阀门的常见故障及维修

来源:网络  作者:六叉零   2020-07-05 阅读:109

阀门的常见故障及维修

第一节 阀门故障

一、故障1:动作功能故障

1、阀杆动作故障。

在阀门启闭过程中,有时感到有卡阻不灵活,启闭很费力,有时用正常的启闭力矩无法启闭,甚至启闭一段距离后就无法继续启闭。

阀杆升降失灵的原因有:①操作过猛使螺纹损伤;②缺乏润滑或润滑剂失效;③阀杆弯扭;④表面光洁度不够;⑤配合公差不准,咬得过紧;⑥阀杆螺母倾斜;⑦材料选择不当,例如阀杆和阀杆螺母为同一材质,容易咬住;⑧螺纹被介质腐蚀(指暗杆阀门或阀杆螺母在下部的阀门);⑨露天阀门缺乏保护,阀杆螺纹沾满尘砂,或者被雨露霜雪所锈蚀;⑩阀杆与其它零件卡阻:如第一填料压盖歪斜后碰到阀杆,第二填料安装不正确或压得过紧,第三阀杆与其它零件擦咬或咬死

预防的方法:①精心操作,关闭时不要使猛劲,开启时不要到上死点,开够后将手轮倒转一两圈,使螺纹上侧密合,以免介质推动阀杆向上冲击;②经常检查润滑情况,保持正常的润滑状态;③不要用长杠杆开闭阀门,习惯使用短杠杆的工人要严格控制用力分寸,以防扭弯阀杆(指手轮和阀杆直接连接的阀门);④提高加工或修理质量,达到规范要求;⑤材料要耐腐蚀,适应工作温度和其他工作条件;⑥阀杆螺母不要采用与阀杆相同的材质;⑦采用塑料作阀杆螺母时,要验算强度,不能只考虑耐腐蚀性好和摩擦系数小,还须考虑强度问题,强度不够就不要使用;⑧露天阀门要加阀杆保护套;⑨常开阀门,要定期转动手轮,以免阀杆锈住;⑩正确安装填料及填料压套,装配时阀杆无障碍碰擦,防止阀杆卡阻。

2、手轮损坏:撞击或长杠杆猛力操作所致。只要操作人员和其他有关人员注意,便可避免。
     3、填料压盖断裂:压紧填料时用力不均匀,或压盖(一般是铸铁/钢)有缺陷。压紧填料,要对称地旋转螺丝,不可偏歪。制造时不仅要注意大件和关键件,也要注意压盖之类次要件,否则影响使用。
     4、阀杆与闸板连接失灵:闸阀采用阀杆长方头与闸板T形槽连接的形式较多,T形槽内有时不加工,因此使阀杆长方头磨损较快。主要从制造方面来解决。但使用单位也可对T形槽进行补加工,让它有一定的光洁度和平面度。
     5、双闸板阀门的闸板不能压紧密封面:双闸板的张力是靠顶楔产生的,有些闸阀,顶楔材质不佳(低牌号铸铁),使用不久便磨损或折断。顶楔是个小件,所用材料不多,使用单位可以用碳钢自行制作,换下原有的铸铁件。

6、止回阀阀瓣打碎。止回阀前后介质压力处于接近平衡而又互相“拉”的状态,阀瓣经常与阀座拍打,某些脆性材料(如铸铁、黄铜等)做成的阀瓣就被打碎。预防的办法是采用阀瓣为韧性材料的止回阀。

二、故障2:运动副损伤

密封面发生咬擦伤,阀杆光柱部分发生咬擦伤,阀杆螺纹部分发生咬擦伤等。

擦伤产生的原因:

首先是粘结磨损产生磨粒,此磨粒硬度强度都较基体金属高,被压入软面而划伤硬面,同时,硬磨粒在软面内被硬面凸峰推挤而有移动从而犁伤软面。在磨擦面分开后,磨粒可能排出,但也可能仍然存在于软面上,再次磨擦时又将划伤硬面并在软面上犁出更深更长的深沟,直至硬粒前方的软面抵抗不住硬粒的移动力而被剪切,软面上形成了条状沟槽,硬面上形成了划伤痕迹。如果载荷苛刻而接触点少,则剪切强度增大,磨屑也就增大,如不及时排出,就压入表面形成结节,结节后接触点剪切强度增大,磨屑也增大,最终就形成了磨擦瘤。从小结节到磨擦瘤的过程是连锁的逐渐增长的,当原有的移动力不能剪断磨擦瘤时,咬擦伤也就发生。因此咬擦伤在某种程度上是磨损的一种形式。

其次是阀杆可能与填料压套、填料垫相碰擦,再有是介质中如含有硼,则它泄出后会结晶成硬粒,拉伤阀杆表面,再有是应加润滑剂的部分未加润滑剂等。

避免咬擦伤的措施是:

咬擦伤是由于硬粒进入或本身磨粒磨损而犁出沟槽,因此要尽量使磨粒减小,使之成粉末状微粒,且及时而充分的排除出磨擦面,这就要求磨擦副具有较高的光洁度和吻合度良好,使接点增多,接触面积增大,同样的剪切力下剪切强度减小,剪切下的磨屑也就减小。为此在载荷不变的情况下就要加大磨擦面积或提高光洁度,并尽可能加以足够的润滑,以进一步减少磨擦力和有利于磨粒的排除,同时在较宽的磨擦面上应开排屑沟槽,使磨粒排入沟槽并随润滑油排出磨擦面。

为了使密封面不致擦伤,必须使密封面在自磨削状态下工作,使磨粒磨损减轻并使表面倾于进一步细化,这样就能保持和延长密封面的寿命,其条件如上所述,具体措施是:

