數控加工球閥密封原理分析抱死故障的（de）判斷排除

通常，球閥由靜止部分(閥（fá）體)和關閉部分(球體)組成。關閉部分(球體)繞閥體中心線旋轉90度，以開啟和關閉閥門。球閥可（kě）分為固定軸式和浮動軸式。今天主要討論固定（dìng）軸式球閥（fá）的結構和密封原理（lǐ）。

一、球閥密封原理（lǐ）分析球閥對氣體介質的密封是通過球體（tǐ）與閥座密封圈緊密結合形成的軟密封來實現的。閥座（zuò）的密封原理隨（suí）閥座結構的（de）不同而不同，分為雙活塞效應(DPE)和順流（liú）自泄(SR)兩種。

下遊自排放設計球閥主要（yào）用於液體管道，因此本文主要分析在氣體管道中廣泛使用的雙活（huó）塞效應(DPE)設計（jì）球閥。>>>>

雙活塞效應(DPE)閥座結（jié）構及密封原理分析

在下麵的雙活塞效應(DPE)密封（fēng）結構示意圖中，各力描述如下:

FF ——閥座的彈簧力f△A——幹線/閥腔的壓力作用在閥座上。

fr-閥座上的合力A-合（hé）力作用麵（miàn）積

球閥的兩個閥座均采用雙（shuāng）活塞效應（yīng）閥座結構設計，即雙活塞效應(DPE)結構設計，可以保證球閥的兩個閥座同時達到良好的密封。對於帶平（píng）衡孔的Grove B-5球閥，雙活塞效（xiào）應（yīng）密封結構是必要的標準設計模式。鑒於（yú）雙活塞效應結構良好的密封性能，近年來，許多閥門製造商開始（shǐ）廣泛采用類似雙密封的（de）球閥設計結構。在實際生產中，由於DPE球閥維護不（bú）當或部分DPE球閥設計規格或密封圈材料選擇不當，這些DPE的優良密封設計成為球閥抱死的主要原因之一。二、球（qiú）閥鎖定故障的判斷和排除（chú）

判斷和（hé）排除球閥（fá）抱死故障流程圖

球閥鎖死故障的主要原因及判斷（duàn）方法

第一步:首先（xiān）打開傳（chuán）動（dòng）齒輪箱，判斷閥門是否因傳動齒輪箱嚴（yán）重腐蝕、軸承損壞或異物堵（dǔ）塞而無法正常工作。如果沒（méi）有，請（qǐng）繼續以下步驟。

步驟2:在球閥上進行排汙操作。如果（guǒ）閥腔內有氣壓，可以初（chū）步判斷鎖死原因是密封（fēng）座堵塞（sāi）。正常密封座應有0.003英（yīng）寸的橫向移動（dòng）空間。如果注入的密封脂變硬（yìng），汙垢和雜質（zhì）卡在閥座的縫隙中，或者密封座的彈簧工作不正常，密封座就（jiù）會被堵塞，球閥就會被鎖死。

第三步（bù）:排（pái）空球閥。如果腔內沒有氣壓，則判斷閥腔與（yǔ）幹線的壓差過大（dà）導致球閥鎖死。當閥腔與（yǔ）主管道壓差過大時，密封座壓（yā）住球麵（miàn），操作扭矩過大，球閥被鎖死，不能正常工作。

球閥鎖死故障（zhàng）的排（pái）除

根據球（qiú）閥的密封（fēng）原理、故障原因分析和球閥卡死的成功（gōng）排除經驗，現將卡死（sǐ）的排除方法總結如下:

(1)傳（chuán）動（dòng）齒輪箱故（gù）障:作為預防性維護（hù），每年必須定期打開齒輪（lún）箱，檢查齒輪箱內的潤滑、防鏽和（hé）零件。齒輪箱內的汙水和（hé）異物應清理幹淨，並更換新鮮黃油。如（rú）果軸承和其他部（bù）件損壞，應及時更換齒輪箱，以確保傳動機構的良好工作狀態和閥（fá）門（mén）的平穩運行（háng）。

(2)密封座（zuò）堵塞故障:首先注入清洗液進行浸泡(浸泡時間可（kě）根據閥門注脂情況確定)，然後通過排（pái）汙將汙（wū）垢和雜質排出（chū），消除密（mì）封座堵塞；如果反（fǎn）複清洗排汙後閥門仍不能正常（cháng）工作，則（zé）可判斷為密封（fēng）座彈簧等零件異常，必（bì）須拆卸閥（fá）門進行維（wéi）修。

