1、简述
气体压力密封式密封性构造是持续高温高压阀门中法兰盘密封性副常常采用的结构形式,某实验台架组装了两部同样的中法兰盘密封性副为气体压力密封式密封性构造的旋启式止回阀。在实验台架的多次交替变化压力和环境温度实验结束后,再度开展变压提温前常温下水压试验全过程中,在其中一台旋启式止回阀中法兰盘的密封性副产生泄露,采用检修对策均未处理此闸阀的泄露问题。并且另一台旋启式止回阀在实验台架子上工作中多年后,中法兰盘密封性副也出现泄露。因此根据对于此事闸阀的泄露问题的剖析,论述一些专用型实验台架和工程项目采用的专用型工业阀门的设计方案和设计主要参数的选取需用心商议。
2、性能参数
两部旋启式止回阀(图1)在出厂前曾开展了P=42.0MPa的裸机闸阀抗压强度及中法兰盘密封性副密封实验,无渗漏。
图1气体压力密封式旋启式止回阀
1油路板 2单流阀 3密封圈
(1)实验台架
最大压力14.0MPa
最大操作温度260℃
设计方案工作压力17.2MPa
设计方案环境温度350℃
工作中物质水
实验控制回路管道管径65mm
实验台架试验工作压力21.5MPa
每一次降至自然压常温下后再度变压提温前的实验工作压力15MPa
(2)旋启式止回阀
磅级28.0MPa(非标磅级级别)
公称直径规格65mm
油路板、单流阀原材料1Cr18Ni10Ti
密封圈原材料N6
与实验台架控制回路接口方式电焊焊接
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3、常见故障
3.1、初次泄露和修补
实验台架在开展多次自然压升到较大压力和交替变化工作压力、交替变化环境温度(按照规定的调节环境温度和工作压力数率转变)升到最大压力、环境温度运作和实验后,降至常温常压维护保养。再度开展变压提温前常温下水压试验(P=9.8MPa)全过程时,实验台架子上的一台旋启式止回阀在中国法兰盘密封性副处级产生少量外泄露(下列称初次泄露)。拆卸单流阀、密封圈查验泄露位置,密封圈内孔突面和油路板中法兰盘突面有物质泄露后留下来的轻度印痕。密封圈内孔突面的物质泄露印痕为内孔突面钝角上有径向长×宽约3×115mm的刺毛虫状印痕,其痕迹围绕突面(图2),用高倍放大镜观查疑是原材料的内部结构缺点。在电磁阀中法兰盘突面上面有一处物质泄露的轻度印痕为图片水印,与密封圈外突面刺毛虫状印痕相对性应。实际位置在竖直油路板安全通道中心线方位(下列称横中心线方位)的中法兰盘突面的一端,油路板中法兰盘突面别的位置、密封圈外突面别的位置、密封圈内突面和不锈钢封头突面末见泄露印痕,各突面处密封性压印匀称。
图2、3
在拆卸维修该旋启式止回阀中法兰盘密封性副时,对于此事闸阀中法兰盘突面和密封圈内孔突面孔径规格开展了精确测量,测量规格数据信息见表1和表2。
表1、2
中法兰盘突面和密封圈外突面在2个竖直角度发生孔径不一致即长度轴状况,短轴在油路板横中心线方位,短轴在沿油路板安全通道中心线方位(下列称中心线方位)。油路板中法兰盘突面长度轴相距D2-D1=0.10mm,密封圈外突面长度轴相距d2-d1=0.04mm。油路板中法兰盘突面短轴与竖直密封圈泄露印痕相匹配处规格差D1-d1=0.02mm,油路板中法兰盘突面与密封圈泄露印痕相匹配处规格差D2-d2=0.08mm。
初次泄露采用的检修对策为拆换新的密封圈。油路板中法兰盘突面在实验台架子上并没有安全可靠的工作服和技术性确保碾磨突面的圆柱度,故突面并没有碾磨,仅开展了表层光滑度解决。
新密封圈内孔突面孔径d=120.16mm,比工程图纸需要的上标准值大0.196mm,与油路板中法兰盘突面中心线方位孔径空隙为D1-d=0.02mm,横中心线方位孔径空隙D2-d=0.08mm,相互配合空隙合乎工程图纸给出的容许相互配合较大空隙(0.291mm)。与此同时构想根据实验工作压力给予的密封性力使新密封圈在中心线方位(油路板中法兰盘突面的短轴方位)产生过多塑性形变来增加横中心线方位(油路板中法兰盘突面的短轴方位)的密封性比压,防止长横中心线方位很有可能造成的泄露。
新密封圈在水压试验(常温下实验的压力为15.2MPa)全过程中达到了油路板中法兰盘密封性副的密封,并在常温下实验工作压力的前提下再度对密封性扭矩地脚螺栓开展扭矩,增加密封圈的形变量,使横中心线方位空隙尽最大的有可能的获得填补,确保密封性副密封需要的密封性比压。
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3.2、2次泄露和检修
实验台架再度温态工作状况运作实验时,在超高压高温(工作压力14.0MPa、环境温度240℃)运作超出4h后,当工作压力降低至8.9MPa、环境温度212℃以内时,该阀在中国法兰盘密封性副处级再度又产生泄露(下列称第2次泄露)。经再度拆卸单流阀和密封圈查验,泄露的主要位置在中国法兰盘突面横坐标方位的两边突面处,与中心线对称性,其泄露印痕为可以除去铁鲜红色(与其它位置不一样)。相匹配的密封圈外突面钝角上有宽约20mm、径向长6mm、上下对应的2处泄露冲洗印痕,痕迹状况为聚集条状沟痕(图4、图5和图6),油路板中法兰盘突面别的位置、密封圈外突面的其它位置、密封圈内突面及不锈钢封头突面等处末见泄露印痕。
