上海沪航波纹管截止阀以其可靠的性能和良好的密封效果,在众多工业领域广泛应用。然而,如同任何机械设备一样,在长期使用过程中,它也可能出现各种故障,影响其正常运行。本文将详细介绍上海沪航波纹管截止阀常见的故障类型、原因及解决方法。
故障现象:介质从阀杆处外漏,阀门无法完全切断流体,这不仅会造成介质的浪费,还可能对周围环境和人员安全造成威胁,尤其是在输送有毒、易燃、易爆介质的情况下。
故障原因:
疲劳损坏:在高频操作场景下,波纹管频繁伸缩,经过一定次数的循环后,材料内部产生疲劳裂纹,最终导致破裂。例如在一些化工生产过程中,需要频繁启停阀门来控制反应进程,这种情况下波纹管更容易因疲劳而损坏。
腐蚀问题:当介质具有强腐蚀性,如强酸、强碱介质,而波纹管材质选择不当,不耐该介质腐蚀时,会发生腐蚀现象,使波纹管的壁厚逐渐变薄,直至破裂。
超压影响:系统压力突然升高且超过波纹管设计承受极限,瞬间的高压冲击可能直接导致波纹管破裂。例如在管道系统中出现水锤现象时,压力瞬间大幅增加。
解决方法:
更换合适波纹管:选用多层 316L 波纹管,其具有良好的耐疲劳性能,疲劳寿命可≥2 万次,能有效应对高频操作。对于腐蚀性介质工况,应改用哈氏合金波纹管,以提高抗腐蚀能力。
优化系统设计:在管道系统中安装安全阀等超压保护装置,防止系统压力过高冲击波纹管。同时,对管道进行合理布局和支撑,减少水锤等压力冲击现象的发生。
故障现象:阀门关闭后,介质仍持续滴漏,下游管道内压力无法完全切断,这会影响系统的正常运行,降低工作效率,甚至可能导致一些工艺过程无法达到预期效果。
故障原因:
杂质冲刷:管道施工过程中残留的焊渣、管道内的铁锈等固体杂质,在介质流动过程中,高速撞击阀座密封面,造成密封面的损伤和磨损,破坏了密封性能。
冲蚀磨损:在高压蒸汽等高速流动介质的长期冲刷下,阀座密封面材料逐渐被磨损,导致密封不严。例如在热电厂的蒸汽输送管道中,这种情况较为常见。
化学腐蚀:介质与阀座密封面材料发生化学反应,使密封面材料的结构和性能发生变化,从而导致密封失效。如在化工行业中,一些具有强氧化性的介质会对普通金属密封面产生腐蚀。
解决方法:
安装前端过滤器:在阀门上游管道安装过滤器,其孔径应<密封面宽度,有效拦截杂质,防止其进入阀门内部对密封面造成损伤。同时,定期对过滤器进行清理和维护,确保其正常工作。
密封面修复与强化:对已经受损的密封面,可以采用堆焊司太立合金的方法进行修复,司太立合金硬度≥HRC45,具有良好的耐磨性和耐腐蚀性,能显著提升密封面的使用寿命和密封性能。
故障现象:操作人员转动手轮时,感觉阻力极大,甚至无法转动,阀杆也无法正常升降,阀门无法实现开启或关闭动作,这会严重影响管道系统的正常控制。
故障原因:
阀杆螺纹锈蚀:当阀门处于潮湿环境或长期未使用时,阀杆螺纹部分容易生锈,铁锈的存在增加了螺纹之间的摩擦力,导致阀杆转动困难。例如在一些户外安装的阀门,受雨水侵蚀等影响,阀杆螺纹易锈蚀。
管道杂质卡入阀腔:管道中的杂质,如泥沙、焊渣等进入阀门内部,卡在阀瓣与阀座之间或阀杆与导向套之间,阻碍了阀门部件的正常运动。
低温工况阀芯冻粘:在低温环境下,尤其是介质中含有水分时,水分可能会在阀芯等部位结冰,使阀芯与阀座冻粘在一起,导致阀门无法操作。如在深冷行业的管道系统中,这种情况时有发生。
解决方法:
定期润滑阀杆:选用高温脂对阀杆进行定期润滑,高温脂耐温≥300℃,可在较宽的温度范围内保持良好的润滑性能,减少螺纹间的摩擦。同时,在润滑前应对阀杆螺纹进行清理,去除铁锈等杂质。
安装杂质过滤装置:在阀门前端安装过滤器,防止管道杂质进入阀腔。对于已经进入阀腔的杂质,需要及时拆开阀门进行清理,并检查阀门内部部件的损坏情况,如有必要及时更换受损部件。
采取保温与伴热措施:对于低温工况下的阀门,可预装电伴热系统,保持阀门及介质温度在合适范围内,防止阀芯冻粘。同时,对阀门进行保温处理,减少热量散失。
故障现象:旋转手轮时,阀杆只在原地空转,阀门的阀瓣没有相应的动作,无法实现对介质的控制,这会使阀门失去其应有的功能,影响整个管道系统的运行。
故障原因:阀杆与阀瓣连接的键槽因长期频繁操作,受到较大的剪切力,导致键槽磨损,或者连接销钉因受力过大而断裂,使得阀杆与阀瓣之间的传动失效。
解决方法:更换强化阀杆,对新阀杆进行表面氮化处理,使其硬度≥HRC55,提高阀杆的强度和耐磨性。同时,在安装过程中,要确保阀杆与阀瓣的连接正确、牢固,定期对连接部位进行检查和维护。