1、严格的阀门内腔清洁度

2、适当提高密封面光洁度

3、增大接触面

4、提高吻合度

5、无硬质微粒进入磨擦面

6、磨粒得到及时而完全的排除

7、两个面应有硬度差

8、加以一定润滑,以减少磨擦力,避免金属直接接触

9、比压小

10、在软面上开容屑槽或断屑槽

11、采用塑性流动压力大的材料

12、采用不易发生冷作硬化的材料

13、消除阀杆与其它的零件相碰擦。

14、正确安装填料或适当压紧填料。

15、应该加润滑剂的部位应加以相应的润滑。

三、故障3:密封的失效

阀门另一种常见的故障是密封面泄漏,填料泄漏和阀体阀盖连接处的泄漏。

造成这种故障的原因,首先要从密封的机理讲起:

    1、气体的压力

       气体与液体的区别,在于分子间的距离及分子间作用力的不同。气体压力的产生是由于分子对四壁的碰撞,压强的大小取决于分子运动的速度与单位容积内分子数的多少两个条件。分子运动的速度愈大,压强愈大;单位容积内的分子数愈多,压强亦愈大。气体密度不大时,分子本身的体积及分子间的引力均可略而不计,将其当作理想气体。氮气在常见状态下即可作为理想气体。

    2、流体压力产生的特点

1)气体压力产生的特点

A 分子撞击速度越大,压强越大。

B 单位时间内撞击到容器壁表面上的分子数目越多,压强就越大。

   说明:在一定温度下气体的压强只和单位容积内的分子数有关,而不管气体的种类。

2)液体压力产生的特点

根据分子运动论又可知,在分子间有着作用力。液体受压时,分子间距减小,分子间产生斥力,就表现为压力,即压力的表现形式为要求膨胀的能。

液体的压力产生还有一个液柱高度产生的位置能,位置能在存在液柱高度的同时是始终存在的,不能消除。

3、流体泄漏的原因

气体泄漏的原因:外界撞向泄缝处的分子数少于内侧的。

液体泄漏的原因:密封面存在大于分子直径的间隙,在分子间斥力下液体分子挤出间隙产生泄漏。

宏观密封与微观密封对密封副的不同要求:前者允许为“迷宫式”密封,而后者是真正的“零泄漏”。例如微泄漏检测。

“光整密封”与“损伤密封”:前者要求高精度且要防止擦伤,后者允许通过可预知损伤达到密封效果,后者使设计选择范围扩大,加工费用降低,产品成本下降。

接触密封机理

4、阀门常见的密封失效泄漏及原因

1 阀门填料泄漏及原因

 

1 阀杆填料密封示意图

填料装入填料函以后,经压盖对其施加轴向压力。由于填料的塑性,使其产生径向力,并与阀杆紧密接触,但这种接触并不是非常均匀的。有些部位接触的紧,有些部位接触的松,还有些部位没接触上。接触部位同非接触部位交替出现,形成了“迷宫”,起到阻止压力介质外泄的作用。填料密封的机理就是“迷宫效应”。

阀门在使用过程中,阀杆同填料之间存在着相对运动。这个运动包括转动和轴向移动。在使用过程中,随着开启次数的增加,相对运动的次数也随之增多,还有高温、高压和渗透性强的流体介质的影响,阀门填料函也是发生泄漏事故较多的部位。造成填料泄漏的主要原因是界面泄漏,对于编织填料还会出现渗漏(压力介质沿着填料纤维之间的微小缝隙向外泄漏)。阀杆与填料间的界面泄漏是由于磨损导致填料接触压力的逐渐减小填料自身的老化等原因引起的,这时压力介质就会沿着填料与阀杆之间的接触间隙向外泄漏。随着时间的推移,压力介质会把部分填料吹走,甚至会在阀杆上冲刷处沟槽。

产生填料泄漏的原因有下列几点:①填料与工作介质的腐蚀性、温度、压力不相适应;②装填方法不对,尤其是整根填料盘旋放入,最易产生泄漏;③阀杆加工精度或表面光洁度不够,或有椭圆度,或有刻痕;④阀杆已发生点蚀,或因露天缺乏保护而生锈;⑤阀杆弯曲;⑥填料使用太久,已经老化;⑦操作太猛。
    消除填料泄漏的方法是:①正确选用填料;②按正确的进行装填;③阀杆加工不合格的,要修理或更换,表面光洁度最低要达到▽5,较重要的,要达到▽8以上,且无其他缺陷;④采取保护措施,防止锈蚀,已经锈蚀的要更换;⑤阀杆弯曲要校直或更新;⑥填料使用一定时间后,要更换;⑦操作要注意平稳,缓开缓关,防止温度剧变或介质冲击。

2法兰泄漏

阀门的法兰密封一般是依靠其连接螺栓所产生的预紧力,通过各种垫片(如橡胶垫片、石棉橡胶垫片、植物纤维垫片、缠绕式金属内填石棉垫片等)达到足够的密封比压,来阻止被密封流体介质的外泄,属于强制密封。这种密封结构形式常见的泄漏有以下几种。

A 界面泄漏

界面泄漏的主要原因是密封垫片压紧力不足,法兰结合面上的粗糙度不符合要求,热变形和机械振动等都会引起密封垫片与法兰面之间密合不严而发生泄漏。另外,法兰连接后螺栓变形或伸长,密封垫片长期使用后塑性变形、回弹力下降、密封垫片材料老化、龟裂及变质等,也会造成垫片与法兰面之间密合不严而发生泄漏(图2)。这种金属面和密封垫片交界面上发生的泄漏称为“界面泄漏”。无论哪种形式的密封垫片或哪种材料制成的密封垫片都可能出现界面泄漏。

