閥門常見故障分析

嚴珊珊

【摘?要】本文詳細論述天然氣深冷裝置常見閥門的分類，閥門所容易出現(xiàn)的故障進行分析，準確地判斷閥門出現(xiàn)的故障，及時解決處理，保證裝置安全平穩(wěn)運行。

【關鍵詞】閥門;泄漏;故障;

中圖分類號：te927+.7?文獻標識碼：te?文章編號：1009-914x（2012）32- 0323-01

1、前言

隨著深冷裝置投產(chǎn)運行時間的增加，閥門故障頻繁出現(xiàn)，無論是外部泄漏還是內(nèi)部泄漏，或者是閘板脫落等故障都會給生產(chǎn)帶來影響。特別是閥門的內(nèi)部泄漏不容易發(fā)現(xiàn)，外部泄漏會造成極大的不安全隱患，同時會造成能源的損失浪費。所以本文對于閥門出現(xiàn)的泄漏故障作出正確判斷進行分析論述，以保證裝置的安全平穩(wěn)運行。

2、閥門常見故障

（1）閥門的分類

閥門通常由閥體、閥蓋、填料、墊片、密封面、閥桿、支架、傳動裝置等零件組成。

按動力分為自動、驅(qū)動兩種。自動閥門是依靠介質(zhì)自身的力量進行動作的閥門。如增壓機出口干氣線上所用的止回閥、導熱油爐燃料氣線上、外輸氣各用戶上所用的減壓閥、以及裝置各單元所有的彈簧式安全閥等。驅(qū)動閥門是依靠人力、電力、液力、氣力等外力進行操縱的閥門。如裝置上所有的截止閥、節(jié)流閥、閘閥、碟閥、球閥以及旋塞閥等。

按結(jié)構(gòu)特性分為五種。截門型：關閉件沿著閥座中心線移動;閘門型：關閉件沿著垂直于閥座的中心線移動;旋塞型：關閉件是柱塞或球，圍繞本身的中心線旋轉(zhuǎn);旋啟型：關閉件圍繞閥座外的一個軸旋轉(zhuǎn);碟型：關閉件是圓盤，圍繞閥座內(nèi)的軸旋轉(zhuǎn)。

按用途分為六種。開斷用：用來切斷或接通管路介質(zhì)。如截止閥、閘閥、球閥、旋塞閥等;調(diào)節(jié)用：用來調(diào)節(jié)介質(zhì)的壓力或流量。如減壓閥、調(diào)節(jié)閥;分配用：用來改變介質(zhì)的流向，起分配作用。如三通旋塞、三通截止閥等;止回用：用來防止介質(zhì)倒流。如止回閥;安全用：在介質(zhì)壓力超過規(guī)定數(shù)值時，排放多余介質(zhì)，以保證設備安全。如安全閥、事故閥;阻氣排水用：留存氣體，排除凝結(jié)水，如疏水閥。

按操縱方法分四種。手動閥門：借助手輪、手柄、杠桿、鏈輪、齒輪、蝸輪等，由人力來操縱的閥門;電動閥門：借助電力來操縱的閥門;氣動閥門：借助壓縮空氣來操縱的閥門;液動閥門：借助水、油等液體，傳遞外力來操縱的閥門。

閥門也可按照壓力、介質(zhì)溫度、公稱通徑等分類。

（2）閥門常見故障

閥門在使用過程中的，因為設計、制造、安裝、工況、操作、維修優(yōu)劣的原因，會出現(xiàn)各種各樣的故障。閥門常見故障主要可以分為外部損壞和內(nèi)部損壞，既外部泄漏和內(nèi)部泄漏。

①外部泄漏

閥門體腔的破壞稱為外部泄漏。與壓力容器、管道的破壞、泄漏一樣，閥門外部泄漏導致具有壓力的流體向外噴射，造成部分甚至整個系統(tǒng)不能正常運行。造成外部泄漏的原因主要有5個方面。

一是材料缺陷。多種閥門為鑄件，形狀復雜，壁厚變化大，鑄件容易產(chǎn)生氣孔、夾渣和砂眼等缺陷，從而產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象。

