頂裝式球閥密封結(jié)構(gòu)的改進(jìn)

1、<p>　　頂裝式球閥密封結(jié)構(gòu)的改進(jìn)</p><p>　　摘 要：投產(chǎn)初期，在現(xiàn)場進(jìn)行吹掃試壓過程中，多次對閥門開關(guān)后發(fā)現(xiàn)，閥門關(guān)閉后，對下游管線放空后，壓力無法泄放到0Mpa，多次測試分析，閥門存在內(nèi)漏、外漏現(xiàn)象。針對閥門內(nèi)、外泄漏現(xiàn)象提出了四種改造方案。將閥桿處lip seal（PTFE+鎳基彈簧）密封圈換成抗硫O型密封圈；在中腔部位多增加一道抗硫O型密封圈；將下游閥座部位lip seal密封圈改成

2、抗硫O型密封圈；閥球與閥座密封面進(jìn)行超級化學(xué)鍍ENP。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：閥門 密封 填料 </p><p><b>　　一、概述 </b></p><p>　　普光氣田集氣站閥門種類繁多，有閘閥、球閥、截止閥、止回閥、安全閥等十余種，其中頂裝式球閥使用較廣泛。自投產(chǎn)以來，普光球閥出現(xiàn)過外漏和內(nèi)漏問題。其中，外漏會(huì)導(dǎo)致H2S檢測儀報(bào)

3、警，內(nèi)漏會(huì)使得在進(jìn)行批處理時(shí)氣體通過閥門進(jìn)入收球筒區(qū)，在打開收球筒盲板時(shí)出現(xiàn)爆鳴現(xiàn)象。針對球閥在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的泄漏問題進(jìn)行了密封結(jié)構(gòu)改造。 </p><p>　　二、頂裝球閥常見問題分析 </p><p>　　1.在投產(chǎn)初期閥門內(nèi)漏分析 </p><p>　　投產(chǎn)初期，在現(xiàn)場進(jìn)行吹掃試壓過程中，多次對閥門開關(guān)后發(fā)現(xiàn)，閥門關(guān)閉后，對下游管線放空后，壓力無法泄放到0M

4、pa，多次測試分析，閥門存在內(nèi)漏現(xiàn)象。 </p><p>　　1.1閥門拆解后分析 </p><p>　　對存在內(nèi)漏的閥門進(jìn)行了解體，解體后在閥腔內(nèi)發(fā)現(xiàn)有金屬顆粒、硬物及充滿泥沙的粘稠液附在球體和閥座上，部分閥門球體和閥座上僅有微小劃痕，這些雜質(zhì)混在介質(zhì)中不可避免地進(jìn)入到唇式密封圈的密封區(qū)域，隨著長時(shí)間的高速氣流吹掃，造成唇式密封圈被刮傷，同時(shí)由于對零件的表面粗糙度要求很高（要求Ra0.2

5、），任何細(xì)小的劃痕都會(huì)導(dǎo)致密封泄漏。 </p><p>　　1.2頂裝球閥密封結(jié)構(gòu)失效原因分析 </p><p>　　吹掃試壓時(shí)，對閥門進(jìn)行開關(guān)操作，導(dǎo)致介質(zhì)進(jìn)入閥座密封處，導(dǎo)致閥座處的唇式密封圈密封失效。 </p><p>　　唇式密封要求較硬，要求的過流介質(zhì)較潔凈，閥門廠家在選擇使用在普光氣田的閥門密封形式錯(cuò)誤。 </p><p>　　2

6、.使用過程中出現(xiàn)問題分析 </p><p>　　隨著生產(chǎn)時(shí)間的延長，部分球閥出現(xiàn)了開關(guān)十分困難現(xiàn)象，經(jīng)過分析，判斷一是減速機(jī)構(gòu)處存在問題，二是閥門內(nèi)部密封及彈簧處存在問題。 </p><p>　　2.1判斷減速機(jī)構(gòu)存在問題所做工作 </p><p>　　打開部分球閥減速箱后，發(fā)現(xiàn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸承出現(xiàn)了斷裂情況，且傳動(dòng)機(jī)構(gòu)都存在積水現(xiàn)象，更換軸承后，球閥開關(guān)靈活。分析傳動(dòng)