         2 界面泄漏

B 渗透泄漏

植物纤维(棉、麻和丝等)、动物纤维(羊毛或兔毛等)、矿物纤维(石棉、石墨、玻璃或陶瓷等)、化学纤维(尼龙、聚四氟乙烯等各种塑料纤维)、皮革和纸板等是制作密封垫片的常用材料。这些材料的组织纤维比较疏松,致密性差,很容易被流体介质浸透,特别是在流动介质的压力作用下,介质会通过纤维间的微小缝隙渗透到低压一侧(图3)。这种由于垫片材料的纤维之间有缝隙,流体介质在一定条件下能够通过这些缝隙而产生的泄漏现象称为“渗透泄漏”。渗透泄漏一般与被输送的流体介质的工作压力和物理性质有关。压力越高,泄漏量也会增大。粘性越小,则更容易发生泄漏。

 

        

                 3 渗透泄漏

C 破坏泄漏

        破坏泄漏

破坏泄漏事故的发生,人为因素影响很大。如密封垫片装偏,从而使局部的密封比压不足或预紧力过度,超过了密封垫片的设计限度,使密封垫片失去回弹能力。另外,在紧固法兰的过程中,法兰的连接螺栓松紧不均,或两法兰中心线偏移(图4)等。这种由于安装质量欠佳而产生密封垫片压缩过度或密封比压不足而发生的泄漏称为“破坏泄漏”。

界面泄漏和破坏泄漏的泄漏量会随着时间推移而明显加大。渗透泄漏的泄漏量与时间的关系不明显。造成法兰密封面泄漏的原因还有介质腐蚀因素的影响,这种腐蚀属于间隙腐蚀,主要发生在法兰结合面上微小的间隙处。由于间隙处介质与间隙外的介质之间有电位差,产生电化学腐蚀。这种化学腐蚀称为“浓淡电化学腐蚀”,腐蚀泄漏是缓慢进行的,只有发展到形成腐蚀麻点连成通道后,介质才能外泄。在现场检修中,时常能发现法兰密封面上有许多斑点,有的甚至已形成明显的小坑,这便是浓淡电化学腐蚀的产物,但并没有发生泄漏,即使出现泄漏,它的形式也与界面泄漏十分相似,都是发生在法兰密封面与垫片接触界面上,其形式类似于界面泄漏。

3)阀体泄漏及原因

阀体泄漏可发生在除填料及法兰密封的其他任何部位,泄漏的主要原因是由阀门生产过程中的铸造、锻造或焊接缺陷所引起的,如铸造质量不高,阀体和阀盖体上有砂眼、松散组织、夹渣等缺陷,焊接不良,存在着夹渣、未焊接,应力裂纹等缺陷。
   
而腐蚀介质的输送,流体介质的冲刷也可造成阀门各部位的泄漏。腐蚀主要以均匀腐蚀和浸蚀或气蚀的形式存在。

A 均匀腐蚀

均匀腐蚀是由环境引起的,凡是与介质接触的阀门表面,皆产生同一种腐蚀。金属表面腐蚀的外貌相同,经历同一时间,金属厚度的减薄也相同。阀门外壁一层层地腐蚀脱落,最后造成大面积穿孔。

B 浸蚀或气蚀

浸蚀或气蚀是由于流体介质在阀体内的流动所引起的。高速输送的液体压力会明显下降,当压力低于介质的临界压力时,液体就会出现气化现象,形成无数个气泡。这种气泡存在的时间有限,一到高压区,气泡又凝结为液体。凝结的过程中便会产生对阀体材料的浸蚀和冲击。冲击的能量足以造成管道的振动,同时把阀体金属表面腐蚀呈蜂窝状。随着时间的推移,形成了腐蚀穿孔,导致泄漏事故发生。

 

第二节阀门带压堵漏及阀门泄漏的处理方法

根据生产和泄漏的具体情况,可采用更换阀门,更换阀门填料,更换法兰垫片或补焊阀门孔洞的方法消除泄漏。对于投入生产运行中的阀门,则必须采取相应的技术手段消除泄漏,以保证生产的正常运行。

1、阀门填料泄漏处理方法

采用注剂式带压密封技术消除阀门填料及法兰泄漏是目前比较安全可靠的一种技术手段。这种技术采用特别夹具和液压注射工具(图5),将密封剂注射到夹具与泄漏部位部分外表面所形成的密封空腔内,迅速地弥补各种复杂的泄漏缺陷。在注剂压力远远大于泄漏介质压力的条件下,泄漏被强行止住。密封注剂自身能够维持在一定的工作密封比压,并在短时间内由塑性体转变为弹性体,形成一个坚硬的富有弹性的新的密封结构,达到重新密封的目的。

        5 注密封剂工具       

    密封用高压注剂枪,填充枪,填料,密封枪,密封,垫片(图)

目前,国内外生产和使用的密封注剂大约有30多个品种,大致分为两类。一类是热固化密封注剂,其基础材料是高分子合成橡胶固化剂,再添加耐水、耐酸、酸碱、耐化学介质和耐高温的各种辅助助剂等。这类密封注剂只有达到一定的温度才能由塑性体转变为弹性体,常温下则为棒状固体。另一类是非热固化密封注剂,它的基础材料根据密封注剂的性能要求,可以是高分子合成树脂、油品、石墨、塑料以及其他无机材料等,固化机理多为反应型及高温炭化型或单纯填充型,适用于常温、低温及超高温场合的动态密封作业要求。这类密封注剂多制成棒状固体或双组分的腻状材料,将其装在高压注剂枪后,在一定的压力下具有良好的注射工艺性及填充性。

