閥門泄漏造成的影響和解決對策

解決對策

    優化設計選型

    能否將閥門泄漏的程度降到低、使用壽命達到長，取決于閥門設計選型是否合理、密封形式的選用、閥門的產品質量、安裝施工及生產操作是否合乎規范等，而且很大程度上是取決于閥門設計選型的優化。

    閥門設計選型的優化，牽涉到閥門形式的選擇、閥門本身的設計及制造、閥門材料的選用等多方面的問題。選擇閥門形式時，要從工藝條件的要求和設計規范的要求等角度進行全面優化考慮。閥門的用途、介質的溫度、壓力、流速、壓降以及介質的腐蝕性等，都直接影響到閥門的選型，還要根據介質的溫度和腐蝕性，選擇制造閥門所使用的材料。根據施工和實際操作經驗，閥門的選用除了滿足有關工藝要求、設計規范外，還應充分考慮各種具體情況，使其盡可能與操作條件相匹配，大限度地滿足使用要求。

    對于液體、氣體或兩相流體，使用閘閥或截止閥與使用球閥相比，其效果會有明顯的不同。球閥的氣密性優于閘閥和截止閥，開啟和關閉的速度也要迅速得多，但使用溫度范圍卻大大小于閘閥和截止閥。一般情況下，大多數球閥都不能在高溫下使用。而閘閥和截止閥在高溫情況下的性能比較穩定。球閥的壓力損失比閘閥和截止閥要小，相比之下截止閥的壓力損失比閘閥的壓力損失要大一些，這是由閥門內在的構造形式所決定的。對于不同的物料流速及調節流量的效果，使用不同類型的閥門其效果也會大不一樣。高速流的情況下一般不宜使用截止閥，因為在高速流的情況下截止閥的壓力損失大，但截止閥對流量的調節作用卻比閘閥和球閥要好得多。在選擇閥門類型時，還要根據介質的溫度和腐蝕性考慮制造閥門所使用的材料。閥門所使用的材料必須滿足閥門工作點的工藝條件的要求。根據工作點的工藝要求，合理地選用閥芯和閥體的材料，可以延長閥門的使用壽命而不必大幅度增加費用。單純地追求高等級的材質只會造成材料的無謂浪費。

    填料函泄漏對策

    由于閥門填料函密封的泄漏，以及閥體連接部位密封的泄漏，是造成閥門外漏的關鍵所在，所以需要特別重視。

    傳統的軟質填料密封，是靠填料壓蓋的軸向壓力，使之在閥桿與填料以及填料與填料箱側壁之間，產生一定的徑向接觸應力而達到密封的。因此，壓蓋的軸向力必須相當大，這就造成填料與閥桿之間摩擦轉矩增大、磨損增加、軟質密封填料磨損快，因而須經常擰緊壓蓋螺栓或更換填料，才能保證較好的密封效果。

    采用合適的填料密封及填料密封組合，可提高閥門使用的可靠性，延長使用壽命。如柔性石墨環填料的組合使用，比只用柔性石墨環填料的密封效果好。目前在國內采用單一柔性石墨環填料的情況比較多；而在國外，采用柔性石墨環填料組合的使用方法已開始流行，并且取得了良好的效果。

    消除閥體連接部位的泄漏

    閥體連接部位密封，就其密封性質而言屬于靜密封，其應滿足下列要求：

   （1）能適應溫度和壓力的急劇變化；

   （2）多次拆卸而不損壞密封元件；

   （3）結構簡單、緊湊，金屬消耗量少；

   （4）對振動和沖擊載荷不敏感；

   （5）能滿足各種工作介質的使用要求。

    閥體的連接部位，通常采用樺槽式或凹凸式平墊片密封，近年來，“O”形密封圈密封，也獲得了廣泛的應用。

    禪槽式平墊片密封，是將平墊片安裝在封閉槽中，這種結構在密封面上，可產生很高的密封比壓，通常遠遠超過墊片材料的屈服極限，從而保證了可靠的密封性。其適用于壓力大于等于4.OMPa的中高壓閥門。這種密封結構的缺點是：當拆卸閥門時，墊片難于從密封槽中取出，如果硬性取出，往往會將墊片損壞。

凹凸式平墊片密封，是將平墊片安裝在凹凸面法蘭的密封面上，與樟槽式平墊片密封結構相比，具有以下優點：

   （1）拆卸閥門時，墊片容易取出；（2）由于密封槽呈階梯狀，因此加工工藝性能較好。

    平墊片的材料，根據工藝參數和流體性質，可選用鋁、紫銅、1Cr18Ni9Ti和橡膠石棉板等。氟塑料也是常用的墊片密封材料，但由于其具有冷流性，如果密封結構設計不當，將導致不良后果。

    “O”形密封圈，其結構簡單，制造方便，只要密封結構設計合理，裝配后就能產生足夠的徑向擠壓變形，可不必軸向加載即可達到密封，因此，將其用作法蘭連接密封，可以減小法蘭的結構尺寸，從而減輕閥門的重量。

    對于低壓小通徑閥門，為減小閥體結構尺寸和重量，閥體一般采用內螺紋連接，而連接處的密封元件也可采用平墊片或“O”形密封圈。

    閥桿泄漏對策

    閥桿是閥門中重要的受力零部件，閥桿材料必須具有足夠的強度和韌性，能耐介質、大氣及填料的腐蝕，耐擦傷，工藝性能好。為了提高閥桿表面耐腐蝕、耐磨損的性能，一般應對其表面進行強化處理。目前，制造閥桿的材料，國內大部分使用馬氏體不銹鋼，但這種不銹鋼耐縫隙腐蝕能力較弱，這是由于酸性物質的作用，使閥桿表面的鈍化膜破壞而產生的局部腐蝕，因此采用奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼，可以增強閥桿耐縫隙腐蝕的能力，從而使閥桿處的泄漏得到有效的控制。

    在石化工業生產中閥門的泄漏是不容忽視的問題，它對生產的經濟性、安全性以及對環境都會帶來重大的影響。消除閥門泄漏的關鍵在于優化閥門結構的設計，根據不同的工藝條件合理選擇閥門的材料，提高閥門在生產過程中的質量控制水平，以及根據工藝操作系統優化閥門的選型。隨著科學技術的進步，特別是新材料的出現，一些新結構的閥門已投入使用，它們性能好、壽命長，可滿足生產發展的需要。