高压耐磨球阀密封性改进研究

高压耐磨球阀密封性改进研究

1.李相伟 ,2.余托福 ,3.胡斌 ,4.罗明明

1.永嘉县万众阀门有限公司     浙江省温州市    325016  2.浙江特工阀门有限公司       浙江省温州市    325016

3.温州逾明控制设备有限公司浙江省温州市325016

4.温州科点科技有限公司浙江省温州市325016

摘要：现如今，在高压耐磨球阀设计中，在实际应用上具有密封性差和泄露等问题，基于此，本文对高压耐磨球阀密封性改进进行简要探讨，采取有效方式完成高压耐磨球密封性进行改进，可将高压耐磨球阀密封性差和泄露等问题进一步解决，首先应在耐腐蚀材料的选择上进行改进，再对耐磨球阀结构进行改变，将原有的密封机理进行改变，通过改变以上内容，才可改变问题，进一步保证高压耐磨球阀的使用可靠性【1】。

关键词：高压耐磨球阀密封性结构改变材料改进

引言：近些年，社会不断发展与进步，因此，煤化工产业也得到质的飞跃，但目前社会发展迅速，产业逐渐落后，造成化工产业产生很多问题。在煤化工产业中，高压耐磨球阀在此工程中具有十分重要的作用。在实际工作过程中，煤液化为较高，因此对球阀的耐磨性、耐腐蚀性及耐高温性具有较大要求，一旦高压耐磨球阀密封性不好，则会造成球阀出现泄露情况，除了会对产业经济造成损失外还会造成环境污染，泄露严重情况下还会出现人员伤亡情况。现如今，绝大部分高压耐磨球阀采用进口材料，造价极高且使用效果较差，因此，高压耐磨球阀的密封性改进成为现代首要问题之一。

1、高压耐磨球阀使用存在的问题及密封原理

  在高压耐磨球阀使用过程中，煤液化具有高压、高温、高腐蚀特点，因此对球阀密封性要求较高，受到各种各样问题的困扰，为装置运行安全带来极大困难，想要深入改变安全问题，便需要找准球阀外漏及内漏的位置，将泄露问题改善。基于此，要对球阀整体结构设计及材料选择进行分析与探讨，选择正确合理的球阀密封结构，将球阀内的装置进行分开探讨，逐一排查单独装置问题，除此之外，还应对各种球阀进口原理及内部结构进行对比，找到外漏或内漏球阀的位置，将其正确拆卸下来，在根据不同球阀的不同结构设计理念进行深入研究，还可与其他国家球阀设计理念相对比，找到可结合的技术进行改进，进而确保在提升密封性的基础之上，可安全可靠使用。

  在对高压耐磨球阀进行首次改进时，主要改进原因是因为在高压球阀工作过程中，发生不同程度的泄露，泄露部位有以下两处：球阀底座部位及球阀杆部位，但如果对其两处部位的球阀进行进口更换，将造成极大的经济损失，且进口球阀具有较长的生产周期，严重影响装置使用。因此，需要通过其他方式完成球阀改进。据使用过程中，球阀内漏情况分析，造成球阀密封不严的主要原因有以下两点：（1）是耐磨球阀与底座密封不严造成的（2）是耐磨球阀与阀体之间密封不严造成的。现如今，球阀的底座与阀体之间采用的密封圈为“O”型设计，且球阀阀体部位的密封圈同样也采用“O”型设计，其球阀材料选用一般为丁晴橡胶，受到煤液化的高温性、高腐蚀性等特点的影响，随着时间推移，造成“O”型设计的密封圈损坏，进而“O”型设计的密封圈功能大大降低，导致密封效果失效。除此之外，在传统的密封设计上，一般会设计柔性石墨环在球阀阀座及阀杆连接处，但在整体球阀使用过程中，柔性石墨环并不能起到完全密封作用，因此，在球阀密封效果上来看，主要有效的便是“O”型设计的密封圈，一旦“O”型设计的密封圈损坏，高压耐磨球阀将丧失密封效果，进而发生泄漏情况。基于此，想要更好的改进密封效果，便需要对“O”型设计的密封圈材料进行改进，确保在球阀工作过程中，选定的材料应不受高温、高腐蚀等情况，避免出现“O”型设计的密封圈损坏，现以成为首要应解决的问题，以下通过实验探究完成材料改进及结构设计改进探讨。【2】。

