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01 化工高粘度專用球閥故障解決辦法概述

在渣油、重油、蠟油及汽油脫硫等工藝處理過程中，介質(zhì)具有高溫、高壓、含固、粘稠等特點(diǎn)，該裝置采用的閥門均為球閥。裝置使用一段時(shí)間后，常出現(xiàn)系統(tǒng)充壓不足，連鎖保護(hù)裝置報(bào)警、跳停的狀況。排查中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場使用的浮動球閥服役一段時(shí)間后，出現(xiàn)卡塞、無法有效密封，導(dǎo)致系統(tǒng)充壓不足，故障跳停。球閥的故障制約著系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠、長周期 穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)展。

化工高粘度專用球閥故障解決辦法結(jié)構(gòu)特點(diǎn):

金屬硬密封球閥的閥座采用板簧加載的金屬密封結(jié)構(gòu),在高溫下啟閉輕松,能適用于較高的溫度及各種介質(zhì)工況。

球體及閥座采用特殊硬化處理,密封面不擦傷。

采用下裝式閥桿,設(shè)置倒密封結(jié)構(gòu),能確保填料處可靠密封。

金屬硬密封結(jié)構(gòu)球閥應(yīng)按規(guī)定流向使用。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范:

設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn):GB/T 21385-2008

結(jié)構(gòu)長度標(biāo)準(zhǔn):GB/T 12221-2005

連接法蘭標(biāo)準(zhǔn):GB/T 9113、ANSI B16.5、JB/T74~90、GB9112~9131、HG20615~20635、SH3406

壓力溫度等級:GB/T 12224-2005

試驗(yàn)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn):GB/T 13927-2008

02 化工高粘度專用球閥故障解決辦法故障分析

現(xiàn)場使用的固定球閥沒有發(fā)現(xiàn)問題，出現(xiàn)問題的為存在反向壓力工段的浮動球閥。閥門為單向密封，碟簧方向?yàn)楦邏憾?，正向壓力工作時(shí)，閥門沒有任何問題。當(dāng)系統(tǒng)存在反向壓力時(shí)，球體會脫離主閥座，導(dǎo)致介質(zhì)進(jìn)入球體和閥座間隙，并附著其表面。當(dāng)反向壓力持續(xù)時(shí)間越長，這種影響越為惡劣。當(dāng)再次恢復(fù)到正向壓力時(shí)，由于球體和閥座密封面被介質(zhì)墊起，閥座和球體無法有效貼合，即便是存在鋒利的刮刀，也無法有效將附著在表面的粘 著物清理干凈，從而造成泄漏及無法有效關(guān)閉等問題。

特殊適合于高粘度產(chǎn)品，低雷諾數(shù)量，帶懸浮顆粒，給氣泡介質(zhì)測量，根據(jù)精度不受流體介質(zhì)電常數(shù)特性的影響和限制。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特殊，有導(dǎo)流作用，防止阻塞的情況是詳細(xì)資料場合有無比擬的一種替代品作用。

根據(jù)流量系數(shù)和非線性誤差系數(shù)，針對溫度變化和密度和變化等參數(shù)的修正功能。測量精度達(dá)到0.5%左右，可以對現(xiàn)場顯示的標(biāo)準(zhǔn)電流做好信號測試，達(dá)到輸出和自動控制的系數(shù)，計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)就可以進(jìn)行參數(shù)自動調(diào)整設(shè)置。

契形流量結(jié)構(gòu)簡樸，通過部件和磨損，工作性穩(wěn)定，不銹鋼球閥給可靠使用的壽命提高，它的測量達(dá)到結(jié)構(gòu)特性，給不銹鋼形成阻塞的情況，壓力較小情況下，需要給雷諾數(shù)量較低的情況進(jìn)行高精度的測量，經(jīng)過理想的選擇達(dá)到要求。

03 化工高粘度專用球閥故障解決辦法結(jié)構(gòu)改進(jìn)

閥門其他部位不做更改，僅對閥座結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使其閥座左右對稱，閥門沒有安裝方向要求，任意方向均可安裝，均可有效實(shí)現(xiàn)雙向密封。

彈簧不再采用螺柱彈簧，而采用碟簧。螺柱彈簧需要過多的保護(hù)，使閥門結(jié)構(gòu)變的復(fù)雜，并且介質(zhì)堵塞很容易使螺柱彈簧無法有效移動。其設(shè)計(jì)理念為保證介質(zhì)要進(jìn)的來，還要出的去，所以，要防止物料的堆積，僅僅靠傳統(tǒng)的防塵設(shè)計(jì)并不能有效的解決問題。實(shí)踐中證明，采用開放式的結(jié)構(gòu)，更能有效解決物料堆積問題。應(yīng)利用介質(zhì)本身的流動和閥門開關(guān)運(yùn)動進(jìn)行介質(zhì)松散和排放。支撐環(huán)上加工有大圓弧面，不再是傳統(tǒng)的直角和倒角過渡，利用介質(zhì)的沖擊力進(jìn)行自清潔，可將堆積在開縫中的物料在開關(guān)過程中松動并且沖走。同樣，在閥座背面加大的圓弧面，有利于介質(zhì)排放。嵌入在支撐環(huán)的銷軸具有限位作用，且采用銷軸結(jié)構(gòu)，占用空間小，減少介質(zhì)的堆積的同時(shí)，在回彈過程中防止卡塞。當(dāng)系統(tǒng)存在反向壓的時(shí)候，整個(gè)閥座的力量壓在銷軸上，而不是壓緊石墨圈，可防止石墨材料失去彈性，保證閥座密封面能夠有效回彈。閥座采用鋒利的刮刀，將粘附在密封面的沉積物去除。

