高壓閥門(mén)廠(chǎng)家北高科集團技術(shù)部整理,故障在工業(yè)自動(dòng)化儀表中,高壓閥門(mén)算是笨重的了,加之結構簡(jiǎn)單,往往不被人們重視。但是,它在工藝管道上,工作條件復雜,一旦出現問(wèn)題,大家又忙手忙腳。因其笨重,問(wèn)題難找準,常常費力不討好,還涉及系統投運、系統完全、調節品質(zhì)、環(huán)境污染等。
一、提高壽命的方法(8種方法)
1)大開(kāi)度工作延長(cháng)壽命法 讓高壓閥門(mén)一開(kāi)始就盡量在最大開(kāi)度上工作,如90%。這樣,汽蝕、沖蝕等破壞發(fā)生在閥芯頭部上。隨著(zhù)閥芯破壞,流量增加,相應閥再關(guān)一點(diǎn),這樣不斷破壞,逐步關(guān)閉,使整個(gè)閥芯全部充分利用,直到閥芯根部及密封面破壞,不能使用為止。同時(shí),大開(kāi)度工作節流間隙大,沖蝕減弱,這比一開(kāi)始就讓閥在中間開(kāi)度和小開(kāi)度上工作提高壽命1~5倍以上。如某化工廠(chǎng)采用此法,閥的使用壽命提高了2倍。
2)減小S增大工作開(kāi)度提高壽命法 減小S,即增大系統除高壓閥門(mén)外的損失,使分配到閥上的壓降降低,為保證流量通過(guò)高壓閥門(mén),必然增大高壓閥門(mén)開(kāi)度,同時(shí),閥上壓降減小,使氣蝕、沖蝕也減弱。具體辦法有:閥后設孔板節流消耗壓降;關(guān)閉管路上串聯(lián)的手動(dòng)閥,至高壓閥門(mén)獲得較理想的工作開(kāi)度為止。對一開(kāi)始閥選大處于小開(kāi)度工作時(shí),采用此法十分簡(jiǎn)單、方便、有效。
3)縮小口徑增大工作開(kāi)度提高壽命法
通過(guò)把閥門(mén)的口徑減小來(lái)增大工作開(kāi)度,具體辦法有:
1)換一臺小一檔口徑的閥,如DN32換成DN25;
2)閥體不變更,更換小閥座直徑的閥芯閥座。如某化工廠(chǎng)大修時(shí)將節流件dgl0更換為dg8,壽命提高了1倍。
3)轉移破壞位置提高壽命法 把破壞嚴重的地方轉移到次要位置,以保護閥芯閥座的密封面和節流面。
4)增長(cháng)節流通道提高壽命法 增長(cháng)節流通道最簡(jiǎn)單的就是加厚閥座,使閥座孔增長(cháng),形成更長(cháng)的節流通道。一方面可使流閉型節流后的突然 擴大延后,起轉移破壞位置,使之遠離密封面的作用;另一方面,又增加了節流阻力,減小了壓力的恢復程度,使汽蝕減弱。有的把閥座孔內設計成臺階式、波浪式,就是為了增加阻力,削弱汽蝕。這種方法在引進(jìn)裝置中的高壓閥上和將老的閥加以改進(jìn)時(shí)經(jīng)常使用,也十分有效。
5)改變流向提高壽命法 流開(kāi)型向著(zhù)開(kāi)方向流,汽蝕、沖蝕主要作用在密封面上,使閥芯根部和閥芯閥座密封面很快遭受破壞;流閉型向著(zhù)閉方向流,汽蝕、沖蝕作用在節流之后,閥座密封面以下,保護了密封面和閥芯根部,延長(cháng)了壽命。故作流開(kāi)型使用的閥,當延長(cháng)壽命的問(wèn)題較為突出時(shí),只需改變流向即可延長(cháng)壽命1~2倍。
6)改用特殊材料提高壽命法 為抗汽蝕(破壞形狀如蜂窩狀小點(diǎn))和沖刷(流線(xiàn)型的小溝),可改用耐汽蝕和沖刷的特殊材料來(lái)制造節流件。這種特殊材料有6YC-1、A4鋼、司太萊、硬質(zhì)合金等。為抗腐蝕,可改用更耐腐蝕,并有一定機械性能、物理性能的材料。這種材料分為非金屬材料(如橡膠、四氟、陶瓷等)和金屬材料(如蒙乃爾、哈氏合金等)兩類(lèi)。
7)改變閥結構提高壽命法 采取改變閥結構或選用具有更長(cháng)壽命的閥的辦法來(lái)達到提高壽命的目的,如選用多級式閥,反汽蝕閥、耐腐蝕閥等。