2、材料的改进

  在选取密封圈材料过程中，受到使用过程中长期受到介质的腐蚀困扰，再受到密封比压作用下密封副之间的摩擦磨损，选取材料将变得尤为困难。在装置使用较为急促的前提条件下，需要在有限时间内进行合适的密封圈材料选定，才可解决泄露问题。通过实验研究与探讨，我们选用溶剂油材料对“O”型密封圈进行预处理，将加热通盘管准确安装进事先制作好的试验槽内，再将经过预处理好的溶剂油材料的不同“O”型密封圈放入试验槽内，再使用铁块将试验槽内的密封圈压住，再加入煤液化内的腐蚀溶剂，再进行蒸汽加热，进行试验，经过一定的时间测定，对试验槽内“O”型密封圈的损坏情况展开观察与分析，最终可发现，耐高温、耐腐蚀效果最好的为预处理过的氟醚橡胶材料，其表面无明显损坏情况，而其他材料的“O”型密封圈则出现严重变形，产生泄露，因此对于球阀材料的改进问题，可将原有材料改进成氟醚橡胶材料，可有效解决的球阀泄露问题。

3、结构设计的改进

  虽然通过更换材料问题将球阀内漏情况完成改变，但外漏情况未得到改变，因此，想要改变球阀外漏情况可对结构设计进行研究与探讨，将不同厂家的球阀进行逐个分析，将其结构特点进行汇总，分析球阀密封性特点，据数据可知，进口球阀杆是通过“O”型圈的回弹力的侧面完成的，但在实际工作过程中，没有正面的挤压力，久而久之，造成侧面发生变形，因此，通过此种结构设计理念无法完成密封。而且一般传统且常见的球阀杆密封是通过压盖与填料函来实现的，因此，通过对结构设计改进，使球阀杆与球阀体部不仅仅使用回弹力侧面完成，通过改进，采用“O”型圈与组合件联合设计，将现有的结构设计进行彻底更新改进，进而改变外漏情况。此种结构设计的改变，只是对球阀内部零件进行小幅度改造，通过将仅仅通过“O”型圈侧面回弹密封结构改变成“O”型圈与组合件联合设计结构，可减短改进时间，降低成本投入，各个方面均能满足改进需求，通过对简单的对阀门本体结构改进和增加填料压盖，有效解决外漏情况

【3】。

4、高压耐磨球阀密封性改进后装置运行情况及经济利益

  针对煤液化具有强腐蚀性特点，通过对材料及结构设计的改进可以将球阀密封性较差和泄露的问题得到有效解决，在改进后应用在实际煤液化装置中，暂未发现其他问题，且应用性能及效果较好，此改进材料和改进后的结构设计均得到安全且可靠的使用，实用性较强。

  通过低耐磨球阀的结构和材料改进，有效解决了球阀内漏及外漏问题，在保障装置使用效果的前提条件下，还可大大降低资金，降低装置更改周期及供货周期，保障装置的维修、护理进度，同时为耐磨球阀的发展奠定基础，为煤化工产业的未来发展提供支持，除此之外，通过球阀材料的改进还可巧妙应用至其他装置改进之上，均可得到较好的经济利益。

结束语：

  随着国家不断进步与发展，煤化工行业也在飞速发展，但在实际工作过程中，其工作环境较差，在强腐蚀、高温、高冲刷性等恶劣环境之下，球阀的密封性是否良好具有重要意义，就目前情况来看，高压高压耐磨球阀密封性并不能达到期待值，对煤化工装置的使用安全上带来极大威胁，因此，在对球阀材料选用中，根据工作介质条件、工况要求等因素进行深入分析与探讨，可将原有材料改进成氟醚橡胶材料，在对球阀结构设计改进时，将“O”型圈改进成“O”型圈与组合件联合结构设计理念，将高压耐磨球阀在提高工作效果的基础之上，做好密封工作，做到既能达到预期密封效果又能降低经济成本，进而保障煤化工行业装置长周期安全运行，为煤化工今后发展提供帮助。

相关文献：

[1]温智慧,张英英,张佳辉. 水煤浆用高压大口径耐磨球阀的设计与研究[J]. 石油和化工设备,2020,23(09):5-7.

[2]乔元. 高压耐磨球阀泄漏技术改进[J]. 内蒙古石油化工,2010,36(17):83-84.

[3]李仲光, 高温、高压耐磨球阀. 上海市,上海耐莱斯·詹姆斯伯雷阀门有限公司,2010-09-01.