阀门常见故障及维护课件.ppt
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1、阀门常见故障及维护2021/3/82021/3/81 1阀门常见故障及维护-课件内容一、阀门的概述一、阀门的概述二、故障类型及防治方法二、故障类型及防治方法三、阀门带压堵漏的处理方法三、阀门带压堵漏的处理方法四、阀门的保管、安装及操作四、阀门的保管、安装及操作五、阀门的维护和修理五、阀门的维护和修理六、作业六、作业2021/3/82021/3/82 2一、阀门概述一、阀门概述(一一)阀门定义阀门定义 阀门是流体管路的控制装置,其基本功能是接通或切断管路介质的流通,改变介质的流通,改变介质的流动方向,调节介质的压力和流量,保护管路的设备的正常运行。-杨源泉编著阀门设计手册 阀门是截断、接通流体通
2、路或改变流向、流量及压力值的装置。-美J.L.莱昂斯 编著阀门技术手册2021/3/82021/3/83 3一、阀门概述一、阀门概述(二二)通用阀门种类举例通用阀门种类举例)闸阀)闸阀2021/3/82021/3/84 4一、阀门概述一、阀门概述(二二)通用阀门种类举例通用阀门种类举例)截止阀)截止阀2021/3/82021/3/85 5一、阀门概述一、阀门概述(二二)通用阀门种类举例通用阀门种类举例3)止回阀)止回阀2021/3/82021/3/86 6 4)蝶阀蝶阀 2021/3/82021/3/87 75)安全阀安全阀2021/3/82021/3/88 86)球阀球阀2021/3/820
3、21/3/89 97)调节阀调节阀2021/3/82021/3/810108)疏水阀疏水阀2021/3/82021/3/81111)隔膜阀)隔膜阀2021/3/82021/3/81212)真空阀)真空阀2021/3/82021/3/81313二、故障类型及防治方法故障类型及防治方法常见故障类型常见故障类型常见故障类型常见故障类型阀门泄漏阀门泄漏1.1.阀门外漏,主要有承压件(主要为阀体和阀盖)泄漏,阀杆阀门外漏,主要有承压件(主要为阀体和阀盖)泄漏,阀杆泄漏,填料函泄漏,阀体与阀盖的连接部位泄漏等;泄漏,填料函泄漏,阀体与阀盖的连接部位泄漏等;2.2.阀门内漏,主要有关闭件泄漏,可分三类;一类
4、是密封面泄阀门内漏,主要有关闭件泄漏,可分三类;一类是密封面泄漏;一类是密封件根部泄漏;另一类关闭件穿透性泄漏。漏;一类是密封件根部泄漏;另一类关闭件穿透性泄漏。阀门启闭失灵或卡阻;阀门启闭失灵或卡阻;其它其它1.1.阀体开裂;阀体开裂;2.2.手轮损坏;手轮损坏;3.3.填料压盖断裂;填料压盖断裂;4.4.阀杆与闸板连阀杆与闸板连接失灵;接失灵;5.5.双闸板阀门的闸板不能压紧密封面;双闸板阀门的闸板不能压紧密封面;6.6.驱动装置驱动装置损坏等损坏等.2021/3/82021/3/81414二、故障类型及防治方法故障类型及防治方法故障类型及其产生的原因故障类型及其产生的原因故障类型及其产生
5、的原因故障类型及其产生的原因(一)、阀门泄漏(一)、阀门泄漏 阀门泄漏分为两种,即外部泄漏和内部泄漏。在阀门泄漏分为两种,即外部泄漏和内部泄漏。在大多数情况下,外部泄漏所造成的后果,往往比内部大多数情况下,外部泄漏所造成的后果,往往比内部泄漏更加严重。在工业生产中,阀门的外漏不但造成泄漏更加严重。在工业生产中,阀门的外漏不但造成原材料及能源的浪费,还会直接污染环境,甚至引起原材料及能源的浪费,还会直接污染环境,甚至引起火灾、爆炸、中毒等危害生命安全的重大事故,给国火灾、爆炸、中毒等危害生命安全的重大事故,给国民经济造成严重损失。民经济造成严重损失。2021/3/82021/3/81515二、故
