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DN1200电动高温闸阀填料密封失效剖析与修复
催化裂化妆置的电动高温闸阀装置在烟机入口水平管道上，，， ，，是烟气轮机切除和紧迫停车自动连锁系统中的要害阀门，，， ，，正常操作时全开，，， ，，事故或装置磨练时阀门快速关闭。。 。。。 。我厂2006年为山东�；；头止�80×104t/a重油催化裂化妆置生产的DN1200电动高温闸阀，，， ，，在2011年装置磨练时，，， ，，发明介质走漏量过大，，， ，，导致装置无法正�？？？？�。。 。。。 。返厂解体检查发明，，， ，，填料烧结粘连，，， ，，压盖内壁及阀杆外貌多处冲蚀磨损严重，，， ，，阀杆填料密封完全失效，，， ，，阀杆报废，，， ，，如图1所示。。 。。。 。为此，，， ，，对闸阀阀杆填料密封的结构和机理举行了剖析，，， ，，找出了该阀门填料密封失效及阀杆磨损的缘故原由，，， ，，提出了修复步伐，，， ，，现实应用后效果较好。。 。。。 。
(a)压盖内侧阀杆磨损 (b)压盖外侧阀杆磨损
图1 电动高温闸阀填料密封失效情形
1、闸阀阀杆填料密封结构与机理
1.1、阀杆填料密封结构
DN1200电动高温闸阀的填料密封结构为串联双填料密封结构，，， ，，如图2a所示。。 。。。 。上部填料为事情填料，，， ，，正常操作时经预紧后起密封作用。。 。。。 。下部填料为备用填料，，， ，，仅套在阀杆上，，， ，，并不压紧，，， ，，两者中心设有距离环。。 。。。 。当事情填料需要替换时，，， ，，通过填料函上的液体填料注入口注入液体填料，，， ，，将备用填料压紧，，， ，，起到密封作用，，， ，，此时，，， ，，即可在闸阀正常事情状态下利便替换事情填料。。 。。。 。另外，，， ，，在过流介质与填料之间设计有一隔离腔，，， ，，并开设有吹扫口，，， ，，事情中一连通入需经孔板节约的1MPa过热蒸汽，，， ，，确保隔离腔压力高于介质压力，，， ，，形成反吹风，，， ，，阻止介质进入密封面间隙，，， ，，而填料则主要起阻挡反吹风外泄的作用。。 。。。 。
1.2、填料密封机理
阀杆填料密封结构属于径向接触式密封，，， ，，装在填料函内的填料在压盖通过螺栓施加的足够预紧力P0的作用下爆发弹塑性变形，，， ，，使之与阀杆的接触面上爆发径向压紧力Pr，，， ，，将填料紧压在阀杆外貌，，， ，，以阻止介质外泄。。 。。。 。
凭证填料密封的压紧力漫衍理论，，， ，，填料被压紧后爆发的径向压紧力Pr、恣意高度y上的轴向压紧力Py以及介质压力Pi的关系为：
式中：K-侧压系数;μ-填料与钢轴的轴向动摩擦系数;R、r-填料函内径与阀杆半径，，， ，，m;H-填料高度，，， ，，m;
(1)(2)式体现的填料径向压紧力与介质压力Pi沿填料高度的漫衍如图2b所示。。 。。。 �？？？？梢钥吹�，，， ，，这两者沿填料高度的漫衍恰恰相反。。 。。。 。填料内侧介质压力Pi大，，， ，，应给予较大的密封力，，， ，，而此时的径向压紧力却最小，，， ，，预紧力不可很好地施展作用。。 。。。 。若是加大预紧力，，， ，，又会使填料爆发太过预紧，，， ，，摩擦力增大，，， ，，导致填料和阀杆之间的磨损加剧，，， ，，可见填料密封的受力状态很不对理。。 。。。 。在现实应用中，，， ，，往往只能包管靠近压盖的2～3圈填料处的径向压紧力最大，，， ，，以抵达阻止介质走漏的目的。。 。。。 。
