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工程论文:楔式双闸板闸阀阀座损坏原因分析与处理
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工程论文:楔式双闸板闸阀阀座损坏原因分析与处理

摘要:蒸汽管道上使用的楔式双闸板闸阀投用后出现阀座损坏,严重影响了正常生产时对被隔离设备的维护检修。针对此情况,分析了阀座损坏的主要原因,提出了切实可行的处理方法及建议。

关键词:楔式双闸板闸阀;损坏;原因;建议

某公司蒸汽管道上使用的楔式双闸板闸阀,采用阀体全锻造,阀杆密封为自密封结构,阀门进出口与管道对焊连接,如下图-1所示。其作用是切断该段蒸汽管道与蒸汽母管的连通,工艺流程如图-2所示。2017年某一天在该阀门关闭的情况下,发现无蒸汽侧的管道疏水管有大量蒸汽喷出(如图-2所示疏水口)。起初怀疑阀门发生内漏,随即将该阀门开关几次,仍然不见有效果,考虑到该处阀门在此之前并未进行过多操作,经过翻查阀门相关结构资料,初步判断该闸阀阀座处受损。不得已退出蒸汽管网对此阀门进行解体检查。

图-1工程论文:楔式双闸板闸阀阀座损坏原因分析与处理

图-2工程论文:楔式双闸板闸阀阀座损坏原因分析与处理

将此阀门解体后,发现该闸阀无汽侧阀座上部部分焊缝被外力撕开损坏(如下图-3所示),是此次蒸汽泄露的直接原因。

图-3工程论文:楔式双闸板闸阀阀座损坏原因分析与处理

1 原因分析

此阀门阀座损坏,严重影响了母管制蒸汽管网的运行,必须找到导致阀座损坏的主要原因,保证蒸汽管网、设备安全稳定运行。根据阀门阀座损坏的现象及结构特点,列举了导致阀座损坏的主要原因并进行排除。

(1)阀门阀座材质与阀体材质不一样、焊缝热处理硬度不够导致损坏

如果选材及热处理不当,很容易造成焊缝强度不够,发生损坏。经查阀门设计图纸及出厂报告,阀座及阀体材质均为X10CrMoVNb 91,与蒸汽管道材质一致。现场光谱检测材质使用无误,焊缝硬度检测结果满足国家标准要求。材质X10CrMoVNb 91,完全能够满足蒸汽设计压力10.1MPa,设计温度545℃下使用。

(2)阀门结构设计不合理,导致阀座损坏

若阀门结构设计不合理,阀座焊缝强度承受不了单边高温蒸汽产生的作用力,也容易造成阀座损坏。经查阀门设计图纸和试验报告,显示该阀测试压力38.9MPa,符合试验要求,该结构类型阀门为市场成熟产品,不存在特殊设计。

(3)阀门第三腔室压力过高(如下图-4所示),导致阀座损坏工程论文:楔式双闸板闸阀阀座损坏原因分析与处理

图-4

经检查,该阀自密封件拉紧螺栓(如上图-4所示)被顶起,从侧面验证第三腔室过压,整个自密封体因该腔室内压力升高被顶起,自密封石墨垫也被压损坏。结合该阀门当时运行情况,蒸汽管线较长,该阀门有一侧管道内无蒸汽,使用当中第三腔室蒸汽易凝结成饱和水,时间一长,该压力下饱和凝结水动态越积越多,在一定的积累量和蒸汽参数微变情况下,很容易引起第三腔室过压,导致阀座焊缝损坏。

2 处理措施及建议

为保证第三腔室不产生过压,结合目前市场上其他类似阀门的处理方法及厂家意见,并考虑该阀双向密封,现将该类闸阀第三腔室与阀门进、出口相连,使其在关闭情况下,任意有压侧平衡阀打开(如下图-5),均可使第三腔不产生过压。

图-5工程论文:楔式双闸板闸阀阀座损坏原因分析与处理

运行使用当中,当闸阀关闭时,打开有压侧平衡阀,关闭无压侧平衡阀。

在高温高压蒸汽环境中,普通截止阀类型的平衡阀在使用中容易被冲刷发生内漏,建议对平衡阀重新选型,更换成防冲刷类型的阀门。

3 结束语

采取了切实可行的处理措施后,该类型阀门未产生阀座损坏情况,运行良好。在防止第三腔室超压的技术上,还可将第三腔室引一路安装泄压阀、安全阀等。只有充分了解掌握阀门在使用中的条件,与设计单位和生产厂家积极保持沟通,才能选择出合适结构的阀门。

参考文献

[1] 陆培文,孙晓霞,杨炯良 . 阀门选用手册. 北京:机械工业出版社,2013 .

[2] 中国电力企业联合会. 小型火力发电厂设计规范. 北京:中国计划出版社,2011 .

[3] 雷世明 . 焊接方法与设备. 北京:机械工业出版社,2011 .

[4] 安继儒,田龙刚. 金属材料手册. 化学工业出版社,2008 .

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