采用注剂式带压密封技术在动态条件下消除阀门填料部位出现的泄漏是一种安全有效的方法,而且密封后不影响阀门的开启和关闭功能。根据阀门填料函的结构形式,有两种方法供选择。

填料函壁较厚的阀门

阀门填料函的壁厚大于8mm,在动态条件下采用注剂式带压密封技术消除泄漏时,可以选择直接在阀门填料函的壁面上开设注剂孔的方式进行作业,在此种条件下,密封空腔就是阀门填料函自身,注入到阀门填料函内的密封注剂所起的作用与填料所起的作用完全相同。

首先在阀门填料函外壁的适当位置用Φ10×5mmΦ8×7mm的钻头开孔,这个位置主要是从连接高压注剂枪方便的角度考虑的。钻孔可以选用防暴电钻或风动钻,如果选用充电电钻,使用起来更为方便。孔不能钻透,大约留1mm左右,撤出钻头,用M12或M10的丝锥套扣。套扣结束后,把注剂专用旋塞阀拧上,把注剂专用旋塞阀的阀瓣拧到开的位置,用Φ3mm的长杆钻头把余下的阀门填料的壁钻透,这时泄漏介质会沿着钻头排削方向喷出。为了防止钻孔时高温、高压、腐蚀性强或有毒的介质喷出伤人或损坏钻孔机具,钻小孔之前可采用一挡板。先在挡板上用钻头钻一个Φ5mm的圆孔,使挡板能穿在长钻头上。挡板可采用胶合板、纤维搬或石棉橡胶等制作。加上挡板,钻余下的壁厚则不会有危险。钻透小孔后,取出钻头,把注剂专用旋塞阀拧到关闭的位置,泄漏介质则被切断。这时,连接高压注剂枪进行注射密封注剂的操作。如果阀门填料函的泄漏量较小,压力较低,也可以用Φ3mm的钻头直接钻小孔,泄漏介质被引出后,再安装注剂专用旋塞阀及高压注剂枪进行动态密封作业。

②填料函壁较薄的阀门

泄漏阀门填料函的壁厚小于6mm时,可以采用辅助夹具进行动态密封作业(图6)。辅助夹具是为了弥补被阀门填料函壁厚的不足,相当于一个固定在阀门填料函外的特殊连接头,用以连接高压注剂枪。辅助夹具的关键尺寸是贴合面的形状,如果采用机械加工的方法难以得到理想的局部贴合面,可以在现场手工修整研合。在条件允许的情况下,可以适当修理泄漏阀门填料函的外壁,使之与辅助夹具的贴合面更好地吻合。如果泄漏阀门填料函的外壁形状比较复杂,贴合面难以达到要求时,可以在安装辅助夹具时,在贴合面的底部垫一块约2mm厚的石棉橡胶板或橡胶板,拧紧连接螺栓,使辅助夹具固定在泄漏阀门上,垫在下面的橡胶板会很好的堵塞贴合面的缝隙。辅助夹具贴块上的螺纹应与注剂旋塞阀的螺纹相配。夹具固定厚,用钻头钻透填料函壁。当泄漏量较小,压力较低时,可以用Φ3mm的钻头直接钻孔,然后拧上注剂专用旋塞阀后,再用长钻头钻孔。整个动态密封作业结束后,不要立刻开关阀门,使密封剂充分固化后,阀门即可投入正常使用。

                

          图6  在填料函较薄的阀门手钻孔对开环式辅助夹具

G形夹具也是用于处理阀门填料函泄漏的专用工具。作业时,根据泄漏阀门填料函的外部尺寸,可选择不同型号的G型夹具。首先要试装,冲眼确定钻孔位置。用Φ10mm的钻头在冲眼处钻一定位密封孔,深度按G形夹具螺栓头部形状确定。然后安装G型夹具,再用Φ3mm的长杆钻头将余下的填料函壁钻透,引出泄漏介质。安装注剂专用旋塞阀及高压注剂枪,进行注剂操作。泄漏停止后,G形夹具以不拆除为好(图7)。

    图7  G型夹具

一些从国外进口的阀门在其填料函的外壁上设有一个丝堵,这是十分有益的。对于一些关键管道上的阀门,一旦出现填料函泄漏,可以立刻拆下丝堵,按丝堵的规格设计一个接头,通过接头把高压注剂枪和泄漏阀门连成一体,在很短的时间内即可有效地消除泄漏,如果我国的各阀门生产厂,在阀门的整体设计中,也考虑在阀门填料函外壁上增设一个螺纹丝堵,对于阀门在使用过程中的维护是十分有益的。

目前,国内已经有了专供修补阀门填料函部位泄漏用的密封注剂,它的配方是按阀门阀杆的使用情况设计的,该密封剂不仅可以在动态条件下密封住各种泄漏介质,而且对阀门阀杆具有良好的自润滑效果。