(a)阀杆填料密封结构 (b)填料受力漫衍
图2 阀杆填料密封机理
2、阀杆填料密封失效剖析与修复
2.1、填料密封失效缘故原由剖析
对DN1200电动高温闸阀举行解体，，， ，，检查走漏部位，，， ，，发明密封填料已经所有板结坚硬，，， ，，内外貌有许多孔洞与凹坑，，， ，，泛起煤渣状，，， ，，有显着的过烧炭化和磨损征象。。 。。。 。压盖内外貌在靠近填料的端部泛起局部冲蚀坑，，， ，，深度约为5～6mm。。 。。。 。阀杆外外貌整个充满一层白色催化剂粉末，，， ，，并且在阀杆尾部与压盖两侧配合部位均泛起了沟壑状冲蚀磨损凹槽，，， ，，最深处可达11mm，，， ，，冲蚀偏向沿轴向向外辐射。。 。。。 。这些征象说明该阀填料密封已完全失效，，， ，，介质走漏，，， ，，导致过流件冲蚀磨损严重，，， ，，阀杆报废。。 。。。 。
在剖析缘故原由时，，， ，，首先审查了隔离腔上方的反吹风吹扫管，，， ，，发明管路被水垢、杂质、湿催化剂粉团等物完全梗塞。。 。。。 。据此可以推断，，， ，，在阀门长时间全开历程中，，， ，，由于反吹风压力下降到低于介质压力，，， ，，已经有少量高温催化剂颗粒在介质压力作用下进入密封面间隙并群集镶嵌在压盖内侧的2～3圈填料处，，， ，，破损了此处密封面的平滑状态，，， ，，当阀门再次关闭时，，， ，，此处局部短时摩擦力急剧增大，，， ，，从而对已经热态预紧太过的填料和阀杆外貌形成局部磨粒磨损，，， ，，使密封面间隙增大。。 。。。 。同时，，， ，，填料事情温度靠近700℃，，， ，，由于局部摩擦发热严重，，， ，，热量不可实时散发，，， ，，导致填料的弹塑性变形能力降低，，， ，，甚至损坏，，， ，，不可实时赔偿密封面间隙的增大宗，，， ，，引起填料松驰和密封比压下降，，， ，，从而使介质爆发走漏，，， ，，如图3所示。。 。。。 。若是此时不可实时发明走漏情形，，， ，，接纳适当步伐，，， ，，当反吹风完全阻止吹扫时，，， ，，将会使填料密封在短期内完全失效，，， ，，阀门介质走漏量进一步加大。。 。。。 。
图3 填料磨损后介质走漏示意图
另外，，， ，，由于电动高温闸阀通过的介质为含少量催化剂颗粒的高温烟气，，， ，，这些催化剂颗粒的主要因素为Al2O3或SiO2，，， ，，硬度较高，，， ，，且烟气中还含有SO2等侵蚀性气氛，，， ，，温度高达700℃左右，，， ，，进一步恶化了填料密封的事情情形，，， ，，加剧了填料和阀杆的磨损速率。。 。。。 。当含催化剂颗粒的烟气形成的具有气固两相流性子的高温气流束从密封面间隙喷出时，，， ，，体积瞬间增大，，， ，，将压力能急剧转化为重大的速率能，，， ，，冲蚀阀杆，，， ，，最终形成沟壑状冲蚀外貌，，， ，，使阀杆报废，，， ，，如图1所示。。 。。。 。
2.2、DN1200电动高温闸阀的修复步伐
连系填料密封的结构与机理，，， ，，通过对DN1200电动高温闸阀阀杆填料密封失效缘故原由举行剖析，，， ，，从以下方面提出了刷新与修复步伐。。 。。。 。
2.2.1、坚持填料适当预紧，，， ，，严防太过预紧
电动高温闸阀在系统升温或装置情形中因温度、压力等因素爆发波动时，，， ，，由于压盖、螺栓之间的热胀冷缩速率差别，，， ，，容易导致填料压盖螺栓预紧力及填料受力情形重复转变，，， ，，当靠近压盖处2～3圈填料爆发的径向压紧力降低到小于介质压力时，，， ，，便会泛起走漏。。 。。。 。
