高温硬密封球阀故障解决

之前介绍SY42AX煤矿水管路减压阀应用案例，现在介绍高温硬密封球阀故障解决硬密封球阀在运用工况上比软密封球阀要苛刻许多，高温、强腐蚀以及粉尘、颗粒、泥浆等介质对硬密封球阀的继续运用形成了相当大的妨碍。在硬密封球阀的运用进程中，常常应为工况或许人为的原因导致阀门呈现故障而修理。了解阀门故障发作的原因，并找到防止故障的办法，关于阀门职业作业者和产品运用者来说，都是必要且有用的。 上海申弘阀门公司针对性的对硬密封球阀进行剖析。并从客户运用进程中发现的问题，拓宽硬密封球阀产品规划及隶属装备应留意的问题，并提出改进的方向。从产品的运用视点来分类，硬密封球阀故障大致可以分为以下两类：非技能类故障以及技能类故障。
    1 高温硬密封球阀故障解决非技能类故障
    此类故障是与技能无关的，即并非阀门内部结构呈现问题或许内部零件运转发作故障。因而，其故障原因一般是由外界条件导致。 金属硬密封球阀是我公司开发的高性能阀门。阀座采用板簧加载的金属密封结构，在高温下启闭轻松。球体及阀座采用特殊硬化处理，密封面不擦伤。球阀具有双向密封功能,大小口径均采用固定球结构(DN15～700mm)。
金属硬密封球阀产品用途：
   金属硬密封球阀适用于Class150～1500、PN1.6～16.0MPa，工作温度-29～425℃（碳钢）或-40～550℃（不锈钢）的各种管路上，用于截断或接通管路中的介质，选用不同的材质,可分别适用于水、蒸汽、油品、硝酸、醋酸、氧化性介质、尿素、氨盐水、中和水等多种介质。 
金属硬密封球阀技术规范：  
压力等级：Class150～1500、PN1.6～16.0MPa
公称通径：DN15～700mm
设计与制造：API608、API 6D GB12237
结构长度：ANSI B16.10 GB12221
连接形式：ANSI B16.5 GB9112～9131、JB/T74～90 SH3006、HG20615～20635
压力实验：API598、ZBJ16006、GB
材质：WCB、CF8、CF3、CF8M、CF3M、ZG1Cr18Ni9Ti、C4、C6L、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti  
工作温度：-40～550℃
驱动方式：手动、蜗轮蜗杆传动、气动、电动
1、金属硬密封球阀采用偏心结构，在关闭过程中，阀座与球冷酷间的密封比压能迅速增加，从而确保了密封副的可靠密封。当阀门开启时，阀座与球体能迅速脱离，有效地减小了操作力矩，并使阀座表面与球面之间的控伤可能性降到小。
2、金属硬密封浮动球阀（如图）采用了弹性加载结构，在正常关闭情况下确保了球体密封面与阀座密封之间的接触，在高温工况下，能有效补偿内件受热膨胀，避免因高温而导致的卡阻，适合于中小口径高温使用场合。
3、金属硬密封固定球阀除金属硬密封偏心球阀的偏心特点外，其它优点在此也具务，此外，它可双向使用，且不易在中腔沉积污物，根据用户工况条件，也可在中腔设置排污口。
4、金属硬密封球阀的球体表面采用特殊硬化处理，阀座整体用特种硬质材料或局部堆焊硬质材料，确保密封副之间的有合适的硬度差。
5、由于球体表面采用特殊的表面硬化处理，阀座采用堆焊硬质合金，所以在阀门的启闭过程中能很好经受介质冲刷，特别适合于固体颗粒和磨料介质。
6、除球体表面和阀座表面的特殊表面处理外，在其它密封材料方面采用柔性石墨、金属缠绕式垫片等，故能用于高温、高压工况，并具耐火烧功能。

