高溫硬密封球閥故障解決

之前介紹SY42AX煤礦水管路減壓閥應(yīng)用案例，現(xiàn)在介紹高溫硬密封球閥故障解決硬密封球閥在運(yùn)用工況上比軟密封球閥要苛刻許多，高溫、強(qiáng)腐蝕以及粉塵、顆粒、泥漿等介質(zhì)對(duì)硬密封球閥的繼續(xù)運(yùn)用形成了相當(dāng)大的妨礙。在硬密封球閥的運(yùn)用進(jìn)程中，常常應(yīng)為工況或許人為的原因?qū)е麻y門呈現(xiàn)故障而修理。了解閥門故障發(fā)作的原因，并找到防止故障的辦法，關(guān)于閥門職業(yè)作業(yè)者和產(chǎn)品運(yùn)用者來(lái)說(shuō)，都是必要且有用的。 上海申弘閥門公司針對(duì)性的對(duì)硬密封球閥進(jìn)行剖析。并從客戶運(yùn)用進(jìn)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，拓寬硬密封球閥產(chǎn)品規(guī)劃及隸屬裝備應(yīng)留意的問(wèn)題，并提出改進(jìn)的方向。從產(chǎn)品的運(yùn)用視點(diǎn)來(lái)分類，硬密封球閥故障大致可以分為以下兩類：非技能類故障以及技能類故障。
    1 高溫硬密封球閥故障解決非技能類故障
    此類故障是與技能無(wú)關(guān)的，即并非閥門內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)問(wèn)題或許內(nèi)部零件運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)作故障。因而，其故障原因一般是由外界條件導(dǎo)致。 金屬硬密封球閥是我公司開發(fā)的高性能閥門。閥座采用板簧加載的金屬密封結(jié)構(gòu)，在高溫下啟閉輕松。球體及閥座采用特殊硬化處理，密封面不擦傷。球閥具有雙向密封功能,大小口徑均采用固定球結(jié)構(gòu)(DN15～700mm)。
金屬硬密封球閥產(chǎn)品用途：
   金屬硬密封球閥適用于Class150～1500、PN1.6～16.0MPa，工作溫度-29～425℃（碳鋼）或-40～550℃（不銹鋼）的各種管路上，用于截?cái)嗷蚪油ü苈分械慕橘|(zhì)，選用不同的材質(zhì),可分別適用于水、蒸汽、油品、硝酸、醋酸、氧化性介質(zhì)、尿素、氨鹽水、中和水等多種介質(zhì)。 
金屬硬密封球閥技術(shù)規(guī)范：  
壓力等級(jí)：Class150～1500、PN1.6～16.0MPa
公稱通徑：DN15～700mm
設(shè)計(jì)與制造：API608、API 6D GB12237
結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度：ANSI B16.10 GB12221
連接形式：ANSI B16.5 GB9112～9131、JB/T74～90 SH3006、HG20615～20635
壓力實(shí)驗(yàn)：API598、ZBJ16006、GB
材質(zhì)：WCB、CF8、CF3、CF8M、CF3M、ZG1Cr18Ni9Ti、C4、C6L、ZG1Cr18Ni12Mo2Ti  
工作溫度：-40～550℃
驅(qū)動(dòng)方式：手動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)、氣動(dòng)、電動(dòng)
1、金屬硬密封球閥采用偏心結(jié)構(gòu)，在關(guān)閉過(guò)程中，閥座與球冷酷間的密封比壓能迅速增加，從而確保了密封副的可靠密封。當(dāng)閥門開啟時(shí)，閥座與球體能迅速脫離，有效地減小了操作力矩，并使閥座表面與球面之間的控傷可能性降到小。
2、金屬硬密封浮動(dòng)球閥（如圖）采用了彈性加載結(jié)構(gòu)，在正常關(guān)閉情況下確保了球體密封面與閥座密封之間的接觸，在高溫工況下，能有效補(bǔ)償內(nèi)件受熱膨脹，避免因高溫而導(dǎo)致的卡阻，適合于中小口徑高溫使用場(chǎng)合。
3、金屬硬密封固定球閥除金屬硬密封偏心球閥的偏心特點(diǎn)外，其它優(yōu)點(diǎn)在此也具務(wù)，此外，它可雙向使用，且不易在中腔沉積污物，根據(jù)用戶工況條件，也可在中腔設(shè)置排污口。
4、金屬硬密封球閥的球體表面采用特殊硬化處理，閥座整體用特種硬質(zhì)材料或局部堆焊硬質(zhì)材料，確保密封副之間的有合適的硬度差。
5、由于球體表面采用特殊的表面硬化處理，閥座采用堆焊硬質(zhì)合金，所以在閥門的啟閉過(guò)程中能很好經(jīng)受介質(zhì)沖刷，特別適合于固體顆粒和磨料介質(zhì)。
6、除球體表面和閥座表面的特殊表面處理外，在其它密封材料方面采用柔性石墨、金屬纏繞式墊片等，故能用于高溫、高壓工況，并具耐火燒功能。

