鍛鋼閘閥中腔升壓的危害有哪些

鍛鋼閘閥通常有楔式、平行式、單閘板、雙閘板等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中楔式雙閘板（Z42、Z62 系列）及楔式彈性閘板（Z40、Z60 系列）應(yīng)用最為廣泛，楔式雙閘板關(guān)閉時(shí)閘板自動(dòng)吻合兩側(cè)閥座，會自動(dòng)補(bǔ)償楔角的加工位置的誤差；楔式彈性閘板則依靠閘板中部的彈性槽，依靠閥桿的軸向推力來補(bǔ)償楔角的加工位置的誤差，這兩種均可以達(dá)到較好的密封效果。正是因?yàn)槠潆p側(cè)的較好密封，在某些使用場合會產(chǎn)生中腔壓力異常升高的現(xiàn)象，即當(dāng)高溫高壓流體（液體或氣體）被封堵于閥門中腔時(shí)，如果上游側(cè)的流體溫度升高，那么中腔流體會被熱傳遞而同步升高，由于中腔休積是固定的無法擴(kuò)大，被封堵中腔的流體由冷的狀態(tài)變?yōu)闊岬臓顟B(tài)時(shí)，液體可能迅速汽化導(dǎo)致壓力急劇升高，有時(shí)候增高的壓力常常是幾何級數(shù)。 閥門如果超壓工作那么后果是很嚴(yán)重的。閥門中腔異常升壓的時(shí)候，其啟閉件跟承壓件的工作應(yīng)力（如閘板架跟閥桿的使用應(yīng)力）都會急劇增加，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)力會承受不住甚至無法啟動(dòng)，嚴(yán)重的時(shí)候閥桿會拉斷、電機(jī)燒壞、閘板架斷裂，這些現(xiàn)象在一些大口徑高壓鍛鋼閘閥中經(jīng)常遇到，有時(shí)候因?yàn)椴恢肋@種情況所以會抱怨這是閘板“咬死”，但其實(shí)“咬死”的真實(shí)原因常常是中腔的異常升壓這一“隱形殺手”。

典型的案例如Z962Y系列的楔雙閘板鍛鋼閘閥運(yùn)用在火電廠給水系統(tǒng)及其旁路的時(shí)候，這種閥門一般是先在冷態(tài)作水壓試驗(yàn)之后關(guān)閉，當(dāng)機(jī)組啟動(dòng)的時(shí)候系統(tǒng)溫度會升高到 250~300℃ 時(shí)，由于溫度急劇升高的緣故，封閉中部的冷態(tài)水溫會跟著同步急劇升高汽化，使流體體積增大、壓力升高，這個(gè)時(shí)候如果要開啟閥門那么驅(qū)動(dòng)力矩要么足夠大，要么就是閥桿組件強(qiáng)度足夠高，否則的話會出現(xiàn)閥桿斷裂、閘板T型槽開花、斷裂、閘板架斷裂，使給水泵無法啟動(dòng)，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的停爐停機(jī)事故。

鍛鋼閘閥異常升壓的危害

異常升壓的形成在許多鍛鋼閘閥的使用管道場合會驚人相似地發(fā)生，因?yàn)槠浒l(fā)生的兩大要素在許多工業(yè)系統(tǒng)里是相似的，就是系統(tǒng)介質(zhì)在開機(jī)之后由冷態(tài)變熱態(tài)；閘板在冷態(tài)關(guān)閉、熱態(tài)時(shí)開啟。因此如果不對系統(tǒng)采取措施，異常升壓的情況對系統(tǒng)的破壞基本上是無法避免的，其有3方面危害：

（1）對鍛鋼閘閥本身的破壞

鍛鋼閘閥殼體、閥蓋及閥桿零件的強(qiáng)度一般以閥門的公稱壓力設(shè)計(jì)其強(qiáng)度，異常升壓的時(shí)候，其開啟壓力會相應(yīng)地大幅度提高，導(dǎo)致相關(guān)零件的使用應(yīng)力跟著大幅度升高，當(dāng)材料實(shí)際應(yīng)力超過許用應(yīng)力的時(shí)候，高應(yīng)力部位會產(chǎn)生斷裂破壞，導(dǎo)致閥門無法開啟，閥門整機(jī)將損壞或報(bào)廢。

