闸阀的常见故障分析与改进措施
1、概述 闸阀以其耐压、耐温(高低温) 、耐腐蚀(多种材料配置) 、具备双向密封功能、耐磨损和使用寿命长等优点越来越广泛地应用于各类工业系统,实现介质的开启与关闭,为系统的稳定与控制发挥了重要的作用。
1、概述 闸阀以其耐压、耐温(高低温) 、耐腐蚀(多种材料配置) 、具备双向密封功能、耐磨损和使用寿命长等优点越来越广泛地应用于各类工业系统,实现介质的开启与关闭,为系统的稳定与控制发挥了重要的作用。
具有当今世界最高技术水平并填补了国内空白的抗高硫高酸特殊平板闸阀DDCL150LB、高压CL900-2500LB-DN25-500平板闸阀,日前已研制成功。
在各种类型的阀门中,闸阀是应用最广泛的一种。
闸阀是指关闭件(闸板)沿通道轴线的垂直方向移动的阀门,在管道上主要作为切断介质作用,即全开或全闭使用。一般闸阀不可作为节流用。它可以用于高温高压,并可以用于各种不同的介质。闸阀一般不用于输送泥浆、粘稠性流体的管道中。闸阀具有如下优点:
1.流体阻力小。
2.启、闭所需力矩较小;
3.可以使用在介质向两个方向流动的环网管路上,也就是说介质的流向不受限制;
4.全开时,密封面受工作介质的冲蚀比截止阀小;
5.形体比较简单,制造工艺性较好;
6.机构长度比较小;
由于闸阀具有许多优点,因此使用范围很广。通常公称尺寸≥DN50的管路作为切断介质的装置都选用闸阀,甚至在某些小口径的管路上(如DN15-DN40),目前仍保留了一部分闸阀。
闸阀也有一些缺点, 主要是:
1.外形尺寸和开启高度都较大,所需安装空间亦较大。
2.在启闭过程中,密封面间有相对摩擦,磨损较大,甚至容易引起擦伤现象。
3.一般闸阀都有两个密封副,给加工、研磨和维修增加了一些困难。
4.启、闭时间长。
闸阀有各种不同的机构形式,其主要区别是所采用的密封元件机构形式不同。根据密封元件的机构,常常把闸阀分成几种不同的类型,而最常见的形式是平行式闸阀和楔式闸阀;根据阀杆的机构,还可分明杆闸阀和暗杆闸阀。
1 平行式闸阀
平行式闸阀的两密封面与管道轴线相垂直,即两个密封面相互平行的闸阀,如图2-1所示。
在平行闸阀中,以带推力楔块的机构最为普通,图1-1a、b即为带有一个位于两闸板中间的双面推力楔块的平行式闸阀,适用于低压,中、小口径(DN52-DN400)的阀门。图2-1c为两块闸板间带有弹簧的平行式闸阀。弹簧能产生必要的预压紧力,有利于闸阀的密封。除此之外,还有带机械装置(如杠杆、螺杆机构等)使闸板推开的平行式闸阀和只有一个密封副的单向平行式闸阀等,这些机构目前仅在特殊工作条件下使用。
2 楔式闸阀
楔式闸阀的两密封面与管道轴线成某种角度,即两个密封面成楔形的闸阀,如图2-2所示。其密封面的倾斜角度一般有2°52’、3°30`、5°、8°和10°等几种,倾斜角度的大小主要取决于介质温度的高低,一般工作温度越高,所取度应越大,以减少温度化时发生闸板楔住的可能性。
在楔式闸阀中,又可分为双闸板、单闸板和弹性闸板。
图2-2a为双闸板楔式闸阀。这种阀门在水和蒸汽管道中用的较多。其机构的优点是:
1.对密封面角度的精度要求较低。
温度升高不易引起把闸板楔住的现象。
3.密封面磨损时可以加垫片弥补。
dn200(8")电动闸阀尺寸可以将电动闸阀分为如下几种来详细讲述其尺寸信息,如dn200电动国标闸阀、dn200电动美标闸阀、dn200电动低温闸阀、dn200电动平板闸阀、dn200电动刀闸阀,分别如下所示。
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。