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分析阀门密封面损坏的原因

机械损伤,密封面在开闭过咱中会产生擦伤、碰伤、挤伤等损坏。两密封面之间,在高温高压的作用下发生原子相互渗透渗出,产生粘连现象。当两密封面相互移动时,粘连处轻易拉撕。密封面表面粗拙度越高,这种现象越轻易发生。阀门在封闭过程中、阀瓣在回座过程中会碰伤和挤伤密封面,使密封表面局部磨损或产生压痕。
  介质的冲蚀,它是介质活动时对密封面磨损、冲洗、汽蚀的结果。介质在一定的速度下,介质中的浮游细粒抵触触犯密封面,使其造成局部损坏,高速活动的介质直接冲洗密封面,使其造成局部损坏,介质混流和局部汽化时,产气愤泡爆破冲击密封面表面,造成局部损坏。介质的冲蚀加之化学侵蚀交替作用,会强烈的浸蚀密封面。
  电化学侵蚀,密封面互相接触、密封面与封闭体和阀体的接触以及介质的浓度差、氧浓差等原因,都会产生电位差,发生电化学侵蚀,致使阳极一方的密封面被侵蚀。
  介质的化学侵蚀,密封面附近的介质在不产生电流的情况下,介质直接与密封面起化学作用,侵蚀密封面。
  安装不正和维修不力导致密封面工作不正常,阀门带病运转,过早地损坏了密封面。
  选型不当和操纵不良所引起的损坏。主要表现在没有按工况前提选用阀门,把截断阀当节流阀使用,导致封闭比压过大以及封闭过快或封闭不严,使密封面受到冲蚀和磨损。
  密封面加工质量不好,主要表现在密封面上有裂纹、气孔和夹碴等缺陷,是因为堆焊和热处理规范选用不当以及堆焊和热处理过程中操纵不良引起的,密封面硬渡过高或过低,是因为选材分歧错误或热处理不当引起的,密封面硬度不匀、不耐侵蚀,主要是因为在堆焊过程中将底层金属吹到上面来了,冲淡了密封面合金成分所引起的。当然,这里面也存在设计的题目。
  造成密封面损坏的原因,可归纳为如下几种。
  密封面损坏的原因有人为损坏和天然损坏两种。人为损坏,是因为设计不周、制造不精、选材不当、安装不正、使用不好和维修不力等因素引起的。天然损坏,是阀门正常工作情况下的磨损,是介质对密封面不可避免的侵蚀和冲蚀等造成的损坏。

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蝶阀以其成本低、体积小、质量轻和寿命长等优势得到了广泛的应用。随着我国工业的发展, 各行业对设备的性能要求越来越严格, 尤其是在一些煤气管道或其他有害物质的管道中, 要求蝶阀必须达到零泄漏, 所以蝶阀的密封结构设计一直是重要的研究课题。
  随着现代工业技术的飞速发展, 蝶阀广泛应用于管道控制系统, 特别是其他控制阀类难以适用的大口径管道控制系统。通常, 蝶阀的阀座为固定式, 其材质有高分子聚合物和金属两类, 聚合物阀座主要适用于温度较低的工况, 金属密封阀座蝶阀虽然能满足较高的温度和压力工况, 但金属阀座的弹性较聚合物阀座低, 密封性能较差〔2〕。蝶阀各种性能的改善与其不断改进密切相关。如蝶阀的密封结构技术发展先后经历了普通蝶阀、单偏心蝶阀、双偏心蝶阀和三偏心蝶阀的演变过程(图1) 。
  为解决普通蝶阀的蝶板与阀座的挤压问题产生了单偏心蝶阀。单偏心蝶阀的阀杆中心线与密封中心线错开, 形成不对称结构, 以便不通过橡胶衬密封面, 造成了蝶阀的密封面成为一个完整连续的圆弧曲面, 这样对于密封面的加工制造就非常方便,而且蝶板与阀座还可以进行研磨, 这对于蝶阀的密封性能就有了充分的保证。蝶板上下端不再为回转轴心, 分散减轻了蝶板上下端与阀座的过度挤压质流入的不对称,作用在“V”形口上的阀芯切向力不一致,产生一个使之旋转的旋转力。特别是对DN≥100的阀更强烈。由此,可能引起阀与执行机构推杆连接的脱开,无弹簧执行机构可能引起膜片扭曲。解决的办法有:①将阀芯反旋转方向转一个角度,以平衡作用在阀芯上的切向力;②进一步锁住阀杆与推杆的连接,必要时,增加一块防转动的夹板;③将“V”形开口的阀芯更换成柱塞形阀芯;④采用或改为套筒式结构;⑤如系共振引起的转动,消除共振即可解决问题。
  9)调整蝶阀阀板摩擦力,克服开启跳动法采用“O”形圈、密封环、衬里等软密封的蝶阀,阀关闭时,由于软密封件的变形,使阀板关闭到位并包住阀板,能达到十分理想的切断效果。但阀要打开时,执行机构要打开阀板的力不断增加,当增加到软密封件对阀板的摩擦力相等时,阀板启动。一旦启动,此摩擦力就急剧减小。为达到力的平衡,阀板猛烈打开,这个力同相应开度的介质作用的不平衡力矩与执行机构的打开力矩平衡时,阀停止在这一开度上。这个猛烈而突然起跳打开的开度可高达30~50%,这将产生一系列问题。同时,关闭时因软密封件要产生较大的变化,易产生永久变形或被阀板挤坏、拉伤等情况,影响寿命。解决办法是调整软密封件对阀板启动的摩擦力,这既能保证达到所需切断的要求,又能使阀较正常地启动。具体办法有:①调整过盈量;②通过限位或调整执行机构预紧力、输出力的办法,减少阀板关闭过度给开启带来的困难。

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