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閥門通常由靜止件（殼體）與關(guān)掉件（立方體）兩部份組成，通過關(guān)掉件（立方體）繞閥門中心線作90o旋轉(zhuǎn)來開啟、關(guān)閉管件。閥門可分為固定軸式和浮動(dòng)軸式聯(lián)軸器兩種，現(xiàn)在主要討論固定軸式聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)及其密封原理。

一、球閥密封原理剖析

閥門對二氧化碳介質(zhì)的密封是靠立方體與墊圈密封圈密切結(jié)合產(chǎn)生的軟密封實(shí)現(xiàn)的。墊圈密封原理隨殼體結(jié)構(gòu)不同而各有差別，主要可分為雙活塞效應(yīng)（DPE）和下游自泄放(SR)兩種。

下游自泄放設(shè)計(jì)閥門現(xiàn)主要適于液體管路，所以本文主要針對在氫氣管線中應(yīng)用較廣的雙活塞效應(yīng)（DPE）設(shè)計(jì)閥門進(jìn)行剖析。

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雙活塞效應(yīng)（DPE）噴嘴結(jié)構(gòu)與密封原理剖析

在以下雙活塞效應(yīng)（DPE）密封結(jié)構(gòu)示意圖中，各斥力均描述如下：

FF—閥座彈簧彈力F△A—干線/閥腔壓力對導(dǎo)輪作用合

FR—閥座所受合力A—合力作用面積

由附圖2.1與附圖2.2可見，以雙活塞效應(yīng)結(jié)構(gòu)（DPE）噴嘴為受力剖析對象，干線壓力與閥腔壓力對殼體的斥力FR=FF+F△A，所受合力FR方向一直對準(zhǔn)噴嘴，即干線與閥腔壓力均使噴嘴密封圈向立方體壓緊，依然實(shí)現(xiàn)閥門汽缸良好密封。

附圖2.1（DPE）結(jié)構(gòu)及密封原理示意圖（干線壓力對導(dǎo)輪斥力）

附圖2.2（DPE）結(jié)構(gòu)及密封原理示意圖（閥腔壓力對導(dǎo)輪斥力）

閥門兩個(gè)汽缸均選用雙活塞效應(yīng)噴嘴結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即為雙活塞效應(yīng)（DPE）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，它還能確保閥門兩個(gè)汽缸同時(shí)實(shí)現(xiàn)良好密封。對GroveB-5這類立方體帶有平衡孔的閥門而言，雙活塞效應(yīng)密封結(jié)構(gòu)是必備的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方式。鑒于雙活塞效應(yīng)結(jié)構(gòu)的良好密封表現(xiàn)，現(xiàn)今，許多管件生產(chǎn)制造商都開始廣泛使用類似于雙密封的閥門設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。

在實(shí)際生產(chǎn)中，因?yàn)閷PE閥門維護(hù)不當(dāng)或個(gè)別的DPE閥門設(shè)計(jì)尺寸或選定的密封圈材料不當(dāng)，而這種DPE優(yōu)良的密封設(shè)計(jì)支持下成為了引發(fā)閥門打滑主要成因之一。

二、球閥打滑故障判定與排除

閥門打滑故障判定及排除步驟圖

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閥門打滑故障主要成因及辨別方式

方法1：須首先打開傳動(dòng)蝸桿箱判定是否由傳動(dòng)蝸桿箱內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重磨損、軸承損毀或存在異物卡阻，造成管件未能正常操作。若判斷非此病因則踏入下邊方法。

方法2：對閥門進(jìn)行排污操作，若閥腔內(nèi)有氣壓，則可初步判定打滑成因?yàn)槊芊庾ㄗ?。密封噴嘴正常?yīng)有0.003英寸的縱向聯(lián)通空間，若注入的密封脂硬化、污物雜質(zhì)卡入汽缸空隙、或密封座彈簧工作不正常均可導(dǎo)致密封座卡阻、球閥打滑。

方法3：對閥門排污，若腔內(nèi)無氣壓，則判定為由閥腔與干線壓差過大造成閥門打滑。閥腔與干線壓差過大時(shí)球閥，密封座壓緊球面，操作轉(zhuǎn)速過大，閥門打滑未能正常操作。

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閥門打滑故障的排除

按照閥門密封原理、故障成因剖析及閥門打滑故障實(shí)地成功排除經(jīng)驗(yàn)，小結(jié)打滑故障排除方式如下：

（1）傳動(dòng)蝸桿箱故障：作為防治性維護(hù)，須每年定期打開蝸桿箱，檢測箱內(nèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)潤滑、防銹及部件完好狀況，清除箱內(nèi)廢水、異物，并更換補(bǔ)充新鮮奶油，若聯(lián)軸器等部件破損須及時(shí)更換，以確保傳動(dòng)機(jī)構(gòu)工作狀態(tài)良好，球閥操作順暢。

