闸阀的常见故障分析与改进措施

陈杰莉

摘  要：本研究主要针对实际环境中经常运行的闸阀，深入分析了其开关失灵、泄漏、内漏和开关不准确等故障的数据。在此基础上，详尽研究了问题的起因，结合闸阀的设计、外界条件以及人为操作方式等因素。经过分析，发现闸阀故障的主要原因包括长期暴露在腐蚀性介质中、关键密封部件出现问题、阀门长时间未启动堵塞等。

关键词：闸阀；故障；外漏；原因

主要的输油设备闸阀故障包括外漏、操作失灵、内漏和操作不准确等，其中外漏问题尤为突出，表现形式多样，影响了输油管道的稳定运行。在解决这些故障的过程中，深入研究了阀门的密封原理、环境条件和人为因素等对其的基础性影响，为降低闸阀的故障率提供参考。

1.闸阀介绍及故障的原因剖析

1.1闸阀介绍

闸阀作为一种普遍应用的阀门，其功能在于连接或切断流入管道的物料。按照密封部件的类型，可以将闸阀划分为平行、双闸板和平行双闸板等几种类型。因为强制密封的稳定性很高，所以在石油化工领域中被广泛应用。尽管许多专家已经对闸阀的材质、设计以及承载能力等因素展开了深入的探讨，增强其稳定性和使用年限，然而实际操作中，闸阀的失效情况依然频繁出现，一部分甚至仅仅运作一次，就出现问题。

1.2闸阀泄漏问题的剖析

在实际使用闸阀的过程中，主要存在三种外漏情况：一是盘根密封外漏，二是法兰连接部位外漏，三是注脂阀外漏。闸阀的构造中，注脂阀、钢圈和盘根是必需的部件，这些部件是闸阀的主体，在使用过程中，这些部件处于持续的腐蚀环境中，任何一个部件受到侵害，都可能引发密封破损，导致输送液泄漏。某输油站投产后，闸阀的盘根密封、钢圈密封以及注脂的密封均失效，最终导致油品泄漏，给生产运行带来重大影响。检查注脂阀的密封面时，发现与阀门相连的锥形密封面存在明显凹陷，密封性能下降，导致注脂阀泄漏。

1.3闸阀开关不灵活故障的解析

一个输油管道的闸阀经常出现开关困难的问题，主要原因是手轮失灵、阀门操作过力以及操作复杂。根据闸阀的工作原理，这些问题通常是由于连接闸阀手轮和闸板的螺丝断裂、轴承损坏以及长期未操作等引起的，对闸阀的实际操作造成很大影响。在操作中多次旋转闸门手柄，但是阀门没有任何反应。根据实地勘察数据，发现销钉已经损坏，销钉表面有明显的磨损痕迹，推断这可能是由于施加的巨大压力，或者使用 F 扳手等工具强制打开或关闭阀门造成的。闸阀卡死是一种比较常见的故障，主要表现为只能开启或完全停止，尤其是在长期未得到维修和保养的设备，如果长时间不操作，阀门卡死的可能性就会增加。

2.闸阀常见故障的起因剖析

2.1闸阀内漏故障原因案例分析

贵阳站下载减压阀PV010A前后两个闸阀的更换，对旧闸阀进行了检查分析。具体分析情况如下：

2.11PV010A后闸阀

（1） 阀门检查情况

在对PV010A后闸阀检查中发现，阀体底部存在较多的渣滓，主要成分为油泥和细小的铁屑，呈黑色。阀板有轻微的损伤，包括密封面、阀板外沿。阀板软密封有挤压的痕迹。

（2） 内漏原因

分析内漏原因如下：①阀门软密封有损伤；②阀门底部渣滓较多，导致阀板未达到全关闭位置。

2.12PV010A前闸阀

（1）阀门检查情况

在对PV010A前闸阀检查时发现，阀门的软密封架已经被冲蚀出多个缺口。

（2）内漏原因

内漏原因是密封被冲蚀。

闸阀密封冲蚀原因分析：贵阳站下载减压阀PV010A前闸阀曾在减压阀PV010A阀笼损坏时，作为下载减压阀的替代设备，较长时间用于下载减压，在闸阀开度不是100%或者0%的时候，流体的冲刷导致了阀板密封座的损伤。

2.2探究闸阀泄漏的故障本源

根据对闸阀外部常见故障的探讨，结合输油管道生产的实际情况，推断出闸阀外漏故障的主要原因包括三个方面：盘根失效、腐蚀密封件、杂质较多。在高压和高流量的环境中，盘根保持紧绷状态，一旦检修对管道进行泄压，由于盘根的受力情况发生变化，它将无法重新达到原来的密封性能。其次，钢圈的密封功能出现问题导致泄漏。在使用闸阀的过程中，钢圈是最常见的密封元素。拆卸和安装阀门时，紧固力不足、阀门在过程中出现震动，或者密封脂的使用方法不合适，甚至随着输油管道温度的升高，密封脂的粘度会发生显著变化，这些都将严重影响密封效果。最后，注脂阀的泄漏导致其与闸阀的联接部位出现两个密封面，根据两个密封面的外观、功效及注脂阀的承重情况，可以预见，闸阀的注脂阀泄漏的关键因素可能包括三个方面：（1）在输油管道运输的过程中，大量杂质会不断堆积在阀门内，甚至可能穿透到注脂阀的密封层，进而影响其密封效果，最终引发流体物资的外溢。（2）在注脂阀的中心存在一个弹性元件，即弹簧。在常规的生产环境下，这个弹簧处于压缩状态。但是，随着时间的推移，弹簧的弹力特性会发生不可逆的变化。此外，由于钢球的运动在与弹簧相连的过程中可能显得过于笨拙，从而引发了物料的泄漏。

