产的各类控制阀被应用于国内外多种流程工业自动控制装置上，产品线覆盖面极广。
本书详细论述了控制阀的原理、应用和性能，揭示了各类控制阀的运行机理和典型产品的设计技术，重点研究了先进制造技术在控制阀生产上的具体应用，进而对控制阀关键材料及加工进行应用研究，同时就控制阀智能制造、再制造、失效形式和评估诊断做了详细论述，是一本控制阀行业非常专业的书籍。
本人从事控制阀开发设计、制造、管理工作已超过30年，具有丰富的控制阀设计制造和管理经验，并且在长期从事控制阀学习研究中不断思考、不断总结、不断提升，同时从与很多业内专家、同事以及朋友的讨论中获益匪浅，有了写作本书的动机，力求与大家分享控制阀理论研究和制造的经验，从而更好地为实现我国流程工业自动控制装备的自主可控做出贡献。
控制阀设计及先进制造技术前言 感谢吴忠仪表团队成员在日常工作中的知识积累及提出的建议和意见！尤其感谢大连理工大学邓德伟教授！我与邓教授通过多年产学研项目的合作，共同解决了很多生产制造过程中的技术难题。同时，也感谢我的博士生导师傅卫平教授，是他的精心培养和指导成就了我在控制阀行业的事业！

作者