可是，，， ，，凭证填料密封的结构与机理，，， ，，要包管填料密封100%零走漏是不现实的。。 。。。 。由于在现实应用中，，， ，，为了获得100%零走漏的密封性能，，， ，，人们思量较多的是一直给填料施加更大的预紧力，，， ，，忽视了太过预紧给填料密封带来的倒运影响，，， ，，反而加速了填料和阀杆外貌之间的磨损，，， ，，使填料密封早期失效。。 。。。 。因此，，， ，，在现实中，，， ，，为了改善摩擦性能，，， ，，只需要给填料施加适当的预紧力即可，，， ，，不可太过预紧，，， ，，可以允许反吹风有微量的走漏量，，， ，，以包管摩擦面上的冷却与润滑。。 。。。 。
为了包管填料的适当预紧，，， ，，现在较量可行的步伐是在压盖螺栓处凭证填料径向压紧总力Pr的巨细设计预紧蝶形弹簧，，， ，，如图4。。 。。。 。在长周期运行中坚持稳固的预紧力，，， ，，使填料径向压紧力坚持在较量合理的规模，，， ，，自动赔偿填料磨损，，， ，，起到了预防预紧缺乏或太过预紧的作用，，， ，，提高填料密封使用的寿命。。 。。。 。
图4 填料预紧碟簧装置示意图
2.2.2、准确组合和装置填料
电动高温闸阀选取的是柔性石墨和石墨石棉编织盘根的组合填料，，， ，，在对其举行修复的历程中需注重以下问题：
(1)对填料函内已损填料必需彻底整理，，， ，，包管新装填料环尺寸能够与阀杆和填料函内外貌配合优异;
(2)膨胀石墨选用一组差别压制压力的成型填料，，， ，，由内到外压制压力依次减小。。 。。。 。这样填料径向压紧力漫衍更匀称，，， ，，密封效果更好;
(3)装置填料时，，， ，，新填料不应随处安排，，， ，，以免外貌沾污泥砂等硬质污物，，， ，，因这些污物很难扫除，，， ，，一旦随填料装入，，， ，，会对阀杆爆发强烈磨损;
(4)新制阀杆的外貌要求平滑，，， ，，不应有刻痕、碰伤和锈蚀。。 。。。 。
2.2.3、包管吹扫管线流通，，， ，，准确实时维护阀门
闸阀装置投用后，，， ，，必需包管阀杆处的一连吹扫，，， ，，不得中止。。 。。。 。用户要未必期对阀杆吹扫管线举行巡查，，， ，，一旦发明管线有梗塞或不顺畅情形，，， ，，必需实时整理，，， ，，包管反吹风压力大于介质压力，，， ，，从而提高填料密封的可靠性，，， ，，延伸填料使用寿命。。 。。。 。
另外，，， ，，在阀门关闭或开启初期，，， ，，要频仍审查阀盖处的填料密封情形，，， ，，若是走漏量有加大趋势，，， ，，必需实时替换事情填料，，， ，，并适当预紧，，， ，，以防介质走漏情形加剧后对阀杆造成冲蚀。。 。。。 。
经由以上步伐对DN1200电动高温闸阀填料密封结构举行修复并投用后，，， ，，用户反应应用效果较好，，， ，，阀杆填料密封优异，，， ，，修复效果抵达知足。。 。。。 。
3、结论
DN1200电动高温闸阀填料密封失效的主要原由于阀杆蒸汽吹扫孔梗塞，，， ，，反吹风压力消逝，，， ，，导致含高硬度催化剂颗粒的侵蚀性烟气进入填料密封面，，， ，，使填料和阀杆之间的侵蚀和短时磨损加剧，，， ，，密封面间隙增大，，， ，，介质爆发走漏并高速冲蚀阀杆，，， ，，最终导致填料密封失效，，， ，，阀杆报废。。 。。。 。装置或替换填料时的太过预紧也是导致填料密封早期失效的缘故原由之一。。 。。。 。
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