闸阀论述及常见故障排除

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)荥阳市质量技术监督检验测试中心 作者:刘建辉

  本文作者从事多年质量监督工作,在阀门等机械产品检验一线积累了丰富的检验检测经验,对阀门等机械产品的基本属性、分类、故障排除、检测等内容有一定的了解。本文通过深入浅出的介绍,对闸阀产品的应用、分类、故障排除、检测等做了介绍,具有一定的参考价值。

  闸阀是比较常见的通用阀门,用途比较广泛,主要应用于水利、冶金等行业,其广泛的使用性能得到了市场的认可,笔者在多年的质量技术监督检测工作中,除了对闸阀的检测有一定的研究外,还对闸阀的使用、故障排除等方面做了比较认真细致的研究。

  下面就闸阀的结构、使用、故障排除、质量检测等方面进行一般性论述。

一、结构

  闸阀的结构:闸阀是利用闸板和阀座来控制启闭的阀门。闸阀主要有阀体、阀座、闸板、阀杆、阀盖、填料函、填料压盖、阀杆螺母、手轮等构成。依靠闸板与阀座间相对位置的改变,即可改变通道大小又可截断通道。为使闸阀能够关闭严密,闸板与阀座配合面经过研磨。

  根据闸阀结构形状不同,可将闸阀分为楔式和平行式两大类。

  楔式闸阀的闸板呈锲形,密封面与通道中心线成一倾斜角度,利用闸板和阀座间楔的作用达到密封(关闭)。楔式板可以是单闸板,也可以是双闸板。

  平行式闸阀的密封面是相互平行的,且与通道中心线垂直,分为有撑开机构和无撑开机构两种。有撑开机构的双闸板,当闸板下降时,两平行闸板的楔块靠斜面将两闸板撑开在阀座上,截断流道,当闸板上升开启时,锲块与闸板配合面脱离,闸板上升到一定高度,楔块被闸板上的凸台托起。无撑开机构的双闸板,当闸板沿两平行阀座面滑到阀座内时,利用流体的压力将闸板压在阀门出口侧的阀体上,密封流体。

  根据闸板启闭时阀杆运动情况的不同,闸阀分为明杆闸阀和暗杆闸阀两类。明杆闸阀的阀杆和闸板在开启或关闭时,同时上升和下降;暗杆闸阀在开启或关闭时,阀杆仅作旋转运动,看不到阀杆的升降,阀板作上升或下降运动。明杆闸阀的优点是能通过阀杆上升高度判断通道开启高度,但能缩短占有高度。当面向手轮或手柄时,顺时针方向转动手轮或手柄,阀门为关。

二、闸阀使用的场合和选用原则

  (一)平板闸阀

  平板闸阀的使用场合:

  (1)石油、天然气输送管线,带导流孔的平板闸阀还便于清扫管线。

  (2)成品油的输送管线和储存设备。

  (3)石油、天然气的开采口装置。

  (4)带有悬浮颗粒介质的管道。

  (5)城市煤气输送管线。

  (6)自来水工程。

  平板闸阀的选用原则:

  (1)石油、天然气的输送管线,选用单闸板或双闸板的平板闸阀。如需清扫管线的,选用单闸板带导流孔的明杆平板闸阀。

  (2)成品油的输送管线和储存设备,选用无导流孔的单闸板或双闸板的平板闸阀。

  (3)石油、天然气的开采口装置,选用暗杆浮动阀座带导流孔的单闸板或双闸板的平板闸阀。

  (4)带有悬浮颗粒介质的管道,选用刀形平板闸阀。

  (5)城市煤气输送管线,选用单闸板或双闸板软密封明杆平板闸阀。

  (6)自来水工程,选用单闸板或双闸板无导流孔明杆平板闸阀。

  (二)楔式闸阀

  楔式闸阀的适用场合:在各种类型的阀门中,闸阀是应用最广泛的一种,它一般只适用于全开或全关,不能作调节和节流使用。

  楔式闸阀一般用在对阀门的外形尺寸没有严格要求,而且使用条件又比较苛刻的场所。如高温高压的工作介质,要求关闭件要保证长期密封的情况下等。

  通常,使用条件或要求密封性能可靠,高压、高压截止(压差大)、低压截止(压差小)、低噪音、有气穴和汽化现象、高温介质、低温(深冷)时,推荐使用锲式闸阀。如电力工业、石油冶炼、石油化工、海洋石油、城市建设中自来水工程和污水处理工程,化工等领域中应用较多。

  选用原则:

  (1)对阀门流体特性的要求。流阻小、流通能力强、流量特性好、密封要求严的工况选用闸阀。

  (2)高温、高压介质。如高压蒸汽、高温高压油品。

  (3)低温(深冷)介质。如液氨、液氢、液氧等介质。

  (4)低压大口径。如自来水工程、污水处理工程。

  (5)安装位置:当安装高度受限制时选用暗杆锲式闸阀;当高度不受限制时选用明杆锲式闸阀。

  (6)只能做全开或全关用,不能作调节和节流用的场合,才能选用锲式闸阀。

三、常见故障与维修

  (一)闸阀的常见故障及原因

  闸阀使用后,由于介质温度、压力、腐蚀及各接触件相对运动等作用,常出现以下问题。

  (1)泄漏:分为两种,即外部泄漏和内部泄漏。向阀外的泄漏称为外漏,外漏常见于填料箱、法兰连接处。

  填料箱泄漏的原因:填料品种或质量不符合要求;填料老化或阀杆磨损;填料压盖松动;阀杆表面擦伤。

  法兰连接处泄漏的原因:垫片材质或尺寸不符合要求;法兰密封面加工质量差;连接螺栓紧固不当;管道配置不合理,在连接处产生过大附加载荷。阀门内部泄漏的原因:阀门关闭不严形成的泄漏为内部泄漏,是阀门密封面受到损坏或密封圈根部不严造成的。

  (1)腐蚀常为阀体、阀盖、阀杆、法兰密封面腐蚀。腐蚀主要是由于介质的作用,也有填料、垫片中释放出离子的作用。

  (2)擦伤:闸板与阀座在有一定接触比压情况下做相对运动时发生的局部表面拉毛或剥落现象。

  (二)闸阀的维修

  (1)阀门外部泄漏的修理

  由于填料磨损,填料压盖相对松动而出现泄漏时,可关闭阀门,再紧一紧填料压盖。如用压紧填料压盖的方法不能消除泄漏,说明填料失去弹性,无补偿能力,应将填料全部更换。

  压紧填料时,应对称上压盖螺栓,避免压盖倾斜,并留有供压紧用的间隙。在压紧填料的同时应转动阀杆,以使阀杆周围填料均匀,并防止压的太死,以免影响阀杆转动,增加对填料的磨损,缩短使用寿命。阀杆表面擦伤,使介质易于外漏,应加工消除阀杆表面伤痕后再使用。

  对法兰连接处的外漏,若为垫片损坏,应更换;若为垫片材质选择不当,应选择能满足使用要求的材质;若为法兰密封面加工质量差,须拆下后对法兰密封面重新加工,直至合格为止。

  除此之外,适当紧固法兰螺栓,正确配置管道,避免在法兰连接处产生过大附加载荷,都有利于防止法兰连接处的泄漏。

  (2)阀门内部泄漏的修理

  内部泄漏的修理,是消除密封面损伤及密封圈根部不严(当密封圈用压入法或螺纹固定在阀板或阀座上时)。若密封面是在阀体、阀板上直接加工而成,不存在根部不严及泄漏的问题。

  当密封面严重损坏,且密封面是由密封圈形成时,应将旧圈去掉,另配一个新密封圈;若密封面是直接在阀体上加工出来的,则应先将损坏的密封面除去,之后将新换的密封圈或加工后的表面研磨成新的密封面。当密封面的划痕、撞伤、压伤、凹痕等缺陷小于0.05mm时,可用研磨消除。

  密封圈根部发生泄漏,当密封圈采用压入固定时,可将四氟乙烯带或白厚漆置于阀座或密封圈环槽底部后,再压入密封圈,使密封圈根部被填塞;当密封圈为螺纹固定时,应将聚四氟乙烯带或白厚漆置于螺纹间,以阻止流体从螺纹间泄漏。

  (3)阀门腐蚀的修理

  一般情况下,阀体、阀盖均匀腐蚀,而阀杆常为点蚀。修理时,应先将腐蚀产物除去,对出现点蚀麻坑的阀杆,应在车床加工,消除凹陷,改用含有缓释剂的填料,或用蒸馏水清洗填料,除去填料中对阀杆有腐蚀作用的离子。

  (4)密封面擦伤的修理

  阀门使用中,应尽量防止密封面擦伤,关闭阀门时扭矩不能过大。如果密封面擦伤可用研磨消除。

四、闸阀的检测

  在目前的市场环境和用户需要中,铁质闸阀占了很大比重。作为产品质量检测人员,除了对产品质量的检测要比较熟悉外,还要对产品本身有较好的了解。

  (一)铁质闸阀的检测依据

  铁质闸阀的检测依据是国家标准GB/T12232-2005《通用阀门法兰连接铁质闸阀》。

  (二)铁质闸阀的检验项目

  主要包括:标志、最小壁厚、压力试验、壳体试验等,其中壁厚、压力、壳体试验是必须的检查项目,也是关键项目,若有不合格项,可直接判定为不合格产品。

  总之,产品质量检验中是整个产品检验中最重要的组成部分,其重要性不言而喻,作为一线检验工作人员,一定要不断加强自身素质,不但要把产品检验工作做好,还要对检验的产品有一个了解,这样才能更好的做好检验工作。

参考文献:

  [1]中华人民共和国国家标准,GB/T12232-2005,通用阀门法兰连接铁质闸阀[S].

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