2、阀门法兰泄漏处理方法

处理法兰泄漏通常采用铜丝捻缝围堵法钢带围堵法凸形夹具法

①铜丝捻缝围堵法

当两法兰的连接间隙小于4mm,整个法兰外圆的间隙量比较均匀,泄漏介质压力低于2.5MPa,泄漏量小,螺栓孔与螺栓之间的间隙较大,密封剂能够沿此间隙顺利注入时,可以在拆下的螺栓上直接安放螺栓专用注剂接头时,其安放数量可视泄漏法兰的尺寸及泄漏垫的情况而定,一般不少于两个。安装螺栓专用注剂接头时,应当松开一个螺母后立刻装好注剂接头,迅速重新拧紧螺母,然后再安装另一个螺栓专用注剂接头。不能同时将两个松开,以免造成垫片上的密封比压明显下降,泄漏量增加,甚至会出现泄漏介质将已损坏的垫片吹走,导致无法弥补的后果,必要时可在泄漏法兰上增设G形夹子,用以维持垫片上密封比压的均衡。按需用数量安装完螺栓专用注剂接头后,用冲子等工具将直径等于或略小于泄漏法兰间隙的铜丝嵌入到法兰间隙中,同时将法兰的外缘冲出唇口,使铜丝固定在法兰间隙内。唇口的间隙及数量视法兰的外径而定,一般间隔为40-80mm,这样铜丝就不会被泄漏的压力介质或动态密封作业时注剂产生的推力挤出。捻缝结束,组成了新的密封腔后,即可连接高压注剂枪,进行动态密封作业。注密封注剂的起点应选在泄漏点的相反方向,无泄漏介质影响处,依次进行,终点应在泄漏点附近。

②钢带围堵法

当两法兰之间的连接间隙小于8mm,泄漏介质压力小于2.5MPa时,可以采用钢带围堵法进行动态密封作业,这种方法对法兰连接间隙的均匀程度没有严格要求,但对泄漏法兰的连接同轴度有较高的要求,钢带厚度一般可为1.5-3.0mm,宽度为25-30mm,内六角螺栓的规格为M8-M16,制作钢带可以采用铆接或焊接,过渡垫片可以采用与钢带同样的间隙能否使密封剂顺利注入,然后再根据法兰尺寸的大小及泄漏情况,确定安装螺栓专用注剂接头的个数,安装钢带量,应使钢带位于两法兰的间隙上,全部包住泄漏间隙,以便形成完整的密封空腔,穿4个内六角螺栓,拧上数扣,将两个过渡垫片加入,继续拧紧内六角螺栓直到钢带与泄漏法兰外边缘全部靠紧为止,这时可连接高压注剂枪进行动态密封作业,如果发现钢带与泄漏法兰外边缘不能靠紧时,可以采用尺寸略大于泄漏法兰间隙的石棉填料,在没安装钢带之前,在法兰间隙上盘绕一周后,用锤子将其嵌入间隙内,然后再安装钢带,也可以2mm厚及25mm宽的石棉橡胶板,在泄漏法兰外边缘盘绕一周,或用4-6mm厚的相应铅皮在泄漏法兰外边缘上盘绕一周。注意接头处避开泄漏点,然后再安装钢带。当法兰连接间隙均匀程度较差,两法兰的外边缘又存在一定错位时(两法兰装配不同轴),采用铅皮盘绕的方法,能很好地弥补缺陷。加好钢带紧固后,可以继续捻砸铅皮,直到封闭好为止。余下步骤同铜丝捻缝围堵法。

③凸形法兰夹具

当泄漏法兰的连接间隙大于8mm,泄漏介质压力大于2.5MPa,泄漏量较大时,从安全和可靠性考虑,应当设计制作凸形法兰夹具。这种法兰夹具的加工尺寸较精确,安装在泄漏法兰上后,整体封闭性能好,动态密封作业的成功率高,是注剂式带压密封技术中应用较广泛的一种夹具。

动态密封操作前,应在制作好的夹具上装注剂旋塞阀,并使注剂旋塞阀处于开启的位置,如注剂旋塞阀是已使用过的,则应把积存在通道上的密封注剂除掉,当注剂旋塞阀门口到周围障碍物的直线距离小于高压注剂枪的长度时,则应在注剂旋塞阀与夹具之间增装角度接头,目的是排放泄漏介质和改变高压注剂枪的连接方向,操作人员在作业时应站在上风口,若泄漏压力及流量很大,可用压缩空气把泄漏介质吹向一边,或把夹具接上长杆,使操作人员少接触或不接触介质,安装夹具时,应使夹具上的注剂孔处于泄漏法兰连接螺栓的中间,并保证泄漏缺陷附近要有注剂孔,不要使注剂孔正对着泄漏法兰的连接螺栓,以免增大注剂操作的阻力,安装夹具时应避免剧烈撞击,泄漏介质是易燃或易爆物料时,应采用防暴工具作业。夹具螺栓拧紧后,检查夹具与泄漏部位的连接间隙,一般控制在0.5mm以下,否则要采取相应的措施缩小间隙,注剂应先从离泄漏点最远的注剂孔开始,直到泄漏停止。

4、阀门承压壳体泄漏的处理方法

阀体泄漏的处理方法有两种,粘接法和焊接法

①粘接法

粘接法是利用胶粘剂的特殊性能进行带压密封作业的一种方法,它采用某种特制的机构在泄漏缺陷处形成一个暂短的无泄漏介质影响的区间,利用胶粘剂适用性广、流动性好、固化速度快的特点,在泄漏处建立一个由胶粘剂和各种密封材料构成的新的固体密封结构,达到止住泄漏的目的。