6、障类型及防治方法故障类型及防治方法1.1.阀门外漏的原因分析阀门外漏的原因分析 外漏常见于承压件(主要为阀体和阀盖)、阀外漏常见于承压件(主要为阀体和阀盖)、阀杆、填料函、阀体与阀盖的连接部位。杆、填料函、阀体与阀盖的连接部位。1 1)承压件泄漏的原因)承压件泄漏的原因 承压件(主要为阀体和阀盖)通常是铸造的,承压件(主要为阀体和阀盖)通常是铸造的,容易形成砂眼等铸造缺陷,承压件上的砂眼会导容易形成砂眼等铸造缺陷,承压件上的砂眼会导致介质的泄漏,这种泄漏一般都表现为渗漏,流致介质的泄漏,这种泄漏一般都表现为渗漏,流量较小,通过水压试验就能被发现。量较小,通过水压试验就能被发现。2021/3/8
7、2021/3/81616二、故障类型及防治方法故障类型及防治方法2 2)阀杆泄漏的原因)阀杆泄漏的原因 阀门的阀杆由于设计和选材不当会引起阀杆阀门的阀杆由于设计和选材不当会引起阀杆在某个位置被卡死,使阀门无法关闭或关闭不严;在某个位置被卡死,使阀门无法关闭或关闭不严;阀杆加工精度或表面光洁度不够,或有椭圆度,阀杆加工精度或表面光洁度不够,或有椭圆度,或有刻痕;阀杆已发生点蚀,或因露天缺乏保护或有刻痕;阀杆已发生点蚀,或因露天缺乏保护而生锈等原因造成介质泄漏。此种泄漏往往流量而生锈等原因造成介质泄漏。此种泄漏往往流量较大,对生产装置和周围的环境容易造成严重的较大,对生产装置和周围的环境容易造成严
8、重的危害。危害。2021/3/82021/3/81717二、故障类型及防治方法故障类型及防治方法3 3)填料函泄漏的原因)填料函泄漏的原因A A、填料函密封的机理、填料函密封的机理 填料(填料(PACKINGPACKING)常用于阀门有转(滑)动)常用于阀门有转(滑)动部位的外密封,防止流动介质从相对运动部位向部位的外密封,防止流动介质从相对运动部位向外界泄漏。目前所用的填料基本上是膨胀石墨填外界泄漏。目前所用的填料基本上是膨胀石墨填料和石墨编织填料(一般是夹不锈钢丝)。膨胀料和石墨编织填料(一般是夹不锈钢丝)。膨胀石墨填料的润滑性和膨胀性好,但缺点是易碎,石墨填料的润滑性和膨胀性好,但缺点是
9、易碎,一般安装在填料函的中间部位。石墨编织填料牢一般安装在填料函的中间部位。石墨编织填料牢固性好,抗挤压,一般安装在填料函的上固性好,抗挤压,一般安装在填料函的上/下层面。下层面。其作用是固定膨胀石墨填料,保护其完整无损和其作用是固定膨胀石墨填料,保护其完整无损和防止磨下的石墨粉掉入回路。防止磨下的石墨粉掉入回路。2021/3/82021/3/81818二、故障类型及防治方法故障类型及防治方法2021/3/82021/3/81919二、故障类型及防治方法故障类型及防治方法 图图1 1是填料安装的结构图,其右侧曲线给出了填料函内各层是填料安装的结构图,其右侧曲线给出了填料函内各层填料对填料压盖螺
10、母施加的压紧力的承力分布情况。很明显填料对填料压盖螺母施加的压紧力的承力分布情况。很明显6 6层填料只有最上层填料只有最上1313层在真正起着抵制介质外漏的作用。密封层在真正起着抵制介质外漏的作用。密封环承接填料压紧力传给第环承接填料压紧力传给第1 1道填料依次传给第道填料依次传给第2/32/3道,第道,第1 1道道填料受力后产生轴向变形而向阀杆和填料函内壁上挤,直至达填料受力后产生轴向变形而向阀杆和填料函内壁上挤,直至达到变形极限,消耗了一部分填料压紧力。剩下的力传给第到变形极限,消耗了一部分填料压紧力。剩下的力传给第2 2道道填料,同时由于填料有效长度缩短过程产生的填料内壁面与阀填料,同时
