硬密封球閥故障分析及解決方法

硬密封球閥在企業(yè)工業(yè)應(yīng)用也比較多，在遇到一些硬密封球閥故障時(shí)，我們要去判斷出是哪個(gè)原因出現(xiàn)的故障，這樣才好針對(duì)問題去處理。
從產(chǎn)品的使用角度來分類，硬密封球閥故障大致可以分為以下兩類：非技術(shù)類故障以及技術(shù)類故障。

一、非技術(shù)類故障

1. 閥門選型的錯(cuò)誤
   由于對(duì)產(chǎn)品使用工況缺乏了解，或者處于成本的考慮，選擇的閥門不能滿足工況下工作溫度、工作壓力、介質(zhì)腐蝕性等的要求，導(dǎo)致閥門一旦投入使用，就迅速出現(xiàn)故障。
解決方案在選型時(shí)，買方應(yīng)將此類參數(shù)告知賣方，一定要把產(chǎn)品的使用可靠性放在*位，因?yàn)槌杀驹蜻x擇過于低端的產(chǎn)品，產(chǎn)生故障造成損害，反而得不償失。

2.球座密封面噴涂硬質(zhì)合金面選材錯(cuò)誤
    硬密封球閥的性能關(guān)鍵在于鋼球、閥座的表面硬化處理。為了保證金屬對(duì)金屬的密封，硬密封球座之間密封比壓力遠(yuǎn)大于普通球閥，這使金屬材料間容易出現(xiàn)咬合或者拉傷，這兩種情況都會(huì)直接導(dǎo)致球閥無法正常使用。目前應(yīng)用zui廣泛，效果的球座表面硬化方法是噴涂硬質(zhì)合金技術(shù)（主要是鎳基合金和鉻基合金），硬密封球閥的鋼球和閥座噴涂層很大程度上決定了球座密封面的使用性能和壽命，因此在實(shí)際復(fù)雜的工況中，要根據(jù)實(shí)際情況選擇硬質(zhì)合金層。

解決方案：需要其硬度，高硬度合金層耐磨損，耐沖蝕性能較強(qiáng)，常用于存在細(xì)小，堅(jiān)硬的固體顆粒介質(zhì)工況（如煤化工、多晶硅行業(yè)）；如果需要耐腐蝕性能，有些強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)下，耐腐蝕合金層可以有效保護(hù)球座內(nèi)部基材，從而延長壽命，常用于強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)工況（如石化、造紙行業(yè)）。硬密封球閥材料選型中，其球座密封面噴涂硬質(zhì)合金層的材料是重中之重，一定不能選擇與工況、使用介質(zhì)條件不匹配的硬質(zhì)合金。

3.閥門一些內(nèi)件選材與工況溫度不符
硬密封球閥中，有一些內(nèi)件的選材是與其使用工況溫度或介質(zhì)溫度密切相關(guān)的，比如填料、密封墊圈、閥桿護(hù)套等等．選擇硬密封球閥一般有兩種原因，一是工況溫度較高，軟密封閥座無法承受，二是介質(zhì)磨蝕能力、沖蝕能力較強(qiáng)，軟密封閥座不夠堅(jiān)硬．可見硬密封球閥不等于高溫球閥，在某些工況中，它的使用溫度并不一定很高。
解決方案：當(dāng)介質(zhì)溫度低于200℃時(shí)，填料、密封墊圈（包括體蓋密封墊圈、下閥桿密封墊圈、中法蘭密封墊圈等），閥桿護(hù)套等都可以選擇用合成塑料。這種配置與軟密封球閥中相關(guān)配件的配置類似。
當(dāng)介質(zhì)溫度高于200℃時(shí)，填料需要選用石墨（石墨耐溫性能強(qiáng)，高溫下性能基本無變化），密封墊圈一般選用金屬絲包裹在石墨圈外圍（用石墨密封，金屬絲定型），閥桿護(hù)套也要換成金屬材料。也可以普雷沃閥門有限公司，會(huì)給您著身匹配非常合適且優(yōu)惠的方案。

4.附屬件的選型故障
    閥門的附屬件包括驅(qū)動(dòng)裝置、驅(qū)動(dòng)裝置配套裝置以及連接驅(qū)動(dòng)裝置的支架、聯(lián)接軸等配件。硬密封球閥的驅(qū)動(dòng)裝置按照其動(dòng)力來源可分為：杠桿手柄、鋼管手柄、渦輪執(zhí)行器、手輪離合減速器（用來切換手動(dòng)操作或自動(dòng)操作）、自動(dòng)執(zhí)行器（包括氣動(dòng)執(zhí)行器、電動(dòng)執(zhí)行器、電液動(dòng)執(zhí)行器等）。
對(duì)于杠桿手柄、鋼管手柄，齒輪機(jī)構(gòu)等依靠手動(dòng)操作的驅(qū)動(dòng)裝置，根據(jù)產(chǎn)品的工作扭力值計(jì)算力矩，然后選擇合適的長度或則規(guī)格即可，當(dāng)然材料的抗扭抗拉強(qiáng)度也是需要考慮的。

解決方案：對(duì)于硬密封球閥，要根據(jù)工況的不同選擇這個(gè)介質(zhì)系數(shù)，如果是顆粒、粉塵、泥漿介質(zhì)，這個(gè)系數(shù)就要取得盡量大些，一般在1.5～2這個(gè)范圍內(nèi)選擇。
除了執(zhí)行器本身的選型需要注意以外，其附屬配件也要根據(jù)實(shí)際情況選型，如相關(guān)電磁閥、減壓閥、閥位開關(guān)等等，如一個(gè)進(jìn)氣量很大的氣動(dòng)執(zhí)行器，卻配備一個(gè)氣流量很小的電磁閥，這樣氣動(dòng)執(zhí)行器進(jìn)氣會(huì)很慢，閥門關(guān)閉變慢，密封面受沖蝕的時(shí)間就越長，不利于閥門使用壽命。而且，自動(dòng)裝置的閥門的顯著優(yōu)勢就在于啟閉時(shí)間快，很多客戶要求在N秒內(nèi)完成啟閉動(dòng)作，這就對(duì)相關(guān)配件的合理配置提出了更高的要求等。