（2）密封座卡阻故障：首先注入擦洗液熬煮（熬煮時(shí)間可依照球閥注脂狀況而定）、再經(jīng)排污排出穢物雜質(zhì)，去除密封座卡阻；若經(jīng)反復(fù)擦洗、排污，球閥仍未能正常操作，可判定為密封座彈簧等部份異常，須拆裝解體管件進(jìn)行檢修。

（3）閥腔與干線壓差過大：通常首先注入擦洗液煮沸后排污，清洗去密封面原有密封脂，若管件原本存在一定量內(nèi)漏，則可實(shí)現(xiàn)閥腔與干線壓力平衡；若故障仍存在，則考慮根據(jù)圖3.1所示制做排污咀注氣裝置連結(jié)到閥門排污咀平衡閥腔與干線壓差，去除打滑故障。這套平壓裝置結(jié)構(gòu)簡略便于制做，且療效顯著，運(yùn)用該套裝置已成功解決我公司如塘沽站某廠12〞球閥等其他多起管件打滑故障。如圖3.1機(jī)加連結(jié)件一端為快裝接頭，一端為配合排污咀插口尺寸的螺扣，建議安裝工程師按照常見管件排污咀插口型號制做一組機(jī)加連結(jié)件隨時(shí)備用。

圖3.1排污咀注氣裝置示意圖

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野蠻操作的害處性

對未能正常操作的球閥野蠻操作就能造成：

（1）球閥傳動(dòng)蝸桿箱受力過大，導(dǎo)致箱體斷裂或箱內(nèi)蝸桿等部件形變、損壞；

（2）對密封球面導(dǎo)致嚴(yán)重凹痕，致使球閥嚴(yán)重內(nèi)漏，并且報(bào)廢；

（3）加力桿破裂或多人同時(shí)操作造成操作人員人身傷害。

為防止引起設(shè)備外傷、人員傷害和經(jīng)濟(jì)損失，閥門未能正常操作時(shí)避免采取使用加力桿或多人操作等野蠻模式操作！須認(rèn)真剖析故障成因后妥善處理、排除故障。

三、結(jié)束語

為防治球閥打滑故障發(fā)生，提升天然食道道在用閥門的靠譜性、延長球閥使用壽命，特提出如下建議和防治性維護(hù)舉措：

1、改進(jìn)排污咀安裝方法：普通球閥的排污咀是直接安裝到閥門插口上的球閥，因?yàn)?strong>球閥或許存在內(nèi)漏，當(dāng)排污咀出現(xiàn)故障或還要向閥腔注氣平壓時(shí)，應(yīng)當(dāng)拆裝排污咀進(jìn)行修理，漏入閥腔的高壓介質(zhì)將或許對修理作業(yè)人員帶給危險(xiǎn)。因而建議干線閥門排污咀安裝推廣兩閥組設(shè)計(jì)方法，在排污咀前改裝兩個(gè)控制閥與閥門相通，控制閥后安裝排污咀，以減少相關(guān)維護(hù)、檢修作業(yè)的便利性與安全性。另外兩閥組排污咀安裝方法還可實(shí)現(xiàn)大口徑排放，以提高漸開排污咀時(shí)形成截流冰堵的風(fēng)險(xiǎn)。如右圖4.1所示。

圖4.1干線閥門兩閥組排污咀安裝示意圖

2、預(yù)防性維護(hù)：按照球閥維護(hù)及運(yùn)行情況，適時(shí)過量注入新鮮潤滑脂，避免潤滑脂或密封脂硬化導(dǎo)致卡阻；定期全開/關(guān)球閥幾次，因?yàn)樯a(chǎn)等誘因不能全開/關(guān)的閘閥，起碼要定期的活動(dòng)10°至15°，重復(fù)活動(dòng)幾次能與全開/關(guān)管件起到近乎同等的療效，能有效避免傳動(dòng)機(jī)構(gòu)磨損和管件打滑故障的發(fā)生。

3、定期打開傳動(dòng)蝸桿箱檢測箱內(nèi)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)潤滑、防銹及部件完好狀況，清除箱內(nèi)廢水、異物，更換補(bǔ)充新鮮奶油，若軸套等部件破損須及時(shí)更換，增加傳動(dòng)機(jī)構(gòu)故障率。

3、作好排污記錄，從而剖析輸食道內(nèi)天然氣性感和確定排污周期。

閥門廠家專業(yè)針對各類減壓閥、球閥、防腐閥門

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