2.3闸阀开关不灵活故障的原因探究

导致闸阀开关失灵的三个主要问题：轴承磨损、销钉破损、阀门卡阻。产生的原因：（1）由于长时间的使用以及周围操作条件的变化，雨水、杂质和尘埃可能渗入轴承内部，导致轴承侵蚀或阻塞，从而降低其效率。强行操作阀门，会导致轴承损坏。（2）销钉破损。销钉破损的主要原因是操作阀门不当。（3）阀门卡阻。闸阀卡死的主要原因有四个：①阀板和阀座发生咬合。②阀门的活塞部分已经被侵蚀。③ 阀长期未动。④ 过度关闭会导致阀杆弯曲。

3.其他问题与应对措施

3.1阀杆升降失效

阀杆升降功能失效由以下因素引起：过度操作导致阀杆螺纹受损；阀杆弯曲；阀杆与螺母配合精度差，咬合过紧；螺母倾斜；选材不当，如阀杆和阀杆螺母采用同种材料，易造成咬合问题；螺纹受介质侵蚀；户外阀门的阀杆螺纹未防护，易受灰尘侵袭或腐蚀。针对阀杆升降功能问题，采取以下处理方式：严格按规定操作阀门的开启、关闭；优化阀门与螺母维护质量，使其符合标准； 确保螺母摆放正确；避免使用与阀杆相同的材料制作阀杆和螺母；若无法防止腐蚀，应定期更换阀杆和螺母；对于露天阀门，可增设阀杆保护套。

3.2阀杆转动不灵或卡死的情况

阀杆运行异常或无法正常工作的主要原因有：填充物压力过大，由于填充物添加过程未按规定操作所致；阀杆与衬套间距过小；阀杆弯曲；螺纹表面平滑度未达到规定要求。应对措施：合理放松填充物的盖子螺栓；按标准添加填充物；使用适配的材料制作阀杆及其衬套；严格控制阀杆和衬套的间距；严格控制螺纹处理的表面粗糙度。

3.3阀体与阀盖连接处出现泄漏

阀门和阀门盖连接处发生泄漏的原因有：法兰连接处螺栓固定不牢导致法兰偏移，或固定螺栓压力不足；阀体和阀盖连接处损坏；垫片破损或不符合规定；法兰联接面未对齐，法兰处理效果欠佳；阀杆衬套和螺纹处理质量差导致阀盖倾斜。可采取以下措施：紧固法兰时，需确保角度稳定、力度平衡，同时注意防止损坏连接面；更换质量好的垫片；若法兰接触面有问题且垫片无法修复，则需重新处理接触面；改进处理工艺精度。

3.4阀盖打压孔发生泄漏

部分阀门的阀盖上设有用于压力测试的测试孔，在实际操作中会出现泄漏。主要原因是固定不牢，需要重新固定。可先取出压孔螺栓，移除内部铜垫，清洁螺孔，然后装入螺栓，用电焊将其焊死。

3.5填料函出现泄漏情况

填充物泄漏可能由以下原因引起： 填充物材质与实际操作场所的酸碱程度、气候条件及压力水平不匹配；填充方法不当，尤其是将所有填充材料旋转进去时，容易导致泄漏；阀杆生产质量或平整性未达标，可能呈椭圆形或带有划痕；阀杆表面已产生腐蚀，或因室外环境防护不足而腐蚀；调整阀门弯曲角度；填充物使用年限较久。针对填充物泄漏，可采取以下措施：合理选择填充物；按照正确工序填充物料；阀杆，需进行修复或更换，同时其表面清洁度必须符合标准；采取防护措施；更换变形阀杆；定期更换填料。

3.6关闭件发生泄漏

阀门内部的关闭件发生泄漏时很难被察觉。泄漏可分为两类：一类是从密封面发生的，另一类则源于密封环底部。泄漏的原因包括：密封面打磨质量不佳； 阀门的密封圈和阀座、阀瓣配合不达标；阀门的阀瓣和阀杆连接不稳固；调整阀杆弯曲度，以确保上下关闭部分对齐；密封面连接性差或已破损；如果将闸阀当作调节阀使用，其密封面无法抵御高速流体的侵蚀；焊渣、铁锈、尘埃等杂质混入，或生产过程中机械部件掉落堵塞阀门内部，导致阀门无法正常关闭。防止关闭部件泄漏的方法包括：在启动使用前，必须进行压力测试和气体泄漏检查；必须预先确认阀门的所有构成部分完好，禁止使用弯曲的阀杆或阀瓣与阀杆连接不稳固的阀门；在关闭阀门的过程中，必须维持适当的力度，避免过于强烈，发现密封面接触不良或存在阻碍，应立即打开，让杂质流出；根据阀门的结构特点适当调整，正确使用调节阀。

3.7手动转轮

3.7.1手轮损坏（无法正常操作）

出现手轮断裂的原因有两个：一是在开、关阀门时用力不当。二是在开启关闭阀门使用的工具不合适。在压力比较高的管路开启阀门，阀门如有旁路首先开启，平衡前后压力，或者开启该阀门4至5圈，等一会在开启阀门。

3.7.2手轮空转（无法进行有效操作）

出现手轮空转的原因可能有两个：一是由于阀杆和手轮的配置不理想。二是丝母滑动导致手轮与丝母一起旋转。应对措施：对门杆的插入部分进行维护；需定期更换螺母。

4.结语

由于输油管道独特性，根据工况需求，在选择阀门时，必须充分考虑其安全性和稳定性。此外，为确保阀门在重要情况下的顺利运行，需要深入了解其日常操作中可能出现的问题，并制定相应的解决方案，以便快速识别和妥善处理这些问题，确保阀门始终保持正常运行。

作者单位：国家管网华南公司贵州输油部