阀门密封结构、泄漏原因及改进分析

2015-11-12袁成

科技传播 2015年18期

关键词：截止阀密封垫蝶阀

袁成

济宁技师学院，山东济宁 272000

阀门密封结构、泄漏原因及改进分析

袁成

济宁技师学院，山东济宁 272000

阀门是石油化工系统中不可缺少的重要部件，应用广泛。泄漏是阀门在使用过程中常见的故障，分析原因，改进密封结构是解决问题的关键。

阀门；密封结构；泄漏；改进；软密封垫

1 阀门密封结构概述

阀门密封结构失效是阀门存在的最为普遍问题之一。设计工作中，密封结构设计上的影响因素有：

1）密封元件的复杂特性影响阀门的密封结构设计。

2）工作状态如工作温度、压力等不稳定状况的出现时有发生。

阀门密封结构在形式上分为接触密封与非接触密封两种。一是接触密封。在密封力的作用下，迫使两密封面互相接触的同时相互嵌入，从而达到减少或者消除密封面之间的间隙的目的，这种密封属于接触密封。它又可分为两种形式，即弹性密封与非弹性密封。区别在于其密封结构的材料。二是非接触密封。工作时，密封组件的动静件间并不相互接触，靠压力降达到密封目的，这种密封属于非接触密封。

2 阀门泄漏的常见状况及原因

主要原因有密封面受到损伤；密封面不洁净，如有油污等；密封圈连接不好。

2.2泄漏出现在填料处

填料压板压紧程度不够；填料填塞不充分；填料因各种原因而失效；阀杆不合格，如圆度不合规或表面有损伤；填料配置不符合，如品种、结构尺寸或质量不符合要求等。

2.3泄漏出现在阀体与阀盖连接处

法兰连接不好，如螺栓预紧不当而使法兰歪斜，螺栓预紧力不够；阀体与阀盖连接面有损伤；垫片不合适，如垫片损坏或垫片规格不符合要求；法兰结合面结合不好，如加工面不平行；阀盖倾斜，如阀杆衬套与阀杆螺纹加工不良。

3 密封结构改进分析

3.1截止阀密封结构改进

3.1.1截止阀密封结构存在的问题分析

2.4 不良妊娠结局情况高龄组早产发生率8.4%(3 210/38 255)，围产儿死亡率0.58%(220/38 255)高于非高龄组的5.4%(10 575/196 508)和0.51%(1 004/196 508)，差异有统计学意义(P<0.05)，OR值1.6和1.1。见表4。

截止阀密封结构损坏的修复方法通常有以下几种形式。

1）研磨修复法。加入适量的研磨剂，利用研磨石或是砂纸对损伤部分进行研磨，研磨修复只适用于密封结构受损面较小情况。2）机械加工修复法。利用车床车削加工进行受损伤密封元件的修复。这种方法的最大缺点是修复工时长，并会破坏密封件的材质及结构组织、降低强度，一定程度上影响密封件后续的使用效果。

3.1.2截止阀密封结构改进

硬质密封结构的特点难于修复，经综合分析考虑，如图1，改进措施如下。

1）加焊小螺栓。在阀盘端面的中心位置焊接一只全螺纹的小螺栓；2）加垫软密封垫。按阀盘密封面尺寸，采用聚四氟乙烯或是橡胶制作软密封垫，并将其固定在阀芯上，达到软密封垫与阀座相配套使用的效果。图1所示，以调整垫与压紧螺母实现软密封垫的固定。

3.1.3截止阀密封结的改进效果

截止阀密封结构改进后，密封性提高的同时基本上不影响阀门流道内介质的流速，因阀门密封面损坏而修复困难所造成的影响生产的问题获得有效解决。

1）仅需更换磨损的密封垫。当阀门出现内漏现象时，修复时仅需更换磨损的密封垫即可恢复阀门的正常工作状态，节约维修成本，缩短维修工期。2）形成有效的密封接合面。在软质密封垫和硬质阀座的密封面之间形成了有效的密封接合面，将原来刚性的硬密封面改进成软硬接合密封面，降低了硬质阀座密封面的磨损，加大了密封面积的同时对阀门起到保护作用。3）轻微损伤免修理。损伤轻微时，软质密封垫完全可以通过调节阀门的丝杆开启度被压紧，实现变形补偿，避免了频繁更换和频繁修理。

3.1.4改进注意点

1）加焊的螺栓不能过长。螺栓过长会因影响阀体的内流道，而形成架空密封面的现象；为确保密封面密封良好，组装时丝杆开度要做重点检查并合理调整。2）选择合适的调整垫。为使软密封垫和阀盘的密封面共面且要贴合紧密，衬垫的厚度应该稍小于或等于阀盘的密封面高度。3）螺母旋紧适度。为防止压紧后的螺母产生脱落的现象，安装时应将螺母旋紧以后再适当作放松处理。

3.2蝶阀密封结构改进

3.2.1蝶阀密封结构存在的问题分析

蝶阀的密封要求密封结构始终处于蝶板的正向受压状态之下，一旦工作介质反向在蝶板施压时到，密封效果就会被破坏，尤其大口径阀门。关闭状态下供水管网上的蝶阀受压状态极其不稳定。受压的蝶板会变形，并因变形而产生相对位移，从而影响到阀门密封性与启闭力矩，降低阀门的正常使用寿命。

3.2.2蝶阀密封结构改进

针对蝶阀中的双向金属型密封蝶阀的密封结构，改进措施如下。

1）改变配合形式。为了减少下阀轴和阀体配合间隙，改变蝶板的受力支承点，将二者的配合形式改为过渡配合，蝶板因受压而产生的变形量得以降低。2）位移的补偿与弹性变形的补偿。为实现对位移的补偿与弹性变形的补偿从而保证密封效果，对密封副采用了双偏心的球面结构和弹性薄壁的金属圈结构配合。阀门状态处于开启时，双偏心的球面和弹性薄壁的金属圈将完全脱离而不会形成磨损，为避免发生锈蚀现象，采用不锈耐酸钢为材料。当阀门状态处于关闭时，密封副因蝶板结构是球面而调整范围较宽，蝶版正向受压与反向受压均能保证密封效果。

3.2.3蝶阀密封结构的改进效果

改进后的双向金属型密封蝶阀，其正常使用寿命为普通蝶阀的3至5倍，使用寿命显著延长。大大减少了阀门更换频率，降低了生产成本，另外改进后的蝶阀开启力矩平稳，操作时开启轻便且圈数少，工作强度得以降低，工作效率得以提升。