氣動球閥損壞的因素及預防措施

2020-10-21

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氣動球閥在煤化工裝置氣化領域應用較為廣泛，因使用工況含有固體顆粒、灰份、硫份等特殊介質，應達到耐磨損、耐腐蝕、耐沖刷、防結垢和結疤、快速啟閉、動作頻繁等要求，同時具有較好的密封性，實現裝置的高效率、低能耗和安全可靠運行。

氣動球閥泄漏原因分析

閥門使用一段時間后出現卡澀、開關不到位等情況，閥門主要密封面球體、閥座出現嚴重沖刷，密封面損壞，更嚴重者，將球體和閥腔內零件損壞，產生閥門內漏；閥桿和填料函間隙增加，導致閥門外漏。

氣動球閥內漏：

根據各種氣化技術工藝、介質、流程的綜合分析，關鍵部位的球閥，不僅受介質中含固量的影響，同時閥門開關頻次較高，受到閥門設計流道的節流結構影響，當介質流經閥門時，其流速被放大，閥門前后壓差也變大，導致對閥門沖刷、磨損特別嚴重；部分球閥受高溫介質局部熔融，因表面張力的作用，形成大量細小的球形顆粒，會增加對閥門及密封面的沖蝕磨損；閥座彈簧腔內進粉或積滿粉塵，使彈簧失效、彈簧翻轉等；球閥和閥座研磨精度不達標，球閥同心度較差，表面粗燥度較差，容易出現內漏。

閥門球體采用金屬材質一般為鍛造不銹鋼，表面噴涂碳化鉻處理，厚度僅為0.3~0.5mm，硬度為HRC58~72，在頻繁開關中受研磨效應的影響，密封面拉傷，閥座和閥球磨損嚴重，時間一長，還容易出現耐磨層被磨掉的情況，極易造成閥門的嚴重內漏。

氣動球閥外漏：

閥桿填料結構設計不合理，閥門的球體和閥桿同軸度超差和閥桿材料選擇不合理等因素，造成閥門在開關過程中，閥桿與填料磨損增加，閥桿與填料配合面磨損嚴重，導致閥桿直徑減少，最終閥門流道內介質沿著閥桿軸向泄漏。

氣動球閥改進措施

內密封結構改造

硬質密封球閥閥座采用刮削式結構設計，使球體和閥座在開關過程具有自清潔功能，有效防止球體和閥座間顆粒的沉淀和粘附，確保閥門動作順暢連續，不卡阻；副閥座與閥體以及主、副閥座間均采用特殊結構設計，密封填料之間增加金屬環，提高填料剛度和韌性進一步有效防止雜質進入閥座后面的彈簧腔體，確保彈簧長期有效工作，同時彈簧采用柱形彈簧，可以實現閥座受力均勻，避免密封面偏磨，延長密封面使用壽命。

外密封結構改造

閥桿上，下端面均采用軸承定位，閥桿起到相對旋轉，又起到導向作用，保證了閥桿和球體的同軸度要求，填料上部采用碟形彈簧，保證了填料密封性的預緊力，設計為活載形式，密封效果較好，可確保密封材料的使用壽命。

采用新工藝，新材料：

根據不同的工況，可對閥門球體采用陶瓷金屬復合球體或者表面噴涂碳化鎢、碳化鋯等材料，閥座密封面采用超音速噴涂硬化技術，硬度HRC≥64以上，最高可達HRC72以上，該閥門能夠適應絕大多數的苛刻工況抗沖刷耐磨損。

經過以上對其內、外密封結構進行改進，提高了閥門密封面耐磨蝕能力和填料密封性能，延長了設備的使用壽命，氣動球閥的密封結構相對合理，滿足工況要求。

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