    1.1 高温硬密封球阀故障解决阀门选型的过错
    有的客户在挑选阀门型号的时分，由于对产品运用工况缺乏了解，或许处于本钱的考虑，挑选的阀门不能满意工况下作业温度、作业压力、介质腐蚀性、冲蚀性的要求，导致阀门一旦投入运用，就敏捷呈现故障。
    因而，在选型进程中，客户方或许规划院必定要把产品的运用可靠性放在位，因而本钱原因挑选过于低端的产品，发作故障形成损害，反而因小失大。这一点在工况苛刻的硬密封球阀选型中，尤为重要。
    1.1.1 球座密封面喷涂硬质合金面选材过错
    硬密封球阀的功用关键在于钢球、阀座的外表硬化处理。为了保证金属对金属的密封，硬密封球座之间密封比压力远大于普通球阀，这使金属资料间简单呈现咬合或许拉伤，这两种状况都会直接导致球阀无法正常运用。现在运用广泛，效果好的球座外表硬化办法是喷涂硬质合金技能（主要是镍基合金和铬基合金），硬密封球阀的钢球和阀座喷涂层很大程度上决议了球座密封面的运用功用和寿数，因而在实践杂乱的工况中，要依据实践状况挑选硬质合金层。
    硬质合金层的挑选大致有两个方向：一是追求其硬度，高硬度合金层耐磨损，耐冲蚀功用较强，常用于存在纤细，坚固的固体颗粒介质工况（如煤化工、多晶硅职业）；二是追求其耐腐蚀功用，有些强腐蚀性介质下，耐腐蚀合金层可以有用保护球座内部基材，然后延伸寿数，常用于强腐蚀性介质工况（如石化、造纸职业）。硬密封球阀资料选型中，其球座密封面喷涂硬质合金层的资料是重中之重，必定不能挑选与工况、运用介质条件不匹配的硬质合金。
    1.1.2 阀门一些内件选材与工况温度不符
    硬密封球阀中，有一些内件的选材是与其运用工况温度或介质温度密切相关的，比方填料、密封垫圈、阀杆护套等等．挑选硬密封球阀一般有两种原因，一是工况温度较高，软密封阀座无法承受，二是介质磨蚀才能、冲蚀才能较强，软密封阀座不行坚固．可见硬密封球阀不等于高温球阀，在某些工况中，它的运用温度并不必定很高。
    当介质温度低于200℃时，填料、密封垫圈（包含体盖密封垫圈、下阀杆密封垫圈、中法兰密封垫圈等），阀杆护套等都可以挑选用组成塑料。这种装备与软密封球阀中相关配件的装备相似。
    当介质温度高于200℃时，填料需求选用石墨（石墨耐温功用强，高温下功用根本无改变），密封垫圈一般选用金属丝包裹在石墨圈外围（用石墨密封，金属丝定型），阀杆护套也要换成金属资料。
    所以，在硬密封球阀的选型进程中，工况温度或介质温度是必定要作为必要因素之一来决议选型方向的。过错的内件挑选，导致阀门失效，无法运用。
    1.2 隶属件的选型故障
    阀门的隶属件包含驱动设备、驱动设备配套设备以及衔接驱动设备的支架、联接轴等配件。硬密封球阀的驱动设备依照其动力来历可分为：杠杆手柄、钢管手柄、涡轮执行器、手轮聚散减速器（用来切换手动操作或主动操作）、主动执行器（包含气动执行器、电动执行器、电液动执行器等）。
    关于杠杆手柄、钢管手柄，齿轮组织等依托手动操作的驱动设备，依据产品的作业扭力值核算力矩，然后挑选适宜的长度或则规范即可，当然资料的抗扭抗拉强度也是需求考虑的。
    关于主动执行器的选型相对杂乱一些。拿气动执行器举例，气动执行器分为单效果型和双效果型。双效果型气动执行器开关都有绷簧力效果，扭力一起．单效果型的气动执行器敞开的时分要战胜绷簧弹力效果，封闭的时分靠绷簧力封闭，这样，其输出扭矩是一个规模扭力值，添加了选型的难度，一般装置气动执行器，需求在阀门的作业扭力值基础上，乘以一个安全系数，防止由于规模性改变的执行器输出扭矩呈现操作力不行的状况发作。
    一般在出厂的时分，未到实践工况，其实践作业扭力值是无法丈量的，常用的规范是依据空载扭力值乘以一个介质系数来预算其作业扭力值。关于硬密封球阀，要依据工况的不同挑选这个介质系数，假如是颗粒、粉尘、泥浆介质，这个系数就要获得尽量大些，一般在1.5～2这个规模内挑选。
    除了执行器本身的选型需求留意以外，其隶属配件也要依据实践状况选型，如相关电磁阀、减压阀、阀位开关等等，如一个进气量很大的气动执行器，却装备一个气流量很小的电磁阀，这样气动执行器进气会很慢，阀门封闭变慢，密封面受冲蚀的时刻就越长，不利于阀门运用寿数。并且，主动设备的阀门的明显优势就在于启闭时刻快，许多客户要求在N秒内完结启闭动作，这就对相关配件的合理装备提出了更高的要求。