(3)閥腔與主管道壓差過大:一般先注入清洗液浸泡後排放汙水，將（jiāng）密封麵原有的密封脂清洗（xǐ）幹淨。如果閥門本身有一定量的內漏，可以實現閥腔與主管線之間（jiān）的（de）壓力平衡；如果故障（zhàng）仍然存在，可考慮製作如圖3.1所示的排汙噴嘴注氣裝置，並將其連接到球（qiú）閥排（pái）汙噴嘴上，以平衡閥（fá）腔和幹線之間（jiān）的（de）壓差，從（cóng）而消除抱死故障。這種平（píng）壓裝置結構簡單，製造容易，效（xiào）果明顯。它成功地（dì）解決了我公司許多其它閥門的鎖死故障，如大（dà）港站某廠的（de）12 ″球閥。如圖3.1所示，機械接頭（tóu）的一端是快速接頭，另一端是與排汙噴嘴接口規格相匹配的螺紋。建（jiàn）議（yì）工程師根據常用閥門的排汙口接口（kǒu）規格，製作一套機械接頭隨時備用。

圖3.1排汙（wū）口注氣裝置示（shì）意圖

野蠻操作的（de）危害性

對不（bú）能正（zhèng）常運行的閥門的野蠻操作會導致:

(1)閥門傳動齒輪箱受力過大，導致箱體破裂或箱內齒輪變形（xíng）損壞；

(2)密封球麵嚴重劃傷，造（zào）成閥門嚴重內漏，甚至報廢；

(3)助推（tuī）杆斷裂或多人同時操作造（zào）成操（cāo）作者人身傷害。

為了避免（miǎn）設備（bèi）損壞、人身傷（shāng）害和經濟損失，當球閥不能正常操作時，禁止（zhǐ）使用（yòng）升壓（yā）杆或多人操作等野蠻方式操作！仔（zǎi）細分（fèn）析故障原因後，妥善處理並（bìng）排除（chú）故障。

三。結束語

為（wéi）了防止閥（fá）門鎖（suǒ）死失效，提高天然氣管道中球閥使用的可靠性，延長閥門的使（shǐ）用壽命，特（tè）提出以下建議和預防（fáng）性維護措施:

1.改進排汙口的安裝方法:普通球閥（fá）的排汙口直接安裝在閥體接口上。由於閥門可能存在內漏，當排汙噴（pēn）嘴出（chū）現故障或需要向閥腔內注氣進行平壓時，必須拆卸維修。泄漏到閥腔內的高壓介質可能會給維修人員帶來危險（xiǎn）。因此（cǐ），建議在幹線球閥排汙口的安（ān）裝中推廣兩組閥組的設（shè）計。兩個控製閥應安裝在排汙噴嘴前與閥體連接，排汙噴嘴應安裝在控製閥後，以提高相（xiàng）關維護（hù）和檢修操（cāo）作的方便性和安全性。此（cǐ）外，兩個閥組的排汙噴嘴的安裝方式也可以實現大口徑排放，從（cóng）而降低排汙噴嘴（zuǐ）逐漸開啟時的冰堵風險。如下圖4.1所示。

圖4.1幹線球閥兩組閥組排汙口安（ān）裝示意圖

2.預防性維護:根據閥門的維護和運（yùn）行狀況，及時注（zhù）入適量的（de）新鮮潤滑脂，防止潤滑脂或密封脂硬（yìng）化堵塞；定期打開/關閉（bì）閥門幾次。對於因生產等原（yuán）因無法開啟/關閉的閥門，至（zhì）少要定期活動10至15度。重複（fù）活動幾次，可以起到（dào）和開/關閥門幾乎一樣的效果，可以有效防止（zhǐ）傳動機構生鏽和閥門鎖死失效。

3.定期（qī）打（dǎ）開傳動（dòng）齒輪箱（xiāng），檢（jiǎn）查箱內傳動機構的潤滑、防鏽和零件（jiàn），清理箱內汙水和異物，更（gèng）換新鮮黃油。如果軸承（chéng）等零件損壞，必須及時更換，以降低傳動機構的故障率。

3.做好放空記錄，以便分析輸氣管道（dào）中的天（tiān）然氣質量，確定放空（kōng）周期（qī）。