    1.1 高溫硬密封球閥故障解決閥門選型的過(guò)錯(cuò)
    有的客戶在挑選閥門型號(hào)的時(shí)分，由于對(duì)產(chǎn)品運(yùn)用工況缺乏了解，或許處于本錢的考慮，挑選的閥門不能滿意工況下作業(yè)溫度、作業(yè)壓力、介質(zhì)腐蝕性、沖蝕性的要求，導(dǎo)致閥門一旦投入運(yùn)用，就敏捷呈現(xiàn)故障。
    因而，在選型進(jìn)程中，客戶方或許規(guī)劃院必定要把產(chǎn)品的運(yùn)用可靠性放在位，因而本錢原因挑選過(guò)于低端的產(chǎn)品，發(fā)作故障形成損害，反而因小失大。這一點(diǎn)在工況苛刻的硬密封球閥選型中，尤為重要。
    1.1.1 球座密封面噴涂硬質(zhì)合金面選材過(guò)錯(cuò)
    硬密封球閥的功用關(guān)鍵在于鋼球、閥座的外表硬化處理。為了保證金屬對(duì)金屬的密封，硬密封球座之間密封比壓力遠(yuǎn)大于普通球閥，這使金屬資料間簡(jiǎn)單呈現(xiàn)咬合或許拉傷，這兩種狀況都會(huì)直接導(dǎo)致球閥無(wú)法正常運(yùn)用。現(xiàn)在運(yùn)用廣泛，效果好的球座外表硬化辦法是噴涂硬質(zhì)合金技能（主要是鎳基合金和鉻基合金），硬密封球閥的鋼球和閥座噴涂層很大程度上決議了球座密封面的運(yùn)用功用和壽數(shù)，因而在實(shí)踐雜亂的工況中，要依據(jù)實(shí)踐狀況挑選硬質(zhì)合金層。
    硬質(zhì)合金層的挑選大致有兩個(gè)方向：一是追求其硬度，高硬度合金層耐磨損，耐沖蝕功用較強(qiáng)，常用于存在纖細(xì)，堅(jiān)固的固體顆粒介質(zhì)工況（如煤化工、多晶硅職業(yè)）；二是追求其耐腐蝕功用，有些強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)下，耐腐蝕合金層可以有用保護(hù)球座內(nèi)部基材，然后延伸壽數(shù)，常用于強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)工況（如石化、造紙職業(yè)）。硬密封球閥資料選型中，其球座密封面噴涂硬質(zhì)合金層的資料是重中之重，必定不能挑選與工況、運(yùn)用介質(zhì)條件不匹配的硬質(zhì)合金。
    1.1.2 閥門一些內(nèi)件選材與工況溫度不符
    硬密封球閥中，有一些內(nèi)件的選材是與其運(yùn)用工況溫度或介質(zhì)溫度密切相關(guān)的，比方填料、密封墊圈、閥桿護(hù)套等等．挑選硬密封球閥一般有兩種原因，一是工況溫度較高，軟密封閥座無(wú)法承受，二是介質(zhì)磨蝕才能、沖蝕才能較強(qiáng)，軟密封閥座不行堅(jiān)固．可見硬密封球閥不等于高溫球閥，在某些工況中，它的運(yùn)用溫度并不必定很高。
    當(dāng)介質(zhì)溫度低于200℃時(shí)，填料、密封墊圈（包含體蓋密封墊圈、下閥桿密封墊圈、中法蘭密封墊圈等），閥桿護(hù)套等都可以挑選用組成塑料。這種裝備與軟密封球閥中相關(guān)配件的裝備相似。
    當(dāng)介質(zhì)溫度高于200℃時(shí)，填料需求選用石墨（石墨耐溫功用強(qiáng)，高溫下功用根本無(wú)改變），密封墊圈一般選用金屬絲包裹在石墨圈外圍（用石墨密封，金屬絲定型），閥桿護(hù)套也要換成金屬資料。
    所以，在硬密封球閥的選型進(jìn)程中，工況溫度或介質(zhì)溫度是必定要作為必要因素之一來(lái)決議選型方向的。過(guò)錯(cuò)的內(nèi)件挑選，導(dǎo)致閥門失效，無(wú)法運(yùn)用。
    1.2 隸屬件的選型故障
    閥門的隸屬件包含驅(qū)動(dòng)設(shè)備、驅(qū)動(dòng)設(shè)備配套設(shè)備以及銜接驅(qū)動(dòng)設(shè)備的支架、聯(lián)接軸等配件。硬密封球閥的驅(qū)動(dòng)設(shè)備依照其動(dòng)力來(lái)歷可分為：杠桿手柄、鋼管手柄、渦輪執(zhí)行器、手輪聚散減速器（用來(lái)切換手動(dòng)操作或主動(dòng)操作）、主動(dòng)執(zhí)行器（包含氣動(dòng)執(zhí)行器、電動(dòng)執(zhí)行器、電液動(dòng)執(zhí)行器等）。
    關(guān)于杠桿手柄、鋼管手柄，齒輪組織等依托手動(dòng)操作的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，依據(jù)產(chǎn)品的作業(yè)扭力值核算力矩，然后挑選適宜的長(zhǎng)度或則規(guī)范即可，當(dāng)然資料的抗扭抗拉強(qiáng)度也是需求考慮的。
    關(guān)于主動(dòng)執(zhí)行器的選型相對(duì)雜亂一些。拿氣動(dòng)執(zhí)行器舉例，氣動(dòng)執(zhí)行器分為單效果型和雙效果型。雙效果型氣動(dòng)執(zhí)行器開關(guān)都有繃簧力效果，扭力一起．單效果型的氣動(dòng)執(zhí)行器敞開的時(shí)分要戰(zhàn)勝繃簧彈力效果，封閉的時(shí)分靠繃簧力封閉，這樣，其輸出扭矩是一個(gè)規(guī)模扭力值，添加了選型的難度，一般裝置氣動(dòng)執(zhí)行器，需求在閥門的作業(yè)扭力值基礎(chǔ)上，乘以一個(gè)安全系數(shù)，防止由于規(guī)模性改變的執(zhí)行器輸出扭矩呈現(xiàn)操作力不行的狀況發(fā)作。
    一般在出廠的時(shí)分，未到實(shí)踐工況，其實(shí)踐作業(yè)扭力值是無(wú)法丈量的，常用的規(guī)范是依據(jù)空載扭力值乘以一個(gè)介質(zhì)系數(shù)來(lái)預(yù)算其作業(yè)扭力值。關(guān)于硬密封球閥，要依據(jù)工況的不同挑選這個(gè)介質(zhì)系數(shù)，假如是顆粒、粉塵、泥漿介質(zhì)，這個(gè)系數(shù)就要獲得盡量大些，一般在1.5～2這個(gè)規(guī)模內(nèi)挑選。
    除了執(zhí)行器本身的選型需求留意以外，其隸屬配件也要依據(jù)實(shí)踐狀況選型，如相關(guān)電磁閥、減壓閥、閥位開關(guān)等等，如一個(gè)進(jìn)氣量很大的氣動(dòng)執(zhí)行器，卻裝備一個(gè)氣流量很小的電磁閥，這樣氣動(dòng)執(zhí)行器進(jìn)氣會(huì)很慢，閥門封閉變慢，密封面受沖蝕的時(shí)刻就越長(zhǎng)，不利于閥門運(yùn)用壽數(shù)。并且，主動(dòng)設(shè)備的閥門的明顯優(yōu)勢(shì)就在于啟閉時(shí)刻快，許多客戶要求在N秒內(nèi)完結(jié)啟閉動(dòng)作，這就對(duì)相關(guān)配件的合理裝備提出了更高的要求。