    1.3 其他非技能型故障
    除了以上常见的选型过错导致的非技能型故障，在硬密封球阀的实践运用进程中，由于装置的方向、进程等没有依照规范，也可能发作运用故障，因而在阀门的运用进程中，应遵循说明书，把该衔接的方位衔接好，保证*。　高温球阀用金属弹性圈作阀座密封圈用来补偿温差、压力和磨损等外界条件变化对球阀密封性能影响。高温球阀由阀体、球体、阀杆、金属阀座、阀座与阀体间的柔性石墨密封圈、金属弹性圈、金属弹性圈压环及密封垫组成。两个阀座一个为可在阀体嵌入槽中滑动的金属阀座，另一个为可变形的金属弹性圈阀座。该密封结构球阀在球体受热膨胀时金属弹性圈阀座可变形，使球体不致卡住不能动作。 　　
高温球阀使用碟形弹簧加载密封副结构。该阀由阀体、球体、阀杆、阀后阀座、阀后阀座密封圈、阀前阀座、阀前阀座密封圈、压环及碟形弹簧等组成。阀前阀座、阀前阀座密封圈、压环为一组件，碟形弹簧压在组件上。球阀装配后碟形弹簧受压，它一方面为阀门密封提供初始力，另一方面压缩阀座和阀体间的密封圈，使阀座和阀体间密封。该结构球阀两个阀座以阀杆轴心为对称中心嵌入阀体，阀座可在阀体嵌入槽中滑动，在球体受热膨胀时阀座组件滑动，碟形弹簧受压变形，避免球体卡住不能动作。

    2高温硬密封球阀故障解决 技能类故障
    上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀前文说到的非技能类故障都是人为因素形成的，来历于主观原因，假如是满足谨慎或许经历满足丰厚，是*可以防止的，其故障发作原因与阀门内部结构并无。而技能类故障。顾名思义，它是由于现在硬密球阀的技能还不行完善形成的，许多时分咱们只能尽量去减小它所带来的影响，而很难*消除。当然，假如一个运用寿数为3个月的硬密封球阀，经过故障扫除或许防止，可以将寿数延伸至半年，那即便故障不能*根绝，也现已可以被认为是成功的。
    2.1 密封面损坏引起的走漏
    关于球阀，乃至关于阀门来说，密封面都是影响整个阀门作业的重要部位。从球阀的作业原理来看，球阀是启闭件，其操作进程是钢球在阀座上敞开或许封闭的进程，假如在敞开或许封闭的进程中形成密封面的损坏，那密封面处就可能走漏，形成阀门的内漏，阀门即为失效。

    2.1.1 高温硬密封球阀故障解决阀座绷簧的合理选用
    硬密封球阀与软密封球阀的大差异在于，钢球与阀座都是金属资料，不同于软密封钢球是金属，而阀座对错金属。因而，密封机理也有所不同，软密封球阀密封原理是：钢球与阀座之间的密封力导致非金属阀座发作形变，将阀座与钢球之间凸凹不平的线触摸转变成触摸，一起软密封阀座被揉捏变形后，与钢球外表进一步契合，补偿钢球外表的凸凹不平处，假如钢球与阀座的揉捏变形大一些或小一些，对密封功用影响不大；而硬密封球阀的密封原理是，钢球与阀座之间的密封力很难使金属阀座发作形变，因而，需求用更大的密封力（相较于软密封球阀来说）来使阀座密封面发作形变，然后到达钢球和阀座的契合，然后到达密封，但这种形变仅仅是纤细的，假如钢球阀座的揉捏力稍有改变，则可能无法密封。从两种机理的不同不难得出两个定论：

