1、簡述
氣體壓力密封式密封性構(gòu)造是持續(xù)高溫高壓閥門中法蘭盤密封性副常常采用的結(jié)構(gòu)形式,某實(shí)驗(yàn)臺架組裝了兩部同樣的中法蘭盤密封性副為氣體壓力密封式密封性構(gòu)造的旋啟式止回閥。在實(shí)驗(yàn)臺架的多次交替變化壓力和環(huán)境溫度實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,再度開展變壓提溫前常溫下水壓試驗(yàn)全過程中,在其中一臺旋啟式止回閥中法蘭盤的密封性副產(chǎn)生泄露,采用檢修對策均未處理此閘閥的泄露問題。并且另一臺旋啟式止回閥在實(shí)驗(yàn)臺架子上工作中多年后,中法蘭盤密封性副也出現(xiàn)泄露。因此根據(jù)對于此事閘閥的泄露問題的剖析,論述一些專用型實(shí)驗(yàn)臺架和工程項(xiàng)目采用的專用型工業(yè)閥門的設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)主要參數(shù)的選取需用心商議。
2、性能參數(shù)
兩部旋啟式止回閥(圖1)在出廠前曾開展了P=42.0MPa的裸機(jī)閘閥抗壓強(qiáng)度及中法蘭盤密封性副密封實(shí)驗(yàn),無滲漏。

圖1氣體壓力密封式旋啟式止回閥

1油路板 2單流閥 3密封圈

(1)實(shí)驗(yàn)臺架
最大壓力14.0MPa
最大操作溫度260℃
設(shè)計(jì)方案工作壓力17.2MPa
設(shè)計(jì)方案環(huán)境溫度350℃
工作中物質(zhì)水
實(shí)驗(yàn)控制回路管道管徑65mm
實(shí)驗(yàn)臺架試驗(yàn)工作壓力21.5MPa
每一次降至自然壓常溫下后再度變壓提溫前的實(shí)驗(yàn)工作壓力15MPa
(2)旋啟式止回閥
磅級28.0MPa(非標(biāo)磅級級別)
公稱直徑規(guī)格65mm
油路板、單流閥原材料1Cr18Ni10Ti
密封圈原材料N6
與實(shí)驗(yàn)臺架控制回路接口方式電焊焊接
♂

3、常見故障
3.1、初次泄露和修補(bǔ)
實(shí)驗(yàn)臺架在開展多次自然壓升到較大壓力和交替變化工作壓力、交替變化環(huán)境溫度(按照規(guī)定的調(diào)節(jié)環(huán)境溫度和工作壓力數(shù)率轉(zhuǎn)變)升到最大壓力、環(huán)境溫度運(yùn)作和實(shí)驗(yàn)后,降至常溫常壓維護(hù)保養(yǎng)。再度開展變壓提溫前常溫下水壓試驗(yàn)(P=9.8MPa)全過程時(shí),實(shí)驗(yàn)臺架子上的一臺旋啟式止回閥在中國法蘭盤密封性副處級產(chǎn)生少量外泄露(下列稱初次泄露)。拆卸單流閥、密封圈查驗(yàn)泄露位置,密封圈內(nèi)孔突面和油路板中法蘭盤突面有物質(zhì)泄露后留下來的輕度印痕。密封圈內(nèi)孔突面的物質(zhì)泄露印痕為內(nèi)孔突面鈍角上有徑向長×寬約3×115mm的刺毛蟲狀印痕,其痕跡圍繞突面(圖2),用高倍放大鏡觀查疑是原材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)。在電磁閥中法蘭盤突面上面有一處物質(zhì)泄露的輕度印痕為圖片水印,與密封圈外突面刺毛蟲狀印痕相對性應(yīng)。實(shí)際位置在豎直油路板安全通道中心線方位(下列稱橫中心線方位)的中法蘭盤突面的一端,油路板中法蘭盤突面別的位置、密封圈外突面別的位置、密封圈內(nèi)突面和不銹鋼封頭突面末見泄露印痕,各突面處密封性壓印勻稱。

圖2、3

在拆卸維修該旋啟式止回閥中法蘭盤密封性副時(shí),對于此事閘閥中法蘭盤突面和密封圈內(nèi)孔突面孔徑規(guī)格開展了精確測量,測量規(guī)格數(shù)據(jù)信息見表1和表2。