11、由于填料有效长度缩短过程产生的填料内壁面与阀杆杆/填料外表面与填料函的内壁的摩擦力,也消耗一部分填料填料外表面与填料函的内壁的摩擦力,也消耗一部分填料压紧力。按此机理,越往下层填料的受力越少,变形越小,也压紧力。按此机理,越往下层填料的受力越少,变形越小,也就是密封性越差。然而在回路中带有工作压力的介质顺着填料就是密封性越差。然而在回路中带有工作压力的介质顺着填料函内壁挤压使其变形,很容易地就可以突破下端几道填料的密函内壁挤压使其变形,很容易地就可以突破下端几道填料的密封防线。因此真正能阻止带压介质的只有最上面二三道填料,封防线。因此真正能阻止带压介质的只有最上面二三道填料,而这几道的密封效果
12、取决于填料的选材而这几道的密封效果取决于填料的选材/结构尺寸结构尺寸/阀杆和函内阀杆和函内壁的光洁度和足够的填料压紧力。壁的光洁度和足够的填料压紧力。2021/3/82021/3/82020二、故障类型及防治方法故障类型及防治方法B B、填料的预压紧力、填料的预压紧力 为了延长填料的使用寿命,建议使用经过一定预为了延长填料的使用寿命,建议使用经过一定预紧压力压过的填料。经过预压后,填料密度增大,抵紧压力压过的填料。经过预压后,填料密度增大,抵御受压变形的能力增加了,内部保留的预紧力能补偿御受压变形的能力增加了,内部保留的预紧力能补偿机组运行其间填料被磨损而失去的填料压力。机组运行其间填料被磨损
13、而失去的填料压力。填料的预压过程一般由生产厂家在安装前完成,填料的预压过程一般由生产厂家在安装前完成,在仓库放置久了,填料侧面就会出现表明预压力松弛在仓库放置久了,填料侧面就会出现表明预压力松弛的纹路,填料闲置的纹路,填料闲置1 1年以上都要求重新预压紧。其方年以上都要求重新预压紧。其方法是利用模具(图法是利用模具(图2 2),选定压力进行预压操作。),选定压力进行预压操作。2021/3/82021/3/82121二、故障类型及防治方法故障类型及防治方法2021/3/82021/3/82222二、故障类型及防治方法故障类型及防治方法 预压力预压力P P为为 P=3P P=3Pn nS S 式中
14、式中P Pn n阀门的工作压力(当阀门的工作压力(当Pn10 MPaPn50 MPa50 MPa时时,取取50 MPa50 MPa),),MPaMPa S S 填料的承力面积,填料的承力面积,m m2 2 S=S=(R R2 2-r-r2 2)2021/3/82021/3/82323二、故障类型及防治方法故障类型及防治方法C C、填料函泄漏的原因、填料函泄漏的原因 填料函由填料箱、填料、填料垫以及填料压紧填料函由填料箱、填料、填料垫以及填料压紧机构等组成。填料箱置于阀体或阀盖上,起容纳填机构等组成。填料箱置于阀体或阀盖上,起容纳填料的作用。填料垫置于填料箱底部,起支撑填料的料的作用。填料垫置于
15、填料箱底部,起支撑填料的作用。填料分软质密封填料和成型填料两种。成型作用。填料分软质密封填料和成型填料两种。成型填料以弹性材质为原料,采用模压成型或车削加工填料以弹性材质为原料,采用模压成型或车削加工制成各种环形密封圈,相比之下,成型填料结构紧制成各种环形密封圈,相比之下,成型填料结构紧凑,密封性能好,适用性更强。介质在密封填料处凑,密封性能好,适用性更强。介质在密封填料处泄漏,原因为填料压盖松动、密封填料不严密、填泄漏,原因为填料压盖松动、密封填料不严密、填料品种与工作介质的腐蚀性、温度、压力不相适应料品种与工作介质的腐蚀性、温度、压力不相适应或质量不符合要求、填料老化或被阀杆磨损。或质量不