故障现象:阀门运行时,发出高频啸叫或类似水锤的冲击声,这种噪音不仅会对工作环境造成干扰,还可能预示着阀门或管道系统存在潜在的问题。
故障原因:
介质含气泡:当介质中含有大量气泡时,气泡在阀门内高速流动过程中破裂,产生局部压力变化,从而引发啸叫等噪音。例如在一些含有挥发性液体的管道系统中,容易出现这种情况。
流速过高:介质流速过快,超过 30m/s 时,流体与阀门内部部件之间的摩擦和冲击加剧,产生噪音。在一些大流量输送管道中,如果阀门选型不当,可能会导致流速过高。
开关速度过快:操作人员快速开启或关闭阀门,会使介质流速瞬间发生急剧变化,引发水锤现象,产生强烈的冲击声。
解决方法:
降低管路压差:在管道系统中加装节流孔板,通过节流孔板对介质进行节流,降低阀门前后的压差,从而减小介质流速,减少噪音产生。
采用 V 型阀芯结构:V 型阀芯结构可以改善介质的流态,使介质在阀门内更加平稳地流动,减少气泡的产生和流体的紊流程度,降低噪音。
优化操作方式:操作人员应缓慢开启和关闭阀门,避免速度过快引发水锤现象。同时,可以通过安装缓闭装置等方式,控制阀门的开关速度。
故障现象:阀门在启闭过程中,伴随有明显的金属摩擦声等异常振动异响,这表明阀门内部的机械部件可能存在问题,如不及时处理,可能会导致部件损坏加剧。
故障原因:
阀瓣导向件松动:阀瓣导向件在长期使用过程中,由于受到介质的冲击和振动等作用,连接部位可能会松动,导致阀瓣在运动过程中发生偏移,与其他部件产生摩擦,从而发出异响。
波纹管焊接偏移:波纹管在焊接过程中,如果存在焊接工艺缺陷,导致波纹管焊接位置偏移,在阀门工作时,波纹管会受到不均匀的应力,产生振动并发出噪音。
解决方法:重新校正阀瓣的同轴度,确保阀瓣在运动过程中能够准确地沿着导向件运动,减少与其他部件的摩擦。对于全焊接波纹管,可采用激光校准技术,精确调整波纹管的焊接位置,使其受力均匀,减少振动和噪音。
故障现象:在高温工况下(>243℃),核级阀杆突然发生断裂,这在核电领域是极其严重的故障,可能会对核电站的安全运行造成巨大威胁。
故障原因:马氏体不锈钢(如 630 型)材质的阀杆,在长期高温运行过程中,会发生脆化现象,材料的韧性下降,当受到一定的外力作用时,容易发生断裂。
解决方法:
更换阀杆材质:选用双相不锈钢阀杆,双相不锈钢具有良好的高温性能和抗脆化能力,能有效避免热脆断裂问题。
定期检测:建立完善的阀杆检测制度,定期对阀杆的硬度、金相组织等进行检测,监测阀杆材料性能的变化趋势,及时发现潜在的问题并采取相应措施。
故障现象:在核电站等辐射环境中,当阀门受到的辐射剂量>1×10⁷ Gy 后,波纹管截止阀的泄漏率上升,密封性能逐渐退化,这可能导致放射性介质泄漏,对环境和人员安全构成严重风险。
故障原因:波纹管材料在辐射环境下,晶格结构受到辐照损伤,材料的物理和化学性能发生变化,导致密封性能下降。
解决方法:选用全焊接核级波纹管,并确保其具有 RCC - M 认证。这种经过特殊设计和制造的波纹管,能够更好地抵抗辐射环境的影响,保持良好的密封性能。同时,定期对阀门的密封性能进行检测,如采用氦检漏等方法,确保泄漏率符合安全标准。
故障现象:在化工行业,由于介质种类繁多且具有强腐蚀性,阀门阀体、阀座等部位容易出现腐蚀现象,表现为表面出现锈斑、麻点,甚至出现穿孔、破裂等严重损坏,导致阀门泄漏,无法正常工作。
故障原因:化工介质的腐蚀性强,与阀门材料发生化学反应,逐渐侵蚀阀门部件。不同的化工介质对阀门材料的腐蚀机理和程度各不相同,例如,一些酸性介质会与金属材料发生置换反应,导致金属溶解;一些氧化性介质会使金属表面形成氧化膜,但如果氧化膜不致密,反而会加速腐蚀。
解决方法:
合理选材:根据具体的化工介质特性,选择合适的耐腐蚀材料。例如,对于强氧化性酸介质,可以选用钛合金等具有良好耐氧化性的材料;对于含氯离子的介质,可选用超级奥氏体不锈钢等抗氯离子腐蚀性能好的材料。
表面防护处理:对阀门表面进行防腐涂层处理,如采用喷涂耐腐蚀涂料、电镀等方法,在阀门表面形成一层保护膜,隔离介质与阀门本体材料的接触,减缓腐蚀速度。同时,定期对防腐涂层进行检查和维护,如有损坏及时修复。
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