嵌入在支撐環(huán)中的銷軸，應(yīng)防止掉出，多數(shù)采用過盈配合及點(diǎn)焊方式。碟簧頂在支撐環(huán)和壓環(huán)上，形成一個(gè)密閉的內(nèi)部空間，雜質(zhì)很難進(jìn)入。通過碟簧的預(yù)緊力迫使石墨變形，形成閥座和閥體間的有效密封。

通過結(jié)構(gòu)的變化，該浮動球閥已不是傳統(tǒng)的閥后密封，而變?yōu)殚y前密封，扭矩也會增加2倍， 所以選擇執(zhí)行機(jī)構(gòu)的時(shí)候，需要確?？梢源蜷_閥門，同時(shí)，伴隨著扭矩的增大，驅(qū)動鏈也應(yīng)具有足夠強(qiáng)度，防止閥桿等連接部位變形。為保證現(xiàn)場使用帶載開關(guān)的平穩(wěn)性，閥座與閥座函的間隙應(yīng)控制準(zhǔn)確并盡量小，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)有力的刮除介質(zhì)作用，并且作為閥前密封。閥座頭部應(yīng)有足夠剛度，防止閥座翹曲及卡塞在閥座函中。

04 化工高粘度專用球閥故障解決辦法工藝控制

閥門功能性變強(qiáng)的同時(shí)，其結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，故而需要較高的加工工藝來保證，現(xiàn)分別對各個(gè)關(guān)鍵零件進(jìn)行分析。

（1）閥座

在防止高溫脹塞的前提下，通過合理選材及準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)計(jì)算得到的閥座外徑尺寸，應(yīng)與閥體的閥座函間隙盡量小，防止物料進(jìn)入縫隙中，阻礙閥座在閥座函內(nèi)的有效滑動。除閥座密封面處鋒利刮刀刮除球體表面雜質(zhì)外，閥座外徑也應(yīng)保持尖銳倒角，以實(shí)現(xiàn)閥座在軸向活動中對閥座函堆積物料進(jìn)行清潔刮擦。閥座背面也開有較大倒角，在開關(guān)過程中，利用介質(zhì)的流動特性進(jìn)行泄灰排渣。

（2）碟簧

碟簧產(chǎn)生的推力充足，應(yīng)能有效的將粘附在球體表面的介質(zhì)清除，并且要保持足夠的穩(wěn)定性。因此，碟簧應(yīng)有足夠的厚度和壓縮量。碟簧表面平整，防止雜質(zhì)進(jìn)入碟簧內(nèi)部，堵塞緩沖空間，限制閥座和球體的軸向移動。

（3）閥體閥蓋

因閥座和球體作為一個(gè)整體在閥門內(nèi)腔左右平行的移動，故而需要較高的加工精度。閥座函與閥體一次裝夾，可保證其同軸度。閥體和閥蓋間的配合止口應(yīng)小間隙配合，確保閥體和閥蓋的閥座函具有較高同軸度，從而保證閥座球體在閥腔內(nèi)平滑移動。

（4）銷軸

銷軸所起的作用除了減少與閥座的接觸面積，防止介質(zhì)堆積外，還有一個(gè)重要作用為受力限位止動，故銷軸平面的平面度很重要。所有銷軸應(yīng)保持同樣高度，在介質(zhì)壓力作用下，球體和閥座整體移動，應(yīng)平整的落在銷軸上，否則閥座偏轉(zhuǎn)，在壓力作用下會導(dǎo)致閥座歪斜，卡塞在內(nèi)部無法有效回彈。為防止在高溫下銷軸膨脹松動，可對銷軸和支撐環(huán)的結(jié)合處進(jìn)行點(diǎn)焊。組合后的支撐環(huán)和銷軸，為保證有相同高度，可進(jìn)行二次精加工，確保有相同高度。

（5）石墨圈

石墨圈原則上要求致密度大且具有一定的彈性。在較小的碟簧推力下能有效的對閥座和閥體進(jìn)行可靠密封。且在較長的時(shí)間內(nèi)，不會因?yàn)槭芰嚎s而軸向變短，導(dǎo)致碟簧有效壓縮量變小，推力下降導(dǎo)致球體向下滑落影響閥門密封。

（6）支撐環(huán)

支撐環(huán)開有大圓弧過渡工藝鏟刀，在閥門啟閉運(yùn)動及介質(zhì)壓力下球體閥座左右移動中，利用結(jié)構(gòu)特性及介質(zhì)流動，將堆積的物料進(jìn)行松動，清除，達(dá)到自清潔目的。為防止支撐環(huán)移動及進(jìn)入固體物料，應(yīng)采用與閥體過盈配合或點(diǎn)焊方式。固定的同時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮可拆裝的維護(hù)性。

05化工高粘度專用球閥故障解決辦法 結(jié)語

反向壓力、開關(guān)不頻繁的雙向密封場合。實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，在不同的工段應(yīng)采用不同的結(jié)構(gòu)，不存在一個(gè)結(jié)構(gòu)適用于所有工況，也不存在同一個(gè)閥門適用于所有位置，故而應(yīng)針對不同的工況和位置進(jìn)行設(shè)計(jì)和選型，從而以最小經(jīng)濟(jì)投入確?；ぱb置持續(xù)可靠穩(wěn)定運(yùn)行。

金屬硬密封球閥應(yīng)用于煤粉、煤渣、渣槳等固體顆粒介質(zhì)時(shí)，易出現(xiàn)內(nèi)漏、卡、開關(guān)不到位等故障。通過優(yōu)化球閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使球閥具有壽命長，而高溫、而磨損、而沖刷等特點(diǎn)，廣泛用于高溫、高壓、易結(jié)晶、沉淀性介質(zhì)工況。