16、符合要求、填料老化或被阀杆磨损。2021/3/82021/3/82424二、故障类型及防治方法故障类型及防治方法4 4)阀体与阀盖连接处(法兰垫片系统)泄漏的原因)阀体与阀盖连接处(法兰垫片系统)泄漏的原因A A、法兰垫片系统密封的机理、法兰垫片系统密封的机理 静密封的目的,对于内压设备来说,是为了防静密封的目的,对于内压设备来说,是为了防止介质外漏;对于真空设备来说,是为了外界介质止介质外漏;对于真空设备来说,是为了外界介质进入,总之,是为了防止介质的内外泄漏。介质的进入,总之,是为了防止介质的内外泄漏。介质的泄漏,对于垫圈密封来说,一般有两个途径:一是泄漏,对于垫圈密封来说,一般有两个途径
17、:一是垫圈与法兰之间的缝隙,通过这一途径的泄漏叫界垫圈与法兰之间的缝隙,通过这一途径的泄漏叫界面泄漏;二是垫圈本身的毛细孔,通过这一途径的面泄漏;二是垫圈本身的毛细孔,通过这一途径的泄漏叫渗透泄漏。垫圈密封原理,就是依靠螺栓拉泄漏叫渗透泄漏。垫圈密封原理,就是依靠螺栓拉紧力来缩小垫圈与法兰之间的缝隙和垫圈本身的毛紧力来缩小垫圈与法兰之间的缝隙和垫圈本身的毛细孔直径,从而阻止介质渗漏。细孔直径,从而阻止介质渗漏。2021/3/82021/3/82525二、故障类型及防治方法故障类型及防治方法 要克服泄漏,必须旋紧螺栓,让法兰对垫圈压要克服泄漏,必须旋紧螺栓,让法兰对垫圈压得足够紧。这时,垫圈就被
18、压缩变薄。但当设备或得足够紧。这时,垫圈就被压缩变薄。但当设备或管道渐渐升压时,产生与螺栓压紧力力相反的力,管道渐渐升压时,产生与螺栓压紧力力相反的力,使得法兰趋向于松开,于是垫圈得以回弹,厚度有使得法兰趋向于松开,于是垫圈得以回弹,厚度有所恢复。当放松到一定程度时,泄漏开始产生,这所恢复。当放松到一定程度时,泄漏开始产生,这是垫圈所承受的压力叫做最小预紧压力,也叫做是垫圈所承受的压力叫做最小预紧压力,也叫做“漏点漏点”。假如预紧压力小于它,垫圈就不能起到密。假如预紧压力小于它,垫圈就不能起到密封作用,即使工作压力很小,也将泄漏。这种最小封作用,即使工作压力很小,也将泄漏。这种最小预紧压力,是
19、某种密封垫圈的固有特性。预紧压力,是某种密封垫圈的固有特性。2021/3/82021/3/82626二、故障类型及防治方法故障类型及防治方法2021/3/82021/3/82727二、故障类型及防治方法故障类型及防治方法法兰螺栓载荷常用的设计计算方法法兰螺栓载荷常用的设计计算方法 阀门圆形中法兰螺栓载荷常用的设计计算方法阀门圆形中法兰螺栓载荷常用的设计计算方法是基于是基于ASME ASME 一一2 2附录附录2 2推荐的推荐的“具有环形垫片的具有环形垫片的螺栓法兰连接的计算规则螺栓法兰连接的计算规则”,是螺栓垫片法兰接,是螺栓垫片法兰接头最通用的设计方法。附录头最通用的设计方法。附录2 2也列
20、出了建议的垫片也列出了建议的垫片系数系数m m和最小预紧垫片应力和最小预紧垫片应力Y Y值。它们既用来确定密值。它们既用来确定密封需要的螺栓载荷,又用来证明法兰尺寸是否满足封需要的螺栓载荷,又用来证明法兰尺寸是否满足设计的要求。设计的要求。2021/3/82021/3/82828二、故障类型及防治方法故障类型及防治方法法兰螺栓载荷常用的设计计算方法法兰螺栓载荷常用的设计计算方法 静密封的目的,是为了防止介质的内外泄漏。静密封的目的,是为了防止介质的内外泄漏。要克服泄漏,在安装时垫片材料必须压缩到将不规要克服泄漏,在安装时垫片材料必须压缩到将不规则的密封面填塞,这时垫片上的应力称为最小预紧则的密