    1.3 其他非技能型故障
    除了以上常見的選型過(guò)錯(cuò)導(dǎo)致的非技能型故障，在硬密封球閥的實(shí)踐運(yùn)用進(jìn)程中，由于裝置的方向、進(jìn)程等沒有依照規(guī)范，也可能發(fā)作運(yùn)用故障，因而在閥門的運(yùn)用進(jìn)程中，應(yīng)遵循說(shuō)明書，把該銜接的方位銜接好，保證*?！「邷厍蜷y用金屬?gòu)椥匀ψ鏖y座密封圈用來(lái)補(bǔ)償溫差、壓力和磨損等外界條件變化對(duì)球閥密封性能影響。高溫球閥由閥體、球體、閥桿、金屬閥座、閥座與閥體間的柔性石墨密封圈、金屬?gòu)椥匀?、金屬?gòu)椥匀涵h(huán)及密封墊組成。兩個(gè)閥座一個(gè)為可在閥體嵌入槽中滑動(dòng)的金屬閥座，另一個(gè)為可變形的金屬?gòu)椥匀﹂y座。該密封結(jié)構(gòu)球閥在球體受熱膨脹時(shí)金屬?gòu)椥匀﹂y座可變形，使球體不致卡住不能動(dòng)作。 　　
高溫球閥使用碟形彈簧加載密封副結(jié)構(gòu)。該閥由閥體、球體、閥桿、閥后閥座、閥后閥座密封圈、閥前閥座、閥前閥座密封圈、壓環(huán)及碟形彈簧等組成。閥前閥座、閥前閥座密封圈、壓環(huán)為一組件，碟形彈簧壓在組件上。球閥裝配后碟形彈簧受壓，它一方面為閥門密封提供初始力，另一方面壓縮閥座和閥體間的密封圈，使閥座和閥體間密封。該結(jié)構(gòu)球閥兩個(gè)閥座以閥桿軸心為對(duì)稱中心嵌入閥體，閥座可在閥體嵌入槽中滑動(dòng)，在球體受熱膨脹時(shí)閥座組件滑動(dòng)，碟形彈簧受壓變形，避免球體卡住不能動(dòng)作。