二是節(jié)流作用。閥門的主要功能是控制流體的流動。閥門在流體高壓差的作用下，節(jié)流部位易產(chǎn)生侵蝕及氣蝕。

三是異常升壓。在生產(chǎn)運行時閥體內(nèi)部可能產(chǎn)生異常的升壓現(xiàn)象，積聚壓力超過使用壓力幾倍或幾十倍，造成泄漏。

四是熱應力。閥門在高溫下使用，特別是溫度急劇反復變化時，不僅要考慮高溫蠕變斷列的可能性，還必須考慮熱應力和低周波的疲勞強度的影響。

五是其他原因。從閥門的設計和制造角度看，在一般情況下強度能夠滿足生產(chǎn)需要，不會出現(xiàn)外部泄漏。但由于流體流動時產(chǎn)生振動，閥門開啟時，產(chǎn)生節(jié)流而引起振動使閥門產(chǎn)生裂紋。

②內(nèi)部泄漏

由于閥門內(nèi)部零件損壞，影響閥門性能的泄漏稱為內(nèi)部泄漏。造成內(nèi)部泄漏的原因主要有3個方面：

一是閥瓣、閥座的密封部件損壞。閥門作為流體的控制結(jié)構(gòu)，最重要的是閥瓣、閥座的密封作用，即閥瓣的截斷或節(jié)流。當閥門因長期處于高壓差狀態(tài)下運行、異物或水垢沖擊、密封部件材質(zhì)或焊接質(zhì)量不合格等情況影響，可造成閥瓣、閥座的密封部件損壞。

二是閥桿的損壞。為了控制和截斷流體，通過閥桿傳遞運動使閥瓣動作。閥桿是閥門的主要零件，使用時易造成損壞。造成閥桿損壞的原因主要是：閥桿受填料作用引起點狀腐蝕和擦傷;流體振動對閥桿作用力較大，閥門在啟閉時，受較大的驅(qū)動力及熱膨脹力作用等。

三是閥桿螺母的損壞。閥桿螺紋表面混入砂粒等雜質(zhì)時，螺紋表面精度降低，接觸表面壓力增高，導致閥桿螺母在剪切力作用下?lián)p壞。

（3）深冷裝置閥門內(nèi)部泄漏故障的表現(xiàn)及影響

經(jīng)故障原因分析、生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)查認為，閥門外部泄漏可以通過直觀觀察、使用驗證等方式發(fā)現(xiàn)。而閥門內(nèi)部泄漏則需必要的檢測技術定性。

從深冷裝置運行多年經(jīng)驗來看，閥門泄漏多屬內(nèi)部泄漏。深冷裝置干燥器系統(tǒng)的閥門內(nèi)部泄漏如果不能被及時發(fā)現(xiàn)，嚴重時會導致裝置停車。

深冷干燥器系統(tǒng)的吸附過程是間歇式操作，進入的原料氣經(jīng)過吸附塔，直到吸附劑被流體里的雜質(zhì)所飽和。此時，流體被切換到另一個裝有新再生吸附劑的吸附器內(nèi)，原來的吸附器內(nèi)吸附劑被再生，原料氣經(jīng)過吸附后得到干燥進入制冷系統(tǒng)。工藝流體從一個吸附器到另一個吸附器的切換需要閥門切換機構(gòu)來完成。當切換時，每個切換閥門開關位置都變到相反位置上，即關的閥門都打開，而開的閥門都關閉。每個閥門每天都要經(jīng)過多次操作。頻繁的操作，大的溫度變化范圍和腐蝕性流體的侵蝕，是造成干燥器閥門內(nèi)部泄漏的主要原因。

在裝置實際運行中，干燥器系統(tǒng)閥門一旦出現(xiàn)內(nèi)部泄漏，就會導致再生時間超過8小時，同時另外一床的工作時間延長。工作床的工作時間過長，使原料氣中的水、二氧化碳、硫化氫不能被充分吸附，雜質(zhì)會隨著原料氣進入制冷單元，不合格的原料氣不能滿足制冷單元對原料氣質(zhì)量的要求，在原料氣通過冷箱時會導致因為含水過高在低溫下結(jié)冰，發(fā)生冷箱凍堵，同時造成膨脹機入口的凍堵，使生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，影響正常生產(chǎn)。

3、檢測方法介紹

（1）裝置閥門外部泄漏一般通過聞、聽聲音等簡單方法就能判斷出，判斷出故障后做出相應處理。

（2）在實際工作中，閥門發(fā)生內(nèi)部泄漏與否，一方面通過裝置運行壓力、再生氣溫度能否達到及火炬火焰情況來推測，另一方面通過現(xiàn)場聽氣流的聲音、摸閥門兩側(cè)管線的溫差來推測。或者利用聲納側(cè)漏儀來進行檢測判斷內(nèi)漏閥門部位，并作出相應的處理。

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