二、高壓閥門(mén)經(jīng)??ㄗ』蚨氯姆蓝?卡)方法(6種方法)
1)清洗法 管路中的焊渣、鐵銹、渣子等在節流口、導向部位、下閥蓋平衡孔內造成堵塞或卡住使閥芯曲面、導向面產(chǎn)生拉傷和劃痕、密封面上產(chǎn)生壓痕等。這經(jīng)常發(fā)生于新投運系統和大修后投運初期。這是最常見(jiàn)的故障。遇此情況,必須卸開(kāi)進(jìn)行清洗,除掉渣物,如密封面受到損傷還應研磨;同時(shí)將底塞打開(kāi),以沖掉從平衡孔掉入下閥蓋內的渣物,并對管路進(jìn)行沖洗。投運前,讓高壓閥門(mén)全開(kāi),介質(zhì)流動(dòng)一段時(shí)間后再納入正常運行。
2)外接沖刷法 對一些易沉淀、含有固體顆粒的介質(zhì)采用普通閥調節時(shí),經(jīng)常在節流口、導向處堵塞,可在下閥蓋底塞處外接沖刷氣體和蒸汽。當閥產(chǎn)生堵塞或卡住時(shí),打開(kāi)外接的氣體或蒸氣閥門(mén),即可在不動(dòng)高壓閥門(mén)的情況下完成沖洗工作,使閥正常運行。
3)安裝管道過(guò)濾器法 對小口徑的高壓閥門(mén),尤其是超小流量高壓閥門(mén),其節流間隙特小,介質(zhì)中不能有一點(diǎn)點(diǎn)渣物。遇此情況堵塞,最好在閥前管道上安裝一個(gè)過(guò)濾器,以保證介質(zhì)順利通過(guò)。帶定位器使用的高壓閥門(mén),定位器工作不正常,其氣路節流口堵塞是最常見(jiàn)的故障。因此,帶定位器工作時(shí),必須處理好氣源,通常采用的辦法是在定位器前氣源管線(xiàn)上安裝空氣過(guò)濾減壓閥
4)增大節流間隙法 如介質(zhì)中的固體顆?;蚬艿乐斜粵_刷掉的焊渣和銹物等因過(guò)不了節流口造成堵塞、卡住等故障,可改用節流間隙大的節流件—節流面積為開(kāi)窗、開(kāi)口類(lèi)的閥芯、套筒,因其節流面積集中而不是圓周分布的,故障就能很容易地被排除。如果是單、雙座閥就可將柱塞形閥芯改為“V”形口的閥芯,或改成套筒閥等。例如某化工廠(chǎng)有一臺雙座閥經(jīng)??ㄗ?,推薦改用套筒閥后,問(wèn)題馬上得到解決。
5)介質(zhì)沖刷法 利用介質(zhì)自身的沖刷能量,沖刷和帶走易沉淀、易堵塞的東西,從而提高閥的防堵功能。常見(jiàn)的方法有:
①改作流閉型使用;②采用流線(xiàn)型閥體;③將節流口置于沖刷最厲害處,采用此法要注意提高節流件材料的耐沖蝕能力。
6)直通改為角形法 直通為倒S流動(dòng),流路復雜,上、下容腔死區多,為介質(zhì)的沉淀提供了地方。角形連接,介質(zhì)猶如流過(guò)90℃彎頭,沖刷性能好,死區小,易設計成流線(xiàn)形。因此,使用直通的高壓閥門(mén)產(chǎn)生輕微堵塞時(shí)可改成角形閥使用。
三、高壓閥門(mén)外泄的解決方法(6種方法)
1)增加密封油脂法 對未使用密封油脂的閥,可考慮增加密封油脂來(lái)提高閥桿密封性能。
2)增加填料法 為提高填料對閥桿的密封性能,可采用增加填料的方法。通常是采用雙層、多層混合填料形式,單純增加數量,如將3片增到5片,效果并不明顯。
3)更換石墨填料法 大量使用的四氟填料,因其工作溫度在-20~+200℃范圍內,當溫度在上、下限,變化較大時(shí),其密封性便明顯下降,老化快,壽命短。柔性石墨填料可克服這些缺點(diǎn)且使用壽命長(cháng)。因而有的工廠(chǎng)全部將四氟填料改為石墨填料,甚至新購回的高壓閥門(mén)也將其中的四氟填料換成石墨填料后使用。但使用石墨填料的回差大,初時(shí)有的還產(chǎn)生爬行現象,對此必須有所考慮。
4)改變流向,置P2在閥桿端法 當P較大,P1又較大時(shí),密封P1顯然比密封P2困難。因此,可采取改變流向的方法,將P1在閥桿端改為P2在閥桿端,這對壓力高、壓差大的閥是較有效的。如波紋管閥就通常應考慮密封P2。
