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阀门常识

对夹式软密封蝶阀内漏原因及解决方法

2020-07-29

对夹式软密封蝶阀概述

对夹式软密封蝶阀具有占用空间小,开关速度迅速,不易堵塞,成本较低,适用范围广等优点,其缺点是密封性能较差,主要是阀板通过挤压阀座密封面实现启闭,频繁启闭时间长引起磨损严重,尤其软密封橡胶部分易老化失去弹性产生变形。上海陆贡阀业有限企业根据“对夹式软密封蝶阀”存在的问题设立课题。本文主要从两个方面对低压管道水系统的对夹式软密封蝶阀的内漏原因展开分析,一是蝶阀安装时与法兰同心度偏差,阀座橡胶软密封面与法兰密封面接触位置因受力挤压不均匀而产生塑性变形,二是应考虑阀门和配套法兰在设计选型方面的匹配因素,从而降低阀门产生内漏的风险。

对夹式软密封蝶阀内漏案例及原因分析对夹式软密封蝶阀内漏图片

①对夹式软密封蝶阀的内漏案例概述

某电站低压水系统加压后通过管径为DN350主干管传送到各厂房室内外消防用水。在主干管上厂房与厂房之间布置有D371X-16的对夹式软密封蝶阀,用于各厂房间的消防系统隔离。前期设计考虑到消防系统的重要性,在阀门设计时,按GB/T9115-2010对焊钢制管法兰配套选型,阀门进场后,按照GB50235-2010工业金属管道施工规范中阀门检验部分,全部进行了壳体水压试验和密封试验,检验合格。在安装及调试工作完成系统投运9个月后,多处隔离边界阀门出现关闭不严状况,表现为蜗轮启闭时较为吃力,阀门行程显示已关闭到位,但阀后管道内流水声明显,开启疏水发现水流源源不断,确定阀门存在内漏。

②对夹式软密封蝶阀内漏原因分析对夹式软密封蝶阀结合图片

对替换下来的阀门进行解体检查,发现导致对夹式软密封蝶阀内漏原因是阀板无法关闭到设计位置(见图1),主要表现为阀门蜗轮机构已关闭到限位位置(见图2),单阀板仍未达到中线全关状态(见图3),初步判断为橡胶密封圈变形,造成阀板与橡胶密封圈卡死。检修人员用加热法对阀门橡胶密封圈进行浸泡,并拆除蜗轮限位装置等,采取的措施均无法将阀门关闭到位,初步认为对夹式软密封蝶阀内漏原因可能是阀座橡胶密封圈产生塑性变形导致阀门关闭不严,从而造成阀门内漏。

通过测量阀体和配套法兰外圈对称距离,检查阀门和法兰同心度符合要求。用力矩扳手复查连接螺栓紧固力矩,八条螺栓力矩值受力均匀,排出螺栓紧固受力不均匀因素。

因管道系统已投运,管道没有开口位置,无法在线直观阀门与法兰内部结合情况。检修人员在车间模拟蝶阀与凸面堆焊钢制管法兰结合状态(见图4)时发现,法兰结合面未能与蝶阀橡胶密封圈翻边均匀结合,存在7~8mm的错边现象,经测量阀门软密封面宽度约10~12mm,实际与法兰接触面部分只有5mm。该原因使法兰螺栓紧固后导致与阀板结合的密封橡胶套受挤压变形,密封圈长时间变形和老化从而产生形变,导致阀板与橡胶密封面卡死无法关闭到位。通过分析认为,导致橡胶密封圈变形的主要原因应该是相连接的凸面对焊钢制管法兰的问题。

对夹式软密封蝶阀得到了解决方案

1、对夹式软密封蝶阀的安装工艺控制措施:

对夹式软密封蝶阀安装前:按照GB/T50235-2010施工规范要求,对阀门进行壳体试验(zui大允许工作压力的1.5倍)和密封试验(zui大允许工作压力的1.1倍),试压介质使用氯离子含量低于25ppm的除盐水,试压结果满足质量规范要求。

法兰与管道采用预制方式:法兰与管道间预留2~3mm间隙作为焊缝收缩控制,用水平尺检查上下左右四个中心点,调平调直法兰面,允许偏差不超过2mm,并通过分段点焊措施预防焊接变形。法兰与管道焊接时,将相邻一组两片法兰用紧固件临时固定,防止焊接产生变形导致法兰错位,焊接完成冷却后才能拆除临时固定紧固件,确保同组法兰同心度满足规范要求。对夹式软密封蝶阀专业法兰图片

阀门安装:考虑到对夹式软密封蝶阀用橡胶作为密封面有一定的弹性,安装时先从固定端开始顺向安装,将所积累的偏差过渡到同方向管道的末端调整,重点注意阀门与法兰之间同心度调整,还应自然连接,不得强力对接或受外加重力。紧固件安装时应确保螺栓自由穿入,紧固分初紧和终紧两步进行,紧固顺序由中心向外扩散,初紧力矩可选用zui终力矩的30%~50%,终紧时力矩必须达到设计文件要求。

2、对夹式软密封蝶阀配套法兰选型

①专用法兰和普通法兰区别

对夹式软密封蝶阀专用法兰没有法兰标准号,是在国标法兰基础上进行加工制作而成,属于行业制造加工的非标准件,没有相关标准依据。专用法兰和国标法兰的主要区别就是专用法兰有两个内径,国标法兰一般只有一个通径,专用法兰除了小内径与国标法兰不同外,其他外形尺寸均相同,蝶阀专用法兰适用压力较低,与板式平焊法兰适用范围相同,不适用于高压。专用法兰的小内经需要根据对夹式软密封蝶阀的通流直径来定,因GB/T12238-2008规范中只规定了阀座流道的zui小尺寸范围,因此每批蝶阀的密封圈内径有一定范围的允许偏差,图5、图6为普通法兰和专用法兰的区别,表1是根据专用法兰实际测量的尺寸。事实上蝶阀规格越小,密封面与法兰接触面偏差也就越小,偏差值基本可以忽略,所以表1举例说明了DN300以上的三种规格专用法兰。

②对夹式软密封蝶阀专用法兰改进优点

对夹式软密封蝶阀有一个稍大于蝶阀通径的密封面,如果用普通的平焊法兰与软密封蝶阀连接,法兰与蝶阀的密封面接触尺寸较小,会影响到密封效果,造成泄漏。所以对夹式软密封蝶阀专用法兰通过增加与蝶阀密封面接触尺寸来达到加强密封的效果。专用法兰的小内经和蝶阀的通径尺寸相近,用于保证蝶阀密封效果,同时法兰的小内经不能过小,必须保证对应的蝶阀阀板在管内能够完全打开。

对夹式软密封蝶阀的实践

按照以上解决方案,电站重新采购安装了一套对夹式软密封蝶阀并配套专用法兰,阀门带压在线做边界隔离试验,试验期间每个月操作3至5次,阀门经过6个月的隔离边界试验,试验蝶阀无内漏现象,试验结果也得到各方一致认可。

事实证明,由于配套蝶阀专用法兰没有相关标准依据,在配套选型阶段设计人员还应多方面了解,适当考虑选配已通过实践证明合格的产品。对一些密封要求较高的系统,建议选用法兰式或硬密封形式的蝶阀,若选用对夹式软密封蝶阀,为防止橡胶变形、老化影响其密封效果,建议采用对夹式软密封蝶阀专用法兰。

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