7、機(jī)構(gòu)出現(xiàn)積水現(xiàn)象的主要原因?yàn)閴荷w密封性不好，雨水進(jìn)入到內(nèi)部，造成黃油變質(zhì)，最終導(dǎo)致軸承生銹，在多次的開關(guān)后產(chǎn)生斷裂。 </p><p>　　2.2閥門內(nèi)部密封及彈簧處存在問題所做工作 </p><p>　　在經(jīng)過檢查減速機(jī)構(gòu)無問題后，分析內(nèi)部球閥的結(jié)構(gòu)及閥門使用環(huán)境。分析得出：一是由于多次的批處理造成閥腔內(nèi)沉積有雜質(zhì)造成閥門開關(guān)困難，二是閥門本體密封結(jié)構(gòu)處設(shè)計(jì)不合理，在開關(guān)多次后使得閥門開

8、關(guān)困難。已經(jīng)將減速箱處密封膠改換為青稞紙，增加密封性。 </p><p>　　三、問題解決措施及改進(jìn)方法 </p><p>　　1. Lip seal性能（唇式密封） </p><p>　　1.1唇式密封是一種單向作用，截面形狀為U形。唇式密封圈密封面硬度為65邵氏D。 </p><p>　　1.2唇式密封圈配對材料的粗糙度要求較高，Ra0.

9、2才能密封。 </p><p>　　1.3 唇式密封圈較硬，抗顆粒介質(zhì)較差 </p><p>　　2.抗硫O型圈性能 </p><p>　　2.1 O型圈的硬度為90邵氏A（等于42邵氏D）， </p><p>　　2.2 O型圈對配對材料的粗糙度要求低，粗糙度Ra1.6就可以密封 </p><p>　　2.3 O型圈

10、軟，抗顆粒介質(zhì)強(qiáng)，即使有微小顆粒介質(zhì)嵌入也能被O型圈包容而密封。 </p><p>　　綜合分析抗硫O型圈性能應(yīng)用在普光氣田閥門密封時(shí)，密封性能強(qiáng)于唇式密封。遂采用抗硫O型圈代替原閥門唇式密封。 </p><p>　　3.中腔密封結(jié)構(gòu)改進(jìn) </p><p>　　在閥體中腔部位增加一道密封，當(dāng)lip seal失效時(shí)由于顆粒進(jìn)入失效時(shí)還有一道O型圈+一道石墨密封，可以大

11、大降低外漏風(fēng)險(xiǎn)。 </p><p><b>　　4.閥座部位改進(jìn) </b></p><p>　　改進(jìn)前上游閥座與下游閥座均為lip seal密封形式： </p><p>　　理想情況下：當(dāng)介質(zhì)從上游流向下游時(shí)：上游lip seal閥座密封，下游lip seal閥座第二道備用密封；當(dāng)介質(zhì)從下游反向流向上游時(shí)：下游lip seal閥座密封。 <

12、;/p><p>　　存在雜質(zhì)情況下：由于lip seal對密封面的要求高，要求粗糙度在Ra0.2條件下才能密封，如果有顆粒介質(zhì)進(jìn)入密封區(qū)域，容易造成lip seal失效。當(dāng)lip seal失效時(shí)閥門泄漏。 </p><p>　　改進(jìn)后上游閥座為lip seal密封形式，下游閥座為O型圈密封： </p><p>　　理想情況下：當(dāng)介質(zhì)從上游流向下游時(shí)，上游lip seal

13、閥座密封，下游O型圈第二道備用密封；當(dāng)介質(zhì)從下游反向流向上游時(shí)，下游O型圈密封。 </p><p>　　存在雜質(zhì)情況下：當(dāng)介質(zhì)從上游流向下游時(shí)，如果上游lip seal失效時(shí)，閥門還可以利用下游的O型圈密封；b） 當(dāng)介質(zhì)從下游流向上游是lip seal，下游O型圈密封，提高了密封的可靠性。 </p><p>　　5.閥桿填料部位改進(jìn) </p><p>　　使用抗硫O

14、型圈代替原閥門唇式密封。 </p><p>　　6.閥門內(nèi)腔過流表面防腐處理 </p><p>　　對閥體表面密封面進(jìn)行超級化學(xué)鍍ENP ，提高閥門耐腐蝕性，延長使用壽命。 </p><p>　　四、改進(jìn)后閥門應(yīng)用情況及效果 </p><p>　　五、臺改造后的閥門在普光集氣站得以應(yīng)用，在使用過程中均未觀察到明顯內(nèi)漏，極大的提高了現(xiàn)場使用的安

15、全性。 </p><p>　　綜合分析，針對頂裝式球閥的閥桿、閥蓋及閥腔密封的內(nèi)、外泄漏現(xiàn)象做出的四種改造方案，經(jīng)過專家論證及現(xiàn)場實(shí)際使用情況，效果良好。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 陸培文等編.閥門選用手冊.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2001 </p><p>　　[2]