阀体泄漏常用的顶压机构是多功能顶压工具,它可用固定在法兰上,也可以固定在管道上,首先把顶压工具安装在有泄漏部位附近,调整顶压工具的顶压螺杆,使顶压螺杆的轴线对准泄漏部位,然后固定顶压工具。将顶压螺杆旋转90°,躲开喷射泄漏介质,把铝铆钉放入顶压螺杆前端的孔内,然后转回。为防止铝铆钉松动脱落或被泄漏介质冲掉,可以在铝铆钉上先缠几层四氟乙烯生胶带,然后再放顶压螺杆前的孔内。或直接在顶压螺杆的前端开设定位丝孔,作业时把铝铆钉放入此孔后,拧紧定位螺钉,使铝铆钉固定在顶压螺杆前端的孔内。拆除时,松开定位螺钉即可。安装完铝铆钉后,调整及旋转顶压螺杆,使铝铆钉紧紧地压在泄漏部位上,迫使泄漏停止。如果泄漏缺陷较大,也可以在铝铆钉的前面再放一块软铝片。旋进顶压螺杆时,铝铆钉接触到泄漏管壁就应松开定位螺钉,防止铝铆钉同顶压螺杆一起旋转。

泄漏停止后,清理泄漏附近的金属表面,除去铁锈及油污。在铝铆钉的四周用配制好的胶粘剂胶泥涂抹加固(图8a)。胶粘剂充分固化后,拆除顶压工具,去掉铝铆钉多余的部分(图8b)。为使堵漏效果更好,可在处理好的铝铆钉外层用胶粘剂及玻璃布加固。

    

 (a) 涂抹胶粘剂       b)拆除顶压工具      c)修整铝铆钉

                        粘接过程

②焊接法

对阀体的泄漏常用的是引流焊接法。首先,按阀体泄漏部位的外部开头设计制作一个引流器,引流器一般由封闭板或封闭盒及闸阀组成。由于封闭板或封闭盒与泄漏部位的外表面能较好的贴合,因此在处理泄漏部位时,只要将引流器靠紧在泄漏部位上,事先把闸阀全部打开,泄漏介质会沿着引流器的引流通道及闸阀排掉,在封闭板的四周边缘处则没有或有很少的介质外泄。这时,可以将引流器牢固地焊在泄漏部位(图9)。引流器焊好后,关闭闸阀就能达到重新密封的作用。

 

                                

                  

               图9  引流焊接法

第三节 阀门的保管、安装及操作

一、阀门保管

1、阀门入库要进行检验,校对合格证等技术资料与实物是否相符。

2、各种阀门都应整齐地摆放在干燥的仓库里,严禁堆放或露天存放,阀门通道两端必须用盖板堵塞,防止杂物进入阀腔。

3、暂不用的阀门有石棉盘根应取出,以防止电化学腐蚀损坏阀件。

4、较长时间存放的阀门产品,应做定期检查,对外露的加工表面清除污垢和铁锈,并更换防锈油。

5、阀门备品件应按规定保管,如对于长期保管弹簧应用纸包扎并立着放存在干燥房间的零件架上或箱中。为了防止锈蚀,弹簧应涂油。

二、阀门的安装

1、阀门安设地点

阀门的安设要满足生产操作的要求。管路上要根据需要安设各种阀门,各种单元设备上也要根据工艺要求安设各种阀门。

一个管路系统上,首先要安设总阀门。总阀的作用是对整个管路系统进行切断或接通,一般不用于调节流量。正常生产时,总阀总是开启,在停车或检修时关闭。总阀要安设在总管路的入口处。

支管路的入口处,也要安设支管路的总阀。支总阀除了切断作用外,还在调节流量的作用。根据支管路流量大小的需要,来调节其总阀以满足流量的要求。各支管流量要求有一定的比例。这个比例也靠各支管路总阀来调节和控制。经常开关或调节流量的阀门要串联安设两个。其中一个备用,备用阀经常开着不予使用,一旦经常使用阀坏了,即可使用备用阀,以免影响生产。待停电、停车检修时,再修好坏阀,仍保持一个备用。

在液体管路上,要在最低处或适当地方安设排空阀,以使在停车或检修时把管路中液体放空。在气体管路上也要在最低处或适当地方安设排放阀,以便把从气体中冷凝下来的水或冷凝液放出。

液体管路上还要在较高处或适当地方安设排放阀。以便在开车时排放阻塞在管路中的空气。如果管内空气排放不净,阻塞在管内就会千百万气阻。因为气体在管内有一定体积,这就会减少管路截面,增加输送阻力,降低流量,影响生产,有时水或其他液体中溶解的气体在运转中逐渐逸放出来,也需要经济或定期打开排气阀,将其排除。

气体管路上也要安设放空阀,例如空气管路上,如有的支管用风量减少或停用,就可打开放空阀放空一部分空气,以保持系统压力稳定。其他气体管路上,有了放空阀,也可以在停车或检修时,把管内有毒气体、可燃气体放空以保证检修的安全。有毒气体的放空须采取措施加净化。

要求压力稳定的支管路入口,要安设稳压阀。稳压阀是一种根据阀前压力变动而自动调节开度以保持阀后压力稳定的阀门。在输送化学物质的中间产品或最终铲平的管路上,常须安设取样阀,以便抽查或定期取样分析,以检查和控制产品质量。

2、阀门的安装方向和位置

阀门的安装方向和位置应根据各种阀门的工作原理、使用维护方便正确安装,否则会影响使用与寿命。

许多阀门有方向性,装倒装反,就会影响效果和寿命,或根据不起作用甚至造成危险。所以安装时,介质流动方向应与阀体箭头一致。阀门安装位置一定要便于操作与省力,即使安装时困难些也要为长期操作着想。最好阀门手轮与胸口齐,一般距操作地坪1.2,落地阀的手轮要朝上,以免操作困难,靠墙或设备的阀门,也要留出操作站立地,严禁仰天操作,明杆闸阀不要装在地下,升降式止回阀要保证阀瓣垂直,旋启式止回阀要保证销轴水平,立式止回阀应装在垂直管路上,减压阀必须直立安装在水平管路上,不得倾斜。

