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船用球閥密封座損壞過程及現象

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船用球閥密封座損壞過程及現象

發布日期:2019-08-15 作者: 點擊:

    對高溫船用球閥在進行高溫高壓(6.0MPa飽和蒸汽)的試驗過程中,發現了密封座發生損壞,損壞的密封座如圖2所示。通過仔細觀察,發現損壞的均為介質進口端的密封座,且損壞的都是同一部位,而出口端的密封座完好無損。為了確定密封座損壞是發生在球閥開啟過程中還是關閉過程中,特對球閥進行了分段試驗.首先在球閥關閉狀態下,通入6.0MPa飽和蒸汽,預熱l0分鍾後,開啟球閥,然後檢查密封座是否損壞;接著在球閥開啟狀態下,通入6.0MPa飽和蒸汽,預熱l0分鍾後,關閉球閥,然後檢查密封座是否損壞,結果兩次試驗均發生進口端密封座損壞現象。由於浮動球結構的球閥密封原理是在介質壓力的作用下,球體產生的位移緊壓在出口端的密封座上,從而保證出口端密封,因此進口端密封座的損壞,並不影響球閥的密封性能,具有隱蔽性。當球閥進行多次啟閉動作後,進口端密封座損壞處還會發生部分剪切脫落現象。

密封座損壞原因分析

   基於密封座損壞部位的一致性,且開啟和關閉過程中均會發生進口端密封座同一部位的損壞,因此對球閥的啟閉過程進行了細致的分析。

船用球閥.jpg




   當球閥處於關閉狀態時,球體在介質壓力的作用下,產生的位移緊壓在出口端的密封座上,由出口端的密封座保證球閥的密封。而進口端密封座因球體的後移,其底麵的密封比壓減小,壓力介質進入到密封座底麵,在介質壓力的作用下,其密封麵與球體全部接觸,此時密封座不會受到損壞;當球閥進行開啟操作時(見圖3b),進口端A腔與球閥中部的B腔將形成一個流道,產生一個壓力差△P,當流道處球體與閥座脫離接觸時,這一部分的閥座將失去支承,在介質壓力的作用下產生了彎曲變形。當繼續轉動球體時,密封座彎曲部分將被通道邊緣所壓壞而喪失其密封性能。

 

船用球閥關閉過程中的情況也大致相同。當球閥處於開啟狀態時,由於球閥裝配預緊力的作用和非金屬密封座的熱膨脹(非金屬的膨脹係數比金屬的膨脹係數大很多),使得通道中的介質無法進入到球閥的B腔,因此通道與球閥中部的B腔存在一個壓力差△P,但此時密封座的密封麵與球體全部接觸,密封座不會發生變形;當球閥進行關閉操作時(見圖4b),球體通道與B腔有一個壓力平衡的過程,即介質由通道進入B腔,當流道處球體與閥座脫離接觸時,這一部分的閥座失去支承,在介質壓力的作用下產生了彎曲變形。這種變形既可以發生在圖示的左上角,也可能發生在右下角,進口端的密封座總是被損壞,那是因為當繼續關閉球閥至圖4c位置時,A腔與B腔之間,B腔與C腔之間又將產生一個壓力差△P,A腔與B腔間的壓力差△P使進口端閥座的彎曲變形更加嚴重,而B腔和C腔間的壓力差將使出口端密封座的變形得到修正,當繼續轉動球體時,進口端密封座的彎曲變形部分將被球體通道邊緣所壓壞,而出口端密封座不會受到損傷。


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