21、封面填塞,这时垫片上的应力称为最小预紧应力或应力或y y系数,垫圈就被压缩变薄。但当设备或管系数,垫圈就被压缩变薄。但当设备或管道渐渐升压或阀门操作时,介质静压力或阀杆作用道渐渐升压或阀门操作时,介质静压力或阀杆作用力将产生与螺栓压紧力相反的力,使得法兰趋向于力将产生与螺栓压紧力相反的力,使得法兰趋向于松开,于是垫圈得以回弹,厚度有所恢复。当放松松开,于是垫圈得以回弹,厚度有所恢复。当放松到一定程度时,泄漏开始产生。为了保证密封,到一定程度时,泄漏开始产生。为了保证密封,ASMEASME又规定了一个系数又规定了一个系数m m,定义为垫片上的残余压,定义为垫片上的残余压紧应力必须超过介质压力的倍
22、率。紧应力必须超过介质压力的倍率。2021/3/82021/3/82929二、故障类型及防治方法故障类型及防治方法 B B、法兰垫片系统泄漏的原因、法兰垫片系统泄漏的原因 阀体与阀盖连接部位的密封系指阀体与阀盖阀体与阀盖连接部位的密封系指阀体与阀盖之间的密封。一般情况下为法兰连接密封,当阀门之间的密封。一般情况下为法兰连接密封,当阀门公称直径较小时为螺纹连接密封。垫片的类型、材公称直径较小时为螺纹连接密封。垫片的类型、材质或尺寸不符合要求、法兰密封面加工质量差、连质或尺寸不符合要求、法兰密封面加工质量差、连接螺栓紧固不当、因管道配置不合理而在连接处产接螺栓紧固不当、因管道配置不合理而在连接处产
23、生过大附加载荷等原因,都能引起阀体连接部位泄生过大附加载荷等原因,都能引起阀体连接部位泄漏。漏。2021/3/82021/3/83030二、故障类型及防治方法故障类型及防治方法 2 2、阀门内漏的原因分析、阀门内漏的原因分析 阀门内漏主要指关闭件泄漏,可分三类;阀门内漏主要指关闭件泄漏,可分三类;一类是密封面泄漏;一类是密封件根部泄漏;一类是密封面泄漏;一类是密封件根部泄漏;另一类关闭件穿透性泄漏。另一类关闭件穿透性泄漏。密封面泄漏的主要原因为:密封面泄漏的主要原因为:1 1)阀门的设计和制造工艺存在问题(如密封面)阀门的设计和制造工艺存在问题(如密封面研磨得不好;密封圈与阀座、阀办配合不严紧
24、;阀研磨得不好;密封圈与阀座、阀办配合不严紧;阀办与阀杆连接不牢靠;阀杆弯扭,使上下关闭件不办与阀杆连接不牢靠;阀杆弯扭,使上下关闭件不对中;密封面材料选择不当,经受不住介质的腐蚀对中;密封面材料选择不当,经受不住介质的腐蚀等),造成阀门密封不严而导致介质的泄漏,多为等),造成阀门密封不严而导致介质的泄漏,多为渗漏或小流量连续排放。渗漏或小流量连续排放。2021/3/82021/3/83131二、故障类型及防治方法故障类型及防治方法2 2)阀板或密封面变形造成密封不严,从而引起介质的)阀板或密封面变形造成密封不严,从而引起介质的泄漏,一般成渗漏或小流量连续排放。泄漏,一般成渗漏或小流量连续排放
25、。3 3)在阀门的制造、)在阀门的制造、运输、检验、安装和使用等过程中运输、检验、安装和使用等过程中,损伤了阀门的密封面,使密封不严,导致阀门泄漏。,损伤了阀门的密封面,使密封不严,导致阀门泄漏。这种泄漏也表现为小流量的渗漏。这种泄漏也表现为小流量的渗漏。4 4)介质内含有因焊渣、铁锈、尘土等杂质嵌入,或生)介质内含有因焊渣、铁锈、尘土等杂质嵌入,或生产系统中有机械另件脱落堵住阀芯,造成阀门关闭不产系统中有机械另件脱落堵住阀芯,造成阀门关闭不严,从而引起介质泄漏。这种泄漏可能是小流量的渗严,从而引起介质泄漏。这种泄漏可能是小流量的渗漏也可能流量较大。漏也可能流量较大。5 5)将截止阀、闸阀作调
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