图4、5、6
油路板中法兰盘突面与初次泄露查验精确测量一致,密封圈在拆卸流程中有形变,密封圈的外突面规格故并没有精确测量。
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4、剖析
4.1、初次泄露缘故
(1)密封圈刺毛虫状印痕泄露处疑是原材料的内部结构缺点,可能是材料煅造内部结构缺点。在交替变化工作压力、交替变化超高压高温及最大压力和环境温度功效下,造成密封圈泄露处材料煅造内部结构缺点持续拓展,在煅造内部结构缺点处造成物质泄露。
(2)油路板中法兰盘突面孔径规格不一致,在中心线方位规格限定了密封圈的上调,造成了在横坐标方位的密封性比压小。由其在交替变化工作压力、交替变化超高压高温及最大压力和环境温度功能时,中心线方位规格更为限定了密封圈的上调,并有可能使横坐标方位密封性比压降低,不可以确保密封性的规定,产生物质泄露,冲洗拓展了密封圈的煅造内部结构缺点,伴随着時间发展趋势泄露量将不断扩大。
4.2、第2次泄漏缘故
(1)油路板中法兰盘突面在横坐标方位和中心线方位存有的大小偏差并没有开展修补。密封圈外突面在电磁阀中法兰盘突面的密闭中2个角度的空隙不一致,油路板中法兰盘突面在沿安全通道中心线方位与密封圈外突面的间距小,油路板中法兰盘突面在横中心线方位与密封圈外突面的空隙大。物质工作压力(闸阀维修后给予的最大实验工作压力15.0MPa)给予给中法兰盘的密封性力,在电磁阀中法兰盘密封性副中顺着油路板安全通道中心线和横轴线方位的密封性比压不一致。油路板中法兰盘密封性副在横中心线方位密封性比压小,且不可以像商品在出厂实验工作压力(42.0MPa)那般给予充足的密封性力来提升油路板中法兰盘密封性副在横中心线方位密封性比压,达到超高压高温及交替变化工作压力环境温度情况下物质的密封性。
(2)密封圈外突面在电磁阀中法兰盘突面的密闭中2个角度的空隙不一致。在交替变化工作压力和环境温度功效下时,油路板安全通道中心线方位的空隙和油路板安全通道横中心线方位的空隙伴随着交替变化工作压力和环境温度功效,产生油路板安全通道横中心线方位的密封性副密封比压减少不可以确保密封性,造成物质泄露。
4.3、中法兰盘密封性副偏差缘故
从零件的生产加工尺寸测量,油路板中法兰盘突面在顺着油路板安全通道中心线角度和横中心线方位规格一致。密封圈外突面竖直方位精确测量规格基本一致,相距0.002mm(厚壁件属正常的),密封圈外突面的圆柱度不危害密封性(密封圈内突面与单流阀密封性接解触的时候会将密封圈外突面校圆)。经剖析和认证,油路板中法兰盘突面沿中心线角度和横中心线方位规格不一致的因素是因为闸阀裸机开展42.0MPa抗压强度及中法兰盘密封性副密封实验而致。
5、主要参数挑选
气体压力密封旋启式止回阀是按专用型实验台架具体应用工作状况开展的设计方案。实验台架的性能参数引进相关闸阀工作压力级别的非标工作压力级和所明文规定的实验工作压力,即磅级为28.0MPa,实验的压力为42.0MPa。
油路板中法兰盘突面在沿中心线角度和横中心线方位形变不一致和超出容许的形变值,从测算的方面解析是因为油路板中法兰盘突面的硬度不足,在测试工作压力的效果下,超出容许的形变量。
同样的旋启式止回阀按专用型闸阀设计方案。设计主要参数为设计工作压力17.16MPa,设计方案环境温度≤350℃,压力13.73MPa,打压试验工作压力21.45MPa。该商品运用在同样工作状况的别的实验台架子上,工作中几十年无一产生泄露。
具体运用表明,闸阀设计方案中应仔细剖析其工作状况主要参数,不可以草率的引进标准的主要参数。此阀的泄露是因为引进规范中的非工作压力级别,并按规范的打压试验工作压力(42.0MPa)实验,又并没有按此参数设计方案中法兰盘抗压强度,发生油路板中法兰盘突面在2个角度的形变不一致和过多形变。这种情况特别是在不适合不断交替变化的超高压高温运作工作状况。
6、结束语
剖析和应用结论证实,若根据装配平台的实验工作压力开展设计和实验,闸阀就不可能产生问题,即节约了资料又达到了装配平台工作状况必须。因而为一些独特工程项目所制定的工业阀门,不可以草率的运用规范或引入规范中的高主要参数。假如工业阀门是特意为某一工程项目和装配平台专业设计方案(并不是工程项目和装配平台采用规范工业阀门),一定要考虑到达到工作状况主要参数和独特工作状况标准,盲目跟风引入规范中的高过装配平台和工程项目上的性能参数是不可取的。假如一定要采用规范中的高主要参数(这种主要参数在专用型装配平台和项目的情况和实验上始终不采用的),则务必用心强度校核各部份的抗压强度,那样做可能造成闸阀构造扩大,导致消耗,也不适宜专用型实验台架和工程项目上的独特必须,一旦运用也有可能给实验台架和工程项目上产生该商品产生渗漏的安全隐患。
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