    2高溫硬密封球閥故障解決 技能類故障
    上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：截止閥,電動(dòng)截止閥前文說(shuō)到的非技能類故障都是人為因素形成的，來(lái)歷于主觀原因，假如是滿足謹(jǐn)慎或許經(jīng)歷滿足豐厚，是*可以防止的，其故障發(fā)作原因與閥門內(nèi)部結(jié)構(gòu)并無(wú)。而技能類故障。顧名思義，它是由于現(xiàn)在硬密球閥的技能還不行完善形成的，許多時(shí)分咱們只能盡量去減小它所帶來(lái)的影響，而很難*消除。當(dāng)然，假如一個(gè)運(yùn)用壽數(shù)為3個(gè)月的硬密封球閥，經(jīng)過(guò)故障掃除或許防止，可以將壽數(shù)延伸至半年，那即便故障不能*根絕，也現(xiàn)已可以被認(rèn)為是成功的。
    2.1 密封面損壞引起的走漏
    關(guān)于球閥，乃至關(guān)于閥門來(lái)說(shuō)，密封面都是影響整個(gè)閥門作業(yè)的重要部位。從球閥的作業(yè)原理來(lái)看，球閥是啟閉件，其操作進(jìn)程是鋼球在閥座上敞開或許封閉的進(jìn)程，假如在敞開或許封閉的進(jìn)程中形成密封面的損壞，那密封面處就可能走漏，形成閥門的內(nèi)漏，閥門即為失效。

    2.1.1 高溫硬密封球閥故障解決閥座繃簧的合理選用
    硬密封球閥與軟密封球閥的大差異在于，鋼球與閥座都是金屬資料，不同于軟密封鋼球是金屬，而閥座對(duì)錯(cuò)金屬。因而，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)作形變，將閥座與鋼球之間凸凹不平的線觸摸轉(zhuǎn)變成觸摸，一起軟密封閥座被揉捏變形后，與鋼球外表進(jìn)一步契合，補(bǔ)償鋼球外表的凸凹不平處，假如鋼球與閥座的揉捏變形大一些或小一些，對(duì)密封功用影響不大；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)作形變，因而，需求用更大的密封力（相較于軟密封球閥來(lái)說(shuō)）來(lái)使閥座密封面發(fā)作形變，然后到達(dá)鋼球和閥座的契合，然后到達(dá)密封，但這種形變僅僅是纖細(xì)的，假如鋼球閥座的揉捏力稍有改變，則可能無(wú)法密封。從兩種機(jī)理的不同不難得出兩個(gè)定論：