3、安装注意事项

1)安装前必须仔细核对领用阀门的标志、合格证是否符合使用要求,核实后进行清洗、试压和调试。

A 清洁内腔和密封面,不许有污物附着,未清洁前,切勿启闭阀门

B 检查连接落霜是否均匀旋紧,防止泄漏。

C 检查填料是否压紧,压紧程度能保证填料箱的密封性,但又不得防碍阀杆的旋转;

D 阀门试压和调试应按有关标准进行(认为产品质量可靠、也可不进行试压,清洗后直接安装)。

2 在运输起吊安装过程中,吊索不允许系结在手轮上,起重点应放在腰部;在运输起卸期间应注意轻提轻放,严禁撞碰敲打或重力抛掷,以防涂污外表或损伤零件。

3)阀门连接的管路,一定要清扫干净,以免杂物擦伤阀门密封面。

4)螺纹连接的阀门,应将密封填料绳(加铅油或聚四氟乙衡生胶带)包在管子螺纹上,不要弄到阀门里,以免阀内存积影响介质流通。

5)安装法兰阀门时,要注意对称均匀板紧螺栓,阀门法兰与管子法兰必须平行,间隙合理,以免产生过大应力导致开裂。

6)焊接管子阀门,应先点焊,再半关闭件全开,然后焊死。

7)不经常启闭的阀门,对阀杆螺纹添加润滑剂,以防咬住;室外阀门要对阀杆加保护套,以防雪、雨及尘土锈污。

三、阀门的操作方法

阀门的操作,要根据操作规程来进行。操作(启闭)阀门时应注意:

1、启闭阀门,用力应平稳,不可冲击;同时要慢慢拧动,不可开闭太快。以免发生水锤现象。特别是压力管路,尤为注意。

2、对于用丝杆启闭的阀门,特别时暗杆式的,在关闭或全开到头时,要退回半扣或四分之一扣,以免扭的太紧,下次开关时,不知是开是关,扭不对扣,易把丝杆扭坏。

3、当转不动手轮时,可将手轮卸下,用活扳手卡住杆上面方形捕风用力扭开。不可不卸手轮,就用铁棍强扭手轮,这样易把手轮扭坏。

4、拧不动旋塞阀时,可以稍稍松一下压盖螺丝,用锤子轻轻敲动,就会拧得动了。不要在手柄手套以长管硬搬,这样会把阀门拧坏。

5、如操作过于费劲,须分析原因,有的阀门关闭件受热膨胀,造成开启困难。此时可将阀盖螺纹稍拧松,待消除阀杆应力后再开启,填料太紧时,可适当放松填料。

6、明杆阀门,对全开与全闭的阀杆的位置应标明,即可避免全开时撞击死点,又便于检查阀门全闭时有否异常情况。

7、蒸汽阀门,开启前应预先加热,并排除凝结水,开启时,应量徐缓,以免水击现象。

8、管路初用时,可将阀门微启利用介质的高速流动冲走残余杂物,然后反复开关几次冲击脏物后,再投入正常工作。

9、某些介质在关闭后会使阀杆产生收缩,就应隔适当时间再关一点,否则介质会因阀件收缩后密封面产生的细缝高速流过,使密封面受到冲蚀。

10、操作高压阀门时,由于高压阀门管路压力甚高,在开车时,阀门前后压差很大,因此操作须十分仔细,启开时要慢慢逐渐打开。先稍稍打开一点,使高压流体慢慢充满阀后管路,等前后压力接近时,要按规定流量调大阀门开度。为了操作方便和安全,常和阀门平行设一小体渐渐充满阀后管首,等前后压力接近平衡时,再打开主管道上的大型高压阀门。

11、闸阀与截止阀只做全开或全闭用,不允许做调节和节流用,以免冲蚀缩短使用寿面。开关时应用手轮,不得借助杠杆或其他工具,以免损坏阀件,手轮顺时针为关闭,逆时针为开启。带旁通阀的,开启前应先打开旁通阀。带扳手的球阀、扳手与通道平行时为全开,转90°为全闭。

 

第四节 阀门的检修

阀门的检修包括两方面内容:预防性保养维修和事故维修。

工业高温高压阀门的预防性保养和维修措施,是解决阀门泄漏和延长使用寿命中最经济和可靠的途径。如果在无保养性维修的情况下,一旦阀门泄漏,往往已经是损坏非常严重了,这不仅增大了修复的难度,而且常常甚至已经丧失维修的可能和价值。因此,对于组织和管理完善的阀门维修工作来说,不仅有关人员要有相应的意识,更重要的是预防和保养措施,即定期的对阀门进行检查(例如,阀门相对于外界的密封性,阀门在关闭状态下的密闭性等等)。预防性维修阀门的关键是在第一次发现阀门有泄漏现象时,立即对阀门进行修复,因为流通的介质即使在极微小的密封面坏损的情况下,也能在短时间内引起密封面  的大面积坏损,以致造成昂贵的维修成本。 

对设备中所有的阀门进行定期的保养性检修以解决阀门泄漏的问题,从而提高成套设备运转的安全和可靠性。

这就要求我们的阀门使用单位确定阀门的日常维护方针,并制订日常检查和定期检查的管理办法和维护制度,重要位置上的关键阀门还应建立使用卡片。

日常检查的内容包括:

1.阀门承压边界的外泄漏情况;

2.管道阀门的振动和异声情况;