二、技術(shù)類故障
   之前提到的非技術(shù)類故障，來源于主觀原因，如果是足夠謹(jǐn)慎或者經(jīng)驗(yàn)足夠豐富，是*可以避免的，其故障產(chǎn)生原因與閥門內(nèi)部結(jié)構(gòu)并無關(guān)系。而技術(shù)類故障。顧名思義，它是由于目前硬密球閥的技術(shù)還不夠完善造成的，很多時(shí)候我們只能盡量去減小它所帶來的影響，而很難*消除。當(dāng)然，如果一個(gè)使用壽命為3個(gè)月的硬密封球閥，經(jīng)過故障排除或者預(yù)防，能夠?qū)勖娱L至半年，那即使故障不能*杜絕，也已經(jīng)可以被認(rèn)為是成功的。

1.密封面破壞引起的泄漏
從球閥的工作原理來看，球閥是啟閉件，其操作過程是鋼球在閥座上開啟或者關(guān)閉的過程，如果在開啟或者關(guān)閉的過程中造成密封面的破壞，那密封面處就可能泄露，造成閥門的內(nèi)漏，閥門即為失效。

2.閥座彈簧的合理選用
硬密封球閥與軟密封球閥的zui大區(qū)別在于，鋼球與閥座都是金屬材料，不同于軟密封鋼球是金屬，而閥座是非金屬。因此，密封機(jī)理也有所不同，軟密封球閥密封原理是：鋼球與閥座之間的密封力導(dǎo)致非金屬閥座發(fā)生形變，將閥座與鋼球之間凸凹不平的線接觸轉(zhuǎn)變成接觸，同時(shí)軟密封閥座被擠壓變形后，與鋼球表面進(jìn)一步契合，補(bǔ)償鋼球表面的凸凹不平處，如果鋼球與閥座的擠壓變形大一些或小一些，對(duì)密封性能影響不大；而硬密封球閥的密封原理是，鋼球與閥座之間的密封力很難使金屬閥座發(fā)生形變。

3.閥座壓環(huán)的調(diào)節(jié)作用
    彈簧的彈性與壓縮量是呈線性或者二次曲線函數(shù)關(guān)系的，且有效值范圍很短，所以僅僅在極細(xì)微小的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)閥門出現(xiàn)泄漏而且比壓力高出標(biāo)準(zhǔn)或者低于標(biāo)準(zhǔn)閥位較大時(shí)，需要通過安裝在閥座后面的閥座壓環(huán)厚度來調(diào)節(jié)。

4.工況原因造成的密封面泄漏
   事實(shí)上，對(duì)于硬密封球閥的作用，造成zui大的困擾不是技術(shù)上的問題，即使設(shè)計(jì)的足夠精密，在實(shí)際使用過程中，仍然會(huì)處一些問題，這種問題一般出現(xiàn)在煤化工行業(yè)，多晶硅行業(yè)，這些工況的共同特征是，介質(zhì)不是由單一的氣體或液體組成，其中有大量的固體顆粒，這些固體顆粒對(duì)鋼球和閥座的流道口造成強(qiáng)烈的沖刷，甚至穿過流道口進(jìn)入密封面，就能對(duì)密封面造成致命性的破壞。

5 扭力值過大
    經(jīng)統(tǒng)計(jì)，密封面泄漏在故障總量中占到20%，而扭力過大問題，在故障中至少占40%的幾率．硬密球閥由于其特殊的密封機(jī)理，扭力本來就比同規(guī)格軟密封球閥要大3－4倍，在泥濘，粉塵等吸附能力*的介質(zhì)工況下，固液混合物吸附在鋼球和閥座密封面的外部，造成鋼球啟閉時(shí)扭力極大，甚至出現(xiàn)“卡死“現(xiàn)象，如果強(qiáng)行啟閉，甚至造成閥桿扭壞。
目前并沒有找到完善的解決辦法．大多數(shù)情況都是拆卸維修，刮除泥漿。預(yù)防方面，可以從以下幾個(gè)方面著手：
①“雙刮刀”結(jié)構(gòu)，刮除泥漿，遠(yuǎn)離密封面。
②流道口形狀盡量做成流線型，棱角處更容易積聚泥沙。
③采用自動(dòng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，一是加快啟閉速度，減少泥漿沖蝕、黏附密封面時(shí)間。二是安全作用，因?yàn)轵?qū)動(dòng)器的扭力是有上限的，當(dāng)鋼球卡死，不至于強(qiáng)行扭壞閥桿或割傷密封面。

綜上所述，硬密封球閥生產(chǎn)精度要求高，工況惡劣，要想使硬密封球閥能夠少出故障，保持較長壽命，需要把握以下幾個(gè)方面：
①設(shè)計(jì)、選型要結(jié)合實(shí)際工況，選擇合適的材料，結(jié)構(gòu)。
②生產(chǎn)過程要嚴(yán)格把握精度，出廠做好每一步測試。
③使用過程中要嚴(yán)格按照產(chǎn)品生產(chǎn)說明書。
④常做檢查維護(hù)，如果出現(xiàn)問題及時(shí)維修或更換，以免出現(xiàn)安全事故。
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