5)采用透鏡墊密封法 對于上、下蓋的密封,閥座與上、下閥體的密封。若為平面密封,在高溫高壓下,密封性差,引起外泄,可以改用透鏡墊密封,能得到滿(mǎn)意的效果。
6)更換密封墊片 至今,大部分密封墊片仍采用石棉板,在高溫下,密封性能較差,壽命也短,引起外泄。遇到這情況,可改用纏繞墊片,“O”形環(huán)等,現在許多廠(chǎng)已采用。
四、高壓閥門(mén)振動(dòng)的解決方法(8種方法)
1)增加剛度法 對振蕩和輕微振動(dòng),可增大剛度來(lái)消除或減弱,如選用大剛度的彈簧,改用活塞執行機構等辦法都是可行的。
2)增加阻尼法 增加阻尼即增加對振動(dòng)的摩擦,如套筒閥的閥塞可采用“O”形圈密封,采用具有較大摩擦力的石墨填料等,這對消除或減弱輕微的振動(dòng)還是有一定作用的。
3)增大導向尺寸,減小配合間隙法 軸塞形閥一般導向尺寸都較小,所有閥配合間隙一般都較大,有0.4~lmm,這對產(chǎn)生機械振動(dòng)是有幫助。因此,在發(fā)生輕微的機械振動(dòng)時(shí),可通過(guò)增大導向尺寸,減小配合間隙來(lái)削弱振動(dòng)。
4)改變節流件形狀,消除共振法 因高壓閥門(mén)的所謂振源發(fā)生在高速流動(dòng)、壓力急劇變化的節流口,改變節流件的形狀即可改變振源頻率,在共振不強烈時(shí)比較容易解決。具體辦法是將在振動(dòng)開(kāi)度范圍內閥芯曲面車(chē)削0.5~1.0mm。如某廠(chǎng)家屬區附近安裝了一臺自力式壓力高壓閥門(mén),因共振產(chǎn)生嘯叫影響職工休息,我們將閥芯曲面車(chē)掉0.5mm后,共振嘯叫聲消失。
5)更換節流件消除共振法 其方法有:
①更換流量特性,對數改線(xiàn)性,線(xiàn)性改對數;
②更換閥芯形式。如將軸塞形改為“V”形槽閥芯,將雙座閥軸塞型改成套筒型;將開(kāi)窗口的套筒改為打小孔的套筒等。如某氮肥廠(chǎng)一臺DN25雙座閥,閥桿與閥芯連接處經(jīng)常振斷,我們確認為共振后,將直線(xiàn)特性閥芯改為對數性閥芯,問(wèn)題得到解決。又如某航空學(xué)院實(shí)驗室用一臺DN200套筒閥,閥塞產(chǎn)生強烈旋轉無(wú)法投用,將開(kāi)窗口的套筒改為打小孔的套筒后,旋轉立即消失。
6)更換高壓閥門(mén)類(lèi)型以消除共振。不同結構形式的高壓閥門(mén),其固有頻率自然不同,更換高壓閥門(mén)類(lèi)型是從根本上消除共振的最有效的方法。一臺閥在使用中共振十分厲害強烈地振動(dòng)(嚴重時(shí)可將閥破壞),強烈地旋轉(甚至閥桿被振斷、扭斷),而且產(chǎn)生強烈的噪音(高達100多分貝)的閥,只要把它更換成一臺結構差異較大的閥,立刻見(jiàn)效,強烈共振奇跡般地消失。如某維尼綸廠(chǎng)新擴建工程選用一臺DN200套筒閥,上述三種現象都存在,DN300的管道隨之跳動(dòng),閥塞旋轉,噪音100多分貝,共振開(kāi)度20~70%,考慮共振開(kāi)度大,改用一臺雙座閥后,共振消失,投運正常。
7)減小汽蝕振動(dòng)法 對因空化汽泡破裂而產(chǎn)生的汽蝕振動(dòng),自然應在減小空化上想辦法。
①讓氣泡破裂產(chǎn)生的沖擊能量不作用在固體表面上,特別是閥芯上,而是讓液體吸收。套筒閥就具有這個(gè)特點(diǎn),因此可以將軸塞型閥芯改成套筒型。
②采取減小空化的一切辦法,如增加節流阻力,增大縮流口壓力,分級或串聯(lián)減壓等。
8)避開(kāi)振源波擊法 外來(lái)振源波擊引起閥振動(dòng),這顯然是高壓閥門(mén)正常工作時(shí)所應避開(kāi)的,如果產(chǎn)生這種振動(dòng),應當采取相應的措施