平板闸阀的优点与安装维护方法
平双闸板平板闸阀,则两闸板间的撑开机构可以补充 […]
平双闸板平板闸阀,则两闸板间的撑开机构可以补充 […]
蝶阀的名称来源于翼状机构的蝶板。在蝶阀阀体的圆柱形通道内,圆盘形碟版绕着其轴线旋转,只需回转90°即可开闭阀门。蝶阀在管道上主要作切断和节流用。
蝶阀在石油、化工、城市煤气、城市供热、水处理等一般工业上应用很广,也适用于热电的冷凝器及冷却系统。
蝶阀的密封副通常采用橡胶、塑料等弹性密封材料,以及金属对金属密封副形式。对于弹性密封,密封圈可以镶嵌在阀体通道内,也可以镶嵌在碟版周边。当作切断用时,起密封性能大大优于金属密封副,但弹性密封受材料的温度限制。金属密封副虽然能适应较高的工作温度,寿命也比一般弹性密封蝶阀长,但很难做到完全密封,因此,一般多用于节流。用作切断的金属硬密封蝶阀,在国内有十余家阀门厂生产;由于密封副的机构形式不同,其密封性能也各不相同。
蝶阀具有以下优点:
1.体积小,重量轻。与相同压力等级和相同口径的闸阀相比,其重量可以减轻30%~50%.
2.机构简单,启闭迅速。蝶阀零件较少,机构比较紧凑,启时,只需将碟版旋转90°即可。
3.调节和密封性能良好,可实现分级控制流量,调节性能优异。由于采用了橡胶塑料等弹性材料作为密封圈,压缩、回复性能良好,密封性较好。
4.流体阻力和操作力矩较小。根据蝶阀的流阻试验数据,蝶阀的流阻小于除球阀、旋塞阀、平板闸阀等其它类型的阀门。此外,由于关闭碟版受力出于近似平衡状态,用相当小的力矩便可开启阀门,故操作力矩小。
蝶阀的种类很多,根据其机构特点和用途,一般可以分为以下两大类:
1.密封型蝶阀
这种蝶阀在关闭时能够保证完全密封,在管道上可以作为切断用,密封圈通常采用橡胶或塑料制成。但是,目前国内也采用金属材质制成的密封圈,称为双偏心或三偏心,也能保证良好的密封性能,如图2-9所示。
2.非密封型蝶阀
这种蝶阀在关闭状态时不能保证全密封,在管道上只能作为节流用。其密封副材质通常采用的是金属。图2-10所示。作为流量控制用的蝶阀,大多采用金属密封副。
蝶阀和管道连接的方式有对夹式、双法兰式和单法兰式三种,但最常用的是对夹式和双法兰式。
对夹式是用双头螺栓将阀门连接在管道上的两法兰之间。阀体形式可以为单法兰式、无法兰式或U形截面式,如图2-11~图2-13所示。
刀型闸阀 具有结构简单紧凑、设计合理、轻型节材、密封可靠、操作轻便灵活、体积小、通道流畅、流阻小、重量轻、易安装、易拆卸等优点,彻底解决了普通闸阀、平板闸阀、截止阀、调节阀、蝶阀、球阀等阀门的重量大、流阻大、面积大、难安装等疑难问题,可取代通用切断阀和调节阀,可在工作压力1.0MPa- 2.5MPa,使用温度-29-550℃情况下正常工作。刀型闸阀的闸板具有剪切功能,可刮除密封面上的粘着物,自动清除杂物,不锈钢闸板可防止腐蚀引起的密封泄漏。
刀型闸阀 适用于矿山电厂的选煤、排渣、城市污水处理、食品、造纸、医药、石油、化工等油品、水、蒸汽管路上,接通或截断管路中的水泥浆、金矿粉、矿砂、炉渣、煤泥、纸浆、木浆、尾矿、纤维、粉尘、化学品处理污水、沉淀池、沥青、料仓出口、水果、谷物、屠宰厂废水等介质。
1. 可提升的闸板密封面,可刮除密封面上的粘着物,自动清除杂物。
2. 不锈钢闸板可防止腐蚀引起的密封泄漏,精磨抛光处理可获得更好的密封效果。刀板底端加工成刀刃状,对松软物料如纤维、纸浆、木浆具有切断功能,同时有良好开启和关闭作用。在刀板上端安装有硬聚四氟乙烯刮泥器,可防止粉尘、砂砾等擦伤性物质进入填料盒,可显著提高刀板寿命。
