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硬密封球閥技術(shù)類故障分析及解決方式 |
點(diǎn)擊次數(shù):1483 更新時(shí)間:2015-12-12 |
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硬密封球閥在使用工況中比軟密封球閥要嚴(yán)苛很多,高溫、強(qiáng)腐蝕以及粉塵、顆粒、泥漿等介質(zhì)對(duì)硬密封球閥的持續(xù)使用造成了相當(dāng)大的障礙問題。在硬密封球閥的使用過程中,常常因?yàn)楣r或者人為的原因?qū)е?/span>閥門出現(xiàn)故障而被迫進(jìn)行維修。 了解閥門故障產(chǎn)生的原因,并找到預(yù)防故障的方法,對(duì)于閥門行業(yè)工作者和產(chǎn)品使用者來(lái)說,都是必要且有效的。 我公司技術(shù)研究人員特根據(jù)市場(chǎng)用戶使用球閥過程中普遍出現(xiàn)的硬密封球閥問題進(jìn)行分析。并拓展硬密封球閥產(chǎn)品設(shè)計(jì)及附屬配備應(yīng)注意的問題,且提出改善的方向。 從產(chǎn)品的使用角度來(lái)分類,硬密封球閥故障大致可以分為以下兩類:非技術(shù)類故障以及技術(shù)類故障。那么本文則要介紹硬密封球閥技術(shù)類故障的分析和解決方案; 1技術(shù)類故障 上一則文章所講述的非技術(shù)類故障都是人為因素造成的,來(lái)源于主觀原因,如果是足夠謹(jǐn)慎或者經(jīng)驗(yàn)足夠豐富,是*可以避免的,其故障產(chǎn)生原因與閥門內(nèi)部結(jié)構(gòu)并無(wú)關(guān)系。 而所謂的技術(shù)類故障。顧名思義,它是由于目前硬密球閥的技術(shù)還不夠完善造成的,很多時(shí)候我們只能盡量去減小它所帶來(lái)的影響,而很難*消除。當(dāng)然,如果一個(gè)使用壽命為3個(gè)月的硬密封球閥,經(jīng)過故障排除或者預(yù)防,能夠?qū)勖娱L(zhǎng)至半年,那即使故障不能*杜絕,也已經(jīng)可以被認(rèn)為是成功的。 1.1密封面破壞引起的泄漏 對(duì)于球閥,甚至對(duì)于閥門來(lái)說,密封面都是影響整個(gè)閥門工作的zui重要部位。從球閥的工作原理來(lái)看,球閥是啟閉件,其操作過程是鋼球在閥座上開啟或者關(guān)閉的過程,如果在開啟或者關(guān)閉的過程中造成密封面的破壞,那密封面處就可能泄露,造成閥門的內(nèi)漏,閥門即為失效。 1.1.1閥座彈簧的合理選用 硬密封球閥與軟密封球閥的zui大區(qū)別在于,鋼球與閥座都是金屬材料,不同于軟密封鋼球是金屬,而閥座是非金屬。因此,密封機(jī)理也有所不同,軟密封球閥密封原理是:鋼球與閥座之間的密封力導(dǎo)致非金屬閥座發(fā)生形變,將閥座與鋼球之間凸凹不平的線接觸轉(zhuǎn)變成接觸,同時(shí)軟密封閥座被擠壓變形后,與鋼球表面進(jìn)一步契合,補(bǔ)償鋼球表面的凸凹不平處,如果鋼球與閥座的擠壓變形大一些或小一些,對(duì)密封性能影響不大;而硬密封球閥的密封原理是,鋼球與閥座之間的密封力很難使金屬閥座發(fā)生形變,因此,需要用更大的密封力(相較于軟密封球閥來(lái)說)來(lái)使閥座密封面產(chǎn)生形變,從而達(dá)到鋼球和閥座的契合,從而達(dá)到密封,但這種形變僅僅是細(xì)微的,如果鋼球閥座的擠壓力稍有變化,則可能無(wú)法密封。從兩種機(jī)理的不同不難得出兩個(gè)結(jié)論:特技閥門 一、硬密封球閥鋼球和閥座間擠壓力更大; 二、硬密封球閥對(duì)于密封的調(diào)節(jié)功能要弱于軟密封球閥。 由于硬密封球閥鋼球和閥座間擠壓力更大,在球閥進(jìn)行啟閉轉(zhuǎn)換時(shí),金屬鋼球和金屬閥座之間產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦,根據(jù)材料力學(xué)可以得知,硬度相近的金屬間進(jìn)行滑動(dòng)摩擦很可能會(huì)拉傷密封面(在密封面產(chǎn)生劃痕)。在硬密封球閥中,一般采用在閥座后加彈簧(碟簧或柱簧)來(lái)對(duì)比壓力進(jìn)行微調(diào)。