3.常用阀门的动作情况。

定期检查的时间和内容主要取决于下列情况:

1.该阀在设备中所占的重要性和使用频繁程度;

2.阀座部位的压差条件、热冲击条件及环境条件;

3.日常检查的动作试验及故障情况;

4.过去实际使用成果的检查结果;

5.阀门的质量和实际成果;

6.部件和辅助件的年久劣化。

定期保养的内容:

1.管路的清洁。管路中的泥沙、颗粒状杂质或铁屑会研伤阀门密封面,造成阀门内漏。因此,在每次检修时,应尽可能清扫管路。清扫的方法是用压缩空气吹扫。如果管路中输送的介质杂质较多,则应在管路入口处设置相应的过滤装置,以保护管路中其它设备(包括阀门)的安全性。

2.检查阀门的动作灵活性。目前,多数阀门都带有开关指示标志,操作阀门应先看清开关方向,同时起始位置不可用力过猛,阀杆的螺纹部分可涂一些管路上允许的润滑油进行润滑保养。

3.不经常启闭阀门的检查。对此类阀门应定期转动手轮,防止螺纹咬死。当咬死已发生时,可对螺纹部分涂一些管路上允许的润滑油,再轻轻敲动过程中松开螺纹。

4.阀杆盘根的泄漏,可通过压板、压套的再压紧来解决,但压板螺纹的再压紧过程应对称均匀压紧,防止压套歪斜卡死阀杆。再压紧过程结束后,应操作阀杆检查动作性能。

5.特殊工况阀门应检查涂装防护情况。如高温、低温阀门的防护情况,耐环境腐蚀阀门的涂装情况等。

阀门的检修:

即使阀门选用正确、设计合理、制造质量高、安装、操作和维护良好,但损坏总是难免的。因此,必须对阀门进行检修,制订定期检修计划。

一、检修程序

检查阀门的一般程序为:

1.从管路系统拆除阀门时,要在阀门及与其连接的法兰上打上钢印编号,并记录该阀门的工作介质,工作压力和工作温度,以便修理时选用相应的材料。

2.用压缩空气或煤油清洗,检查零件破坏情况。

3.对阀体、阀盖进行强度试验;对密封部位进行密封性试验,作好记录。

4.检查阀杆是否弯曲、腐蚀、以及阀杆螺母磨损程序。

5.对检查到的总是进行处理,如阀体补焊缺陷,堆焊或更新密封圈,校直或更换阀杆,不能修复的零件换新。

6.全部垫片、填料换新后进行组装。

7.修好后的阀门经过试压,填写检修记录表,包括检修日期、编号、安装位置、工作条件、损坏情况、修理项目、更换项目、试验压力等内容,还须由检修人和单位负责人签字。

二、修理方法

阀门的修复一般根据损坏情况可采取修理或更换零、部件的方法。

1、阀体与阀盖的缺陷,一般采用焊补的方法。

2、阀杆的修理是将磨损处堆焊相应金属,然后车削并热处理和磨光;阀杆螺母,通常采用铜合金或球铁材料,视螺纹磨损情况应予更换。

3、填料室中的填料应定期更换,填料室表面经过使用后,会有腐蚀现象或杂物粘附,应清洗擦拭,打磨修光,再加入少许润滑油,均匀地装入新填料。

4、密封面如有严重刻痕或磨损,应加工一层再经研磨;也可堆焊,再加工后研磨;微小的刻痕也直接研磨。

                      

图:阀门在线研磨设备图

图:阀门研磨设备图

   在线研磨可以借助于阀门中法兰螺栓孔固定研磨机构,也可以采用G型夹具将研磨机构固定于法兰上。

   在线研磨机构根据需要可以安装在任意的工作方向上,但发生倒装情况时,应设计弹簧机构保证研磨密封面上的正压力。

   研磨机构可以设计成手动或电动的结构。

5、密封圈根部泄漏,如系螺纹连接,可将螺纹用四氟乙烯生胶带填充;对于固定密封圈,生胶带可放在密封圈底部再压紧,放入部位要注意清洁;对于锥面密封的关闭件分别修复后应相配研磨。

6、阀门零部件修复后组装时,要注意不可擦伤密封面和阀杆表面;板紧螺栓时,一定要对称均匀;垫片和螺栓最好涂上机器调和的石墨粉,以便下次拆卸;同时,不要将关闭件关死。组装完毕后,要重新进行密封性和强度性能试验,对于安全阀和减压阀还应进行定压调试试验。试验介质一般用常温清水(可配防腐剂)试验,重要的阀门可用煤油;安全阀定压试验可用氮气等稳定气体,也可用蒸汽或水代替;隔膜阀可用空气试验。试验压力按有关标准执行;对于公称压力PN=4-320公斤力/厘米2的常用压力的阀门,其强度试验压力PS=1.5PN,密封试验压力P=PN

三、特殊工况阀门的相关内容

1、阀门通道截面发生变化处如果出现局部腐蚀现象,应考察管路中有无空化现象,如果有应在管路这一部分堆焊硬质合金金属来提高寿命。

2、真空阀门安装过程中在破空时应用不掉尘的细砂布封堵通道口以过滤空气。

3、高温或低温阀门在使用时应注意控制温度的渐变,一般以小于

1℃/min的温度改变速度为宜。

4、阀门波纹管组件及隔膜阀阀芯组件一般都有行程限制,相应的阀门在设计上都会考虑行程的限位,但在拆解阀门后,应注意尽量不要伸缩波纹管或隔膜,如果需要应了解该组件的行程信息后按行程要求进行。

 


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