3. 不锈钢阀体坚久耐用,阀体加强筋设计提高阀体强度,双头螺使用启闭更为迅速。
4. 整体的不锈钢材质,可防止腐蚀破坏。阀体、填料涵均为精密铸造,其中阀体采用凸缘式整体铸造,材质可根据用户需要选用304、316、316L、WCB、2Crl3,密封圈采用PTFE增强聚四氟乙烯材质,耐腐蚀、耐磨损、不沾渣。
5. 全圆形的直流通道设计不存渣、不卡阻。
6. 科学的上密封填料函设计,使上密封安全有效,经久耐用。
7. 短结构长度,可节省原料,安装空间,也有效支持管道强度。
8. 三角形的支架节省原材料,保证需要的力学性能。
9. 刀型闸阀 阀体上的导向块使闸板正确运动。挤压块保证闸板有效密封。
10. 刀型闸阀 还可任意选用驱动机构。
11. V型闸板可作为调节阀使用。
12. 设计紧凑、占据空间小、重量轻、价格便宜、易于安装、耐磨防堵措施完善、便于维修、使用方便及寿命长,并且可任意选用驱动装置。
13. 阀板有5个支撑点,使阀板有很好的自对中。当阀门处于关闭状态,并承受背压时,阀板不发生偏移。
◆当闸阀 的开度在10%以上时,闸阀 的轴向力,即闸阀 的操作力矩变化不大。当闸阀 的开度低于10%时,由于流体的节流,使闸阀 的前后压差增大。这个压差作用在闸板上,使阀杆需要较大的轴向力才能带动闸板,所以在此范围内,闸阀的操作力矩变化比较大。弹性闸板的闸阀,在接近关闭时所需的操作力矩比刚性闸板的要大些。
◆闸板关闭时,由于密封面的密封方式不同,会产生不同的情况。对于自动密封闸阀(包括平板闸阀),在阀关闭时,闸板的密封面恰好对正阀座密封面,即是闸阀 的全开位置。但此位置在闸阀 运行条件下是无法监视的,因此在实际使用时,是将闸阀关至止点的位置作为闸阀 全关位置。由此可见,自动密封的闸阀 全关位置是按闸板的位置(即行程)来确定的。对于强制密封的闸阀 ,关闭时必须使闸板向阀座施加压力。此压力可以保证闸板和阀座之间的密封面严格地密封,是强制密封闸阀的密封力。这个密封力由于阀杆螺母的自锁将会继续做用。显然,为了向闸板提供密封力,阀杆螺母传递的力矩比阀门操作过程中的力矩大。由此可见,对于强制密封的闸阀,全关位置是按阀杆螺母所受的力矩大小来确定的。
◆闸阀 关闭后,由于介质或环境温度的变化,闸阀 部件的热膨胀会使闸板和阀座之间的压力变大,反映到阀杆螺母上,就为再此开启闸阀 带来困难。所以,开启闸阀所需的力矩比关闭闸阀所需的力矩大,此外,对于一对互相接触的密封面来说,它们之间的静摩擦系数也比动摩擦系数大,要使它们从静止状态产生相对运动,需施加较大的力以克服静摩擦力;由于温度变化,使密封面间的压力变大,需要克服的静摩擦力也随之变大,从而使开启闸阀时,对阀杆螺母上施加的力矩有时会增大很多。
阀门在长输管线中的重要作用及其分类,其中球阀由于良好的密封性能等优点而被广泛使用。主要指固定式软密封球阀,描述了球阀的结构、球阀的特点、材料的选择和强度计算等,最后设计出了一种新的系统,同时提出了球阀今后的发展方向。
1.概述