這樣,一定程度上使密封力在一定范圍內(nèi),都能達(dá)到密封。 1.1.2工況原因造成的密封面泄漏 事實(shí)上,對(duì)于硬密封球閥的作用,造成zui大的困擾不是技術(shù)上的問題,即使設(shè)計(jì)的足夠精密,在實(shí)際使用過程中,仍然會(huì)處一些問題,這種問題一般出現(xiàn)在煤化工行業(yè),多晶硅行業(yè),這些工況的共同特征是,介質(zhì)不是由單一的氣體或液體組成,其中有大量的固體顆粒,這些固體顆粒對(duì)鋼球和閥座的流道口造成強(qiáng)烈的沖刷,甚至穿過流道口進(jìn)入密封面,就能對(duì)密封面造成致命性的破壞。 對(duì)于這種情況導(dǎo)致的閥門返修情況占了維修量的20%以上。英密封球閥的鋼球和閥座密封面要求很高,一旦劃痕超過0.1mm,基本上就沒有再研磨利用的可能,使用一旦出現(xiàn)這種情況,往往就是球座同時(shí)報(bào)廢.所以應(yīng)盡量把這種情況減少到zui低。 將閥座密封面兩側(cè)修出兩個(gè)階梯,即為“雙刮刀“結(jié)構(gòu),兩側(cè)的階梯就像兩把刮刀,在鋼球啟閉的過程中,可以有效的刮除吸附在鋼球上的固體顆粒,避免其進(jìn)入密封面。當(dāng)然,這種閥座一般僅用于工況固體顆粒較多的情況,對(duì)于水、汽介質(zhì),刮刀結(jié)構(gòu)減小閥座強(qiáng)度,且增加加工成本,沒必要。 1.1.3閥座壓環(huán)的調(diào)節(jié)作用 前文分析了彈簧的調(diào)節(jié)作用,彈簧的彈性與壓縮量是呈線性或者二次曲線函數(shù)關(guān)系的,且有效值范圍很短,所以僅僅在極細(xì)微小的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)閥門出現(xiàn)泄漏而且比壓力高出標(biāo)準(zhǔn)或者低于標(biāo)準(zhǔn)閥位較大時(shí),需要通過安裝在閥座后面的閥座壓環(huán)厚度來(lái)調(diào)節(jié)。 1.2扭力值過大 經(jīng)統(tǒng)計(jì),密封面泄漏在故障總量中占到20%,而扭力過大問題,在故障中至少占40%的幾率.硬密球閥由于其特殊的密封機(jī)理,扭力本來(lái)就比同規(guī)格軟密封球閥要大3-4倍,在泥濘,粉塵等吸附能力*的介質(zhì)工況下,固液混合物吸附在鋼球和閥座密封面的外部,造成鋼球啟閉時(shí)扭力極大,甚至出現(xiàn)“卡死“現(xiàn)象,如果強(qiáng)行啟閉,甚至造成閥桿扭壞。 目前并沒有找到完善的解決辦法.大多數(shù)情況都是拆卸維修,刮除泥漿。預(yù)防方面,可以從以下幾個(gè)方面著手: ①“雙刮刀”結(jié)構(gòu),刮除泥漿,遠(yuǎn)離密封面。 ②流道口形狀盡量做成流線型,棱角處更容易積聚泥沙。 ③采用自動(dòng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng),一是加快啟閉速度,減少泥漿沖蝕、黏附密封面時(shí)間。二是安全作用,因?yàn)轵?qū)動(dòng)器的扭力是有上限的,當(dāng)鋼球卡死,不至于強(qiáng)行扭壞閥桿或割傷密封面。 2結(jié)語(yǔ) 綜上所述,硬密封球閥生產(chǎn)精度要求高,工況惡劣,要想使硬密封球閥能夠少出故障,保持較長(zhǎng)壽命,需要把握以下幾個(gè)方面: ①設(shè)計(jì)、選型要結(jié)合實(shí)際工況,選擇合適的材料,結(jié)構(gòu)。 ②生產(chǎn)過程要嚴(yán)格把握精度,出廠做好每一步測(cè)試。 ③使用過程中要嚴(yán)格按照產(chǎn)品生產(chǎn)說明書。 ④常做檢查維護(hù),如果出現(xiàn)問題及時(shí)維修或更換,以免出現(xiàn)安全事故。 硬密封球閥在目前石油,化工等行業(yè)應(yīng)用越來(lái)越廣泛,也逐步朝著大規(guī)格、高壓力的方向前進(jìn),在實(shí)際的生產(chǎn)的使用中,還會(huì)遇到各種問題需要解決,相信每一個(gè)閥門行業(yè)的工作者都會(huì)感到充滿挑戰(zhàn)和機(jī)遇。 |
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