一、硬密封球阀钢球和阀座间揉捏力更大；

二、硬密封球阀关于密封的调理功用要弱于软密封球阀。
    由于硬密封球阀钢球和阀座间揉捏力更大，在球阀进行启闭变换时，金属钢球和金属阀座之间发作滑动摩擦，依据资料力学可以得知，硬度附近的金属间进行滑动摩擦很可能会拉伤密封面（在密封面发作划痕）。在硬密封球阀中，一般选用在阀座后加绷簧（碟簧或柱簧）来比照压力进行微调。这样，必定程度上使密封力在必定规模内，都能到达密封。
    2.1.2 高温硬密封球阀故障解决阀座压环的调理效果
    前文剖析了绷簧的调理效果，绷簧的弹性与紧缩量是呈线性或许二次曲线函数的，且有用值规模很短，所以仅仅在极纤细小的规模内进行调理。当阀门呈现走漏并且比压力高出规范或许低于规范阀位较大时，需求经过装置在阀座后边的阀座压环厚度来调理。

    2.1.3 工况原因形成的密封面走漏
    事实上，关于硬密封球阀的效果，形成大的困扰不是技能上的问题，即便规划的满足精密，在实践运用进程中，仍然会处一些问题，这种问题一般呈现在煤化工职业，多晶硅职业，这些工况的一起特征是，介质不是由单一的气体或液体组成，其中有很多的固体颗粒，这些固体颗粒对钢球和阀座的流道口形成强烈的冲刷，乃至穿过流道口进入密封面，就能对密封面形成致命性的损坏。
    关于这种状况导致的阀门返修状况占了修理量的20%以上。英密封球阀的钢球和阀座密封面要求很高，一旦划痕超越0.1mm，根本上就没有再研磨利用的可能，运用一旦呈现这种状况，往往就是球座一起作废．所以应尽量把这种状况削减到低。

    2.2 高温硬密封球阀故障解决扭力值过大
    经计算，密封面走漏在毛病总量中占到20%，而扭力过大问题，在毛病中至少占40%的几率．硬密球阀由于其特殊的密封机理，扭力本来就比同规范软密封球阀要大3－4倍，在泥泞，粉尘等吸附才能*的介质工况下，固液混合物吸附在钢球和阀座密封面的外部，形成钢球启闭时扭力极大，乃至呈现“卡死“现象，假如强行启闭，乃至形成阀杆扭坏。
    现在并没有找到完善的处理办法．大多数状况都是拆开修理，刮除泥浆。防止方面，可以从以下几个方面着手：
    ①“双刀”结构，刮除泥浆，远离密封面。
    ②流道口形状尽量做成流线型，棱角处更简单积累泥沙。
    ③选用主动驱动器驱动，一是加快启闭速度，削减泥浆冲蚀、黏附密封面时刻。二是安全效果，由于驱动器的扭力是有上限的，当钢球卡死，不至于强行扭坏阀杆或割伤密封面。

    3 高温硬密封球阀故障解决结语
    综上所述，硬密封球阀出产精度要求高，工况恶劣，要想使硬密封球阀可以少出毛病，保持较长寿数，需求掌握以下几个方面：
    ①规划、选型要结合实践工况，挑选适宜的资料，结构。
    ②出产进程要严厉掌握精度，出厂做好每一步测试。
    ③运用进程中要严厉依照产品出产说明书。
    ④常做检查保护，假如呈现问题及时修理或替换，避免呈现安全事故。
    硬密封球阀在现在石油，化工等职业运用越来越广泛，也逐渐朝着大规范、高压力的方向行进，在实践的出产的运用中，还会遇到各种问题需求处理，信任每一个阀门职业的作业者都会感到充溢挑战和机遇。与本文相关的论文：自力式煤气调压阀组