某输油管理处成品油管线全长540多公里,下设6个输油站进行下载油品和增加管线成品油输送压力,管线具有压力高、管径大的特点。由于输送的油品易燃、易爆,管线出现跑冒滴漏和机械故障时不易处理,因此在阀门选型上,考虑到经济性和实用性,在输油管线和输油站,多采取进口球阀和国产电动平板闸阀配合使用。输油站目前使用Z9B43WbFPN2.5DN200型电动平板闸阀(平行闸板阀)主要由电动执行机构、阀体、阀盖、阀杆、阀板、浮动式阀座等组成,阀座与阀板为双向密封,对管线介质清洁度要求较高。Z9B43WbFPN2.5DN200型电动平板闸阀压力等级不高但故障率较高,影响调控中心正常的输油计划执行。而且运行中若阀门不能及时操作,管线压力有可能超压造成其他设备故障和跑油,安全隐患较大。其中阀座与阀板结合面、阀座与阀体结合面两个位置是故障多发点。
(1)阀座与阀板的结合面加工有Φ200mm×8mm的密封槽,镶嵌材料为PTFE(增强型聚四氟乙烯)的密封圈,可与阀板工作面进行有效贴合,使阀座与阀板密封,油品不泄漏。
(2)阀座与阀体的结合面采用O型胶圈密封,在两个进出口阀座和阀体间的弧长装有弹簧,装配时压缩弹簧,给阀座施加一定预紧力,使阀门进出口阀座与阀板达到双向密封作用。
2.故障及分析
一般对于电动平板闸阀故障,在排除电气线路和电动头机械问题后,通常是先打开阀门排污丝堵进行排污处理,通过观察阀腔内部杂质堵塞情况,对阀门内部故障进行初步分析,根据经验,故障现象多为阀板被卡和阀座位移。
例1阀位号512的电动平板闸阀(输油站内流量计后置阀)关闭时,至限位行程11%就不能继续下行。
故障分析观察阀门电动头指示正常,显示屏没有报警符号,调度室远程操作阀门时能100%全开。将电动头控制开关由远程控制改为就地控制后,使用手动关闭,手轮扭矩较大,没有明显效果,未再强制扳动。根据阀板被卡位置,初步判断阀腔内有异物卡在阀板行程11%位置。512号阀前管线未安装过滤器,按照工艺要求,运行时阀门必须处于开启状态。而长期运行管线油品中的铁锈、油砂经过阀门时沉淀在阀腔,需要关闭阀门时,操作工未及时进行排污(阀腔内杂质多少现场不好判断,且排污丝堵不宜经常拆卸),导致杂质越积越多。在操作阀门关闭时,阀板底部限位块(导向块)逐渐压缩杂质,有一部分杂质在阀腔内被压缩成饼状不再流动。阀门无法关闭时,电动头行程指示仪指示就是阀板位置在1%~99%(全关状态为00%,全开为100%)。当阀腔空间被铁锈等杂质填满时,密闭阀腔中的杂质和污油受高温的影响会膨胀,压力升高。阀板在升降过程中,阀座与阀体间的弹簧会有轻微的伸缩现象,杂质逐渐渗入与阀座接触的弹簧之间,粘附在阀体和阀座结合面上。由于阀座受介质压力影响,相对于阀板会做自密封调整,在阀板提升至全开状态时,阀板限位大约在阀座直径的1/2位置,阀座密封弹簧受阀板移动,呈现不均匀的受力状态,阀座和阀体之间间隙增加。粘附在阀座和阀体结合面上的杂质,在弹簧做伸缩运动中逐渐填满阀座和阀体结合面的间隙,弹簧伸缩量被减少,阀座被弹出后不能复位。两个阀座在阀体中呈V字型状态,上面大、下面小。在阀板关闭至PTFE密封圈最小位置时被卡住,镶在阀座的密封圈被划坏,造成阀门关闭不到位。
例2阀位号521的电动平板闸阀(输油站内流量计前置阀),手动和远控均不能启闭,电动头指示限位行程在4%~6%游动。
故障分析观察阀门电动头指示正常,判断是阀板被牢固的卡死在滑道内,在操作电动头时只是电动头内部蜗轮蜗杆在4%~6%空转,实际阀杆未动作。电动平板闸阀出现不能启闭的情况,表明阀门内部损坏情况已经较为严重,必须解体阀门,进行全面检查维修。阀腔内杂质较多时,阀座在阀体中位置出现位移成V字形状态。而操作工不清楚内部情况,反复动作阀门,导致阀板导向部分的大面积镀铬层划伤,阀板被划出沟槽而损坏,阀座PTFE密封圈损坏,金属面出现拉毛。杂质粘附在阀板上进入阀板滑道,增加滑道和阀板的摩擦力,电动头带动阀杆和阀板做上下运动,负荷增加后电动头的蜗轮明显发出吃力的旋转声,当两侧滑道内的摩擦力失去平衡后,阀板摩擦力小的一侧轻微向上倾斜,阀杆在非正常受力下倾斜或晃动,与阀盖和密封压兰产生摩擦,很容易划伤阀杆。阀杆提升力超出设定值,电动头扭矩保护开启停止运转,阀板则被卡死在滑道内不动作。