一、硬密封球閥鋼球和閥座間揉捏力更大；

二、硬密封球閥關(guān)于密封的調(diào)理功用要弱于軟密封球閥。
    由于硬密封球閥鋼球和閥座間揉捏力更大，在球閥進(jìn)行啟閉變換時(shí)，金屬鋼球和金屬閥座之間發(fā)作滑動(dòng)摩擦，依據(jù)資料力學(xué)可以得知，硬度附近的金屬間進(jìn)行滑動(dòng)摩擦很可能會(huì)拉傷密封面（在密封面發(fā)作劃痕）。在硬密封球閥中，一般選用在閥座后加繃簧（碟簧或柱簧）來(lái)比照壓力進(jìn)行微調(diào)。這樣，必定程度上使密封力在必定規(guī)模內(nèi)，都能到達(dá)密封。
    2.1.2 高溫硬密封球閥故障解決閥座壓環(huán)的調(diào)理效果
    前文剖析了繃簧的調(diào)理效果，繃簧的彈性與緊縮量是呈線性或許二次曲線函數(shù)的，且有用值規(guī)模很短，所以僅僅在極纖細(xì)小的規(guī)模內(nèi)進(jìn)行調(diào)理。當(dāng)閥門呈現(xiàn)走漏并且比壓力高出規(guī)范或許低于規(guī)范閥位較大時(shí)，需求經(jīng)過(guò)裝置在閥座后邊的閥座壓環(huán)厚度來(lái)調(diào)理。

    2.1.3 工況原因形成的密封面走漏
    事實(shí)上，關(guān)于硬密封球閥的效果，形成大的困擾不是技能上的問(wèn)題，即便規(guī)劃的滿足精密，在實(shí)踐運(yùn)用進(jìn)程中，仍然會(huì)處一些問(wèn)題，這種問(wèn)題一般呈現(xiàn)在煤化工職業(yè)，多晶硅職業(yè)，這些工況的一起特征是，介質(zhì)不是由單一的氣體或液體組成，其中有很多的固體顆粒，這些固體顆粒對(duì)鋼球和閥座的流道口形成強(qiáng)烈的沖刷，乃至穿過(guò)流道口進(jìn)入密封面，就能對(duì)密封面形成致命性的損壞。
    關(guān)于這種狀況導(dǎo)致的閥門返修狀況占了修理量的20%以上。英密封球閥的鋼球和閥座密封面要求很高，一旦劃痕超越0.1mm，根本上就沒有再研磨利用的可能，運(yùn)用一旦呈現(xiàn)這種狀況，往往就是球座一起作廢．所以應(yīng)盡量把這種狀況削減到低。

    2.2 高溫硬密封球閥故障解決扭力值過(guò)大
    經(jīng)計(jì)算，密封面走漏在毛病總量中占到20%，而扭力過(guò)大問(wèn)題，在毛病中至少占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)范軟密封球閥要大3－4倍，在泥濘，粉塵等吸附才能*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，形成鋼球啟閉時(shí)扭力極大，乃至呈現(xiàn)“卡死“現(xiàn)象，假如強(qiáng)行啟閉，乃至形成閥桿扭壞。
    現(xiàn)在并沒有找到完善的處理辦法．大多數(shù)狀況都是拆開修理，刮除泥漿。防止方面，可以從以下幾個(gè)方面著手：
    ①“雙刀”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，棱角處更簡(jiǎn)單積累泥沙。
    ③選用主動(dòng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，一是加快啟閉速度，削減泥漿沖蝕、黏附密封面時(shí)刻。二是安全效果，由于驅(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。

    3 高溫硬密封球閥故障解決結(jié)語(yǔ)
    綜上所述，硬密封球閥出產(chǎn)精度要求高，工況惡劣，要想使硬密封球閥可以少出毛病，保持較長(zhǎng)壽數(shù)，需求掌握以下幾個(gè)方面：
    ①規(guī)劃、選型要結(jié)合實(shí)踐工況，挑選適宜的資料，結(jié)構(gòu)。
    ②出產(chǎn)進(jìn)程要嚴(yán)厲掌握精度，出廠做好每一步測(cè)試。
    ③運(yùn)用進(jìn)程中要嚴(yán)厲依照產(chǎn)品出產(chǎn)說(shuō)明書。
    ④常做檢查保護(hù)，假如呈現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)修理或替換，避免呈現(xiàn)安全事故。
    硬密封球閥在現(xiàn)在石油，化工等職業(yè)運(yùn)用越來(lái)越廣泛，也逐漸朝著大規(guī)范、高壓力的方向行進(jìn)，在實(shí)踐的出產(chǎn)的運(yùn)用中，還會(huì)遇到各種問(wèn)題需求處理，信任每一個(gè)閥門職業(yè)的作業(yè)者都會(huì)感到充溢挑戰(zhàn)和機(jī)遇。與本文相關(guān)的論文：自力式煤氣調(diào)壓閥組