（2）對鍛鋼閘閥管道系統(tǒng)安全的破壞

顯而易見，殼體、閥蓋等承壓件超壓時(shí)是很危險(xiǎn)的，一旦超壓其薄弱部位或許會先發(fā)生穿孔的現(xiàn)象，引起介質(zhì)外漏；其填料跟自密封圈部位往往會被管道內(nèi)高壓流體沖出，引起管道內(nèi)流體大量外漏。當(dāng)介質(zhì)是危險(xiǎn)氣體時(shí)會更加嚴(yán)重，甚至?xí)斐稍O(shè)備與人員的危害。

（3）對生產(chǎn)控制流程造成巨大損失

閥門的正常啟閉是各類工業(yè)流程控制的關(guān)鍵，一旦這種控制沒辦法實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，導(dǎo)致的系統(tǒng)癱瘓就需要停機(jī)檢修，這將會造成巨大的直接或間接損失。

鍛鋼閘閥應(yīng)對異常升壓的防護(hù)措施

從設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試等方面入手，從根本上消除中腔異常升壓是有可能的，歸納常用3套方案供廣大用戶參考：

（1）閥門內(nèi)部開設(shè)泄壓孔

解決中腔異常升壓的根本是平衡中腔壓力，開設(shè)泄壓孔是較為經(jīng)濟(jì)有效的方案，分別為在上游側(cè)閘板跟入口側(cè)閥座外圓開設(shè)了泄壓孔，當(dāng)中腔壓力升高的時(shí)候，中腔壓力會自動(dòng)向上游側(cè)進(jìn)行泄放，始終保持中腔壓力與上游側(cè)壓力相等，從而避免異常升壓的發(fā)生。

（2）閥門安裝外旁路泄壓

對已出廠的閥門可采用安裝時(shí)外旁路及外設(shè)泄壓閥降低中腔壓力。

采用外設(shè)帶截止閥的旁路聯(lián)通中腔與上游側(cè)，當(dāng)主閘板關(guān)閉后截止閥可關(guān)閉（視中腔溫度變化情況，過高時(shí)須開啟）。當(dāng)開啟主鍛鋼閘閥的時(shí)候，應(yīng)先行開啟旁路截止閥，降低中腔壓力后再啟動(dòng)主鍛鋼閘閥。

（3）閥門外部安裝專用泄壓閥

在鍛鋼閘閥中腔外設(shè)泄壓閥控制壓力范圍，設(shè)定泄壓閥的排放壓力為主閥門的額定工作壓力，當(dāng)中腔超壓時(shí)，自動(dòng)排放到設(shè)定壓力，從而維護(hù)主鍛鋼閘閥的安全運(yùn)行。

泄壓閥前安裝了截止閥，便于泄壓閥的調(diào)整與檢修。泄壓閥的壓力設(shè)定通常可按 1.33PN 考慮（PN 為系統(tǒng)閥門的公稱應(yīng)力）。

除此之外在進(jìn)行閥門調(diào)試時(shí)，特別是電動(dòng)閥調(diào)試時(shí)，應(yīng)注意關(guān)閉行程及力矩的控制，盡可能將關(guān)閉力矩調(diào)小些，防止楔死閘板；高溫閥門應(yīng)考慮高溫狀態(tài)閥桿熱脹引起的閘板楔死，建議高溫高壓大口徑鍛鋼閘閥調(diào)試時(shí)，閘板到位后適當(dāng)后退閥桿，避免真正咬死事故的發(fā)生。

異常超壓是雙閥座類鍛鋼閘閥的隱形殺手，嚴(yán)重威脅著設(shè)備及系統(tǒng)的安全運(yùn)行，必須引起重視；鍛鋼閘閥，尤其是高溫、高壓、大口徑鍛鋼閘閥設(shè)計(jì)安裝時(shí)必須考慮異常超壓的發(fā)生，并采取必要的預(yù)防措施。