3.处理措施
对故障电动平板闸阀进行排污检查,清理阀腔杂质,排除轻微故障,使其恢复正常使用功能。若阀门出现关闭不到位或无法启闭的现象,需要联系调度安排维修时间。阀门确需解体检查的,维修人员在解体前需要联系厂家准备备件,主要是浮动式阀座的O型圈、弹簧、PTFE密封圈和阀盖中开面组合垫,了解同型号阀门维修技术要求。
维修人员将阀门线路和联锁解除,解体管线法兰螺栓,安装盲板后将电动平板闸阀运至维修区域进行解体检查。先将电动头与阀门拆卸分离,将阀门放在操作台上,清洁阀杆外漏丝杠部分和密封面位置,在阀杆上喷少许润滑油润滑,避免阀杆密封件在取出时被划伤。松开密封压盖螺栓,使密封件不再承受压力,松开电动平板闸阀阀盖的中法兰螺栓,用吊链将阀盖和密封件一起水平缓慢的从阀杆顶部取出,打开阀门排污丝堵,用清水冲洗阀门内部,检查阀板滑道内清洁度和阀板倾斜情况。
清洗干净阀腔后,用铜棒敲击阀板,调整阀板至滑道中间位置。预制一对用钢板焊接的Z字形支架,在阀板燕尾槽和阀杆连接块位置安装两个Z字形拉升支架,一端挂住阀杆连接块,在阀门中法兰密封面位置(密封面做好防护,防止划伤),各放置一台3t千斤顶,支撑Z字形支架的另一端。
(1)检查浮动式阀座的位移情况,测量阀座安装工艺槽的宽度(8mm),工艺槽至进出口法兰的直线距离(240mm)。加工M24的特制外圆螺母,厚度为6mm,用M24×400mm丝杠配合,制作成一套拉伸器。在进出口阀座工艺槽内各安装4个拉伸器,压缩阀座与阀体间隙,减少阀座对阀板的推力。这时两人同时操作千斤顶,将Z字形支架连同阀板、阀杆一起顶出阀腔,即可将阀板取出检查。
(2)松开拉伸器,拆下阀座,清洗结合面杂质,检查阀座部分的损坏情况。
(3)清洗阀座、阀板和阀腔内部。
(4)安装时只要将阀座的4个拉伸器均匀拉紧,测量两阀座密封圈之间的间隙,确认与阀板厚度的配合公差为过渡配合时,在阀板密封面涂润滑油即可轻松回装。回装顺序与拆卸相反。
现场维修的电动平板闸阀阀板镀铬层大面积脱落,阀板被划出长约3mm的两条划痕,延伸至阀板底部,有凸出的铁屑,致使阀门不能开启。阀座与阀体之间由于存在杂质,阀座出现位移,在阀座和阀体结合面的管口下方,弹簧周围粘附约2mm厚的油泥,而上方比较干净,说明阀座的O型密封圈已经被杂质挤压形成泄露,失去全面密封的效果。阀座成V字形牢牢夹住阀板,致使阀门无法关闭。两个阀座镶嵌的密封圈缺损严重不能使用,阀座下部金属面划伤,研磨修复后可继续使用。维修人员现场对阀板的划痕进行粘合剂修补,研磨处理。凸出部分使用锉刀修复,经研磨处理使其接近原来的光洁度。但是阀板镀铬层手工无法修复,小面积镀铬费用、条件不允许,为争取尽早投产,研磨和修复阀板和阀座可达到使用条件。阀座的增强型聚四氟密封圈已经磨损报废,需要更换新PTFE材料,机床加工密封面凸出阀座0.25mm即可,加工完成后用研磨台对密封面进行精研找平。
经过检修处理后,进行手动试操作,开关顺畅后重新设置阀门的开关限位,多次操作均正常。进行合理化改进,将排污丝堵更换成对丝—小球阀—导流管—丝堵结构,符合压力等级要求和使用条件,既经济又方便,可以在操作工操作阀门前进行排污,避免堵塞严重后再处理。