表1、2

中法蘭盤突面和密封圈外突面在2個(gè)豎直角度發(fā)生孔徑不一致即長度軸狀況,短軸在油路板橫中心線方位,短軸在沿油路板安全通道中心線方位(下列稱中心線方位)。油路板中法蘭盤突面長度軸相距D2-D1=0.10mm,密封圈外突面長度軸相距d2-d1=0.04mm。油路板中法蘭盤突面短軸與豎直密封圈泄露印痕相匹配處規(guī)格差D1-d1=0.02mm,油路板中法蘭盤突面與密封圈泄露印痕相匹配處規(guī)格差D2-d2=0.08mm。
初次泄露采用的檢修對策為拆換新的密封圈。油路板中法蘭盤突面在實(shí)驗(yàn)臺架子上并沒有安全可靠的工作服和技術(shù)性確保碾磨突面的圓柱度,故突面并沒有碾磨,僅開展了表層光滑度解決。
新密封圈內(nèi)孔突面孔徑d=120.16mm,比工程圖紙需要的上標(biāo)準(zhǔn)值大0.196mm,與油路板中法蘭盤突面中心線方位孔徑空隙為D1-d=0.02mm,橫中心線方位孔徑空隙D2-d=0.08mm,相互配合空隙合乎工程圖紙給出的容許相互配合較大空隙(0.291mm)。與此同時(shí)構(gòu)想根據(jù)實(shí)驗(yàn)工作壓力給予的密封性力使新密封圈在中心線方位(油路板中法蘭盤突面的短軸方位)產(chǎn)生過多塑性形變來增加橫中心線方位(油路板中法蘭盤突面的短軸方位)的密封性比壓,防止長橫中心線方位很有可能造成的泄露。
新密封圈在水壓試驗(yàn)(常溫下實(shí)驗(yàn)的壓力為15.2MPa)全過程中達(dá)到了油路板中法蘭盤密封性副的密封,并在常溫下實(shí)驗(yàn)工作壓力的前提下再度對密封性扭矩地腳螺栓開展扭矩,增加密封圈的形變量,使橫中心線方位空隙盡最大的有可能的獲得填補(bǔ),確保密封性副密封需要的密封性比壓。
♂

3.2、2次泄露和檢修

實(shí)驗(yàn)臺架再度溫態(tài)工作狀況運(yùn)作實(shí)驗(yàn)時(shí),在超高壓高溫(工作壓力14.0MPa、環(huán)境溫度240℃)運(yùn)作超出4h后,當(dāng)工作壓力降低至8.9MPa、環(huán)境溫度212℃以內(nèi)時(shí),該閥在中國法蘭盤密封性副處級再度又產(chǎn)生泄露(下列稱第2次泄露)。經(jīng)再度拆卸單流閥和密封圈查驗(yàn),泄露的主要位置在中國法蘭盤突面橫坐標(biāo)方位的兩邊突面處,與中心線對稱性,其泄露印痕為可以除去鐵鮮紅色(與其它位置不一樣)。相匹配的密封圈外突面鈍角上有寬約20mm、徑向長6mm、上下對應(yīng)的2處泄露沖洗印痕,痕跡狀況為聚集條狀溝痕(圖4、圖5和圖6),油路板中法蘭盤突面別的位置、密封圈外突面的其它位置、密封圈內(nèi)突面及不銹鋼封頭突面等處末見泄露印痕。

圖4、5、6

油路板中法蘭盤突面與初次泄露查驗(yàn)精確測量一致,密封圈在拆卸流程中有形變,密封圈的外突面規(guī)格故并沒有精確測量。

♂

4、剖析
4.1、初次泄露緣故
(1)密封圈刺毛蟲狀印痕泄露處疑是原材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺點(diǎn),可能是材料煅造內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)。在交替變化工作壓力、交替變化超高壓高溫及最大壓力和環(huán)境溫度功效下,造成密封圈泄露處材料煅造內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)持續(xù)拓展,在煅造內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺點(diǎn)處造成物質(zhì)泄露。
(2)油路板中法蘭盤突面孔徑規(guī)格不一致,在中心線方位規(guī)格限定了密封圈的上調(diào),造成了在橫坐標(biāo)方位的密封性比壓小。由其在交替變化工作壓力、交替變化超高壓高溫及最大壓力和環(huán)境溫度功能時(shí),中心線方位規(guī)格更為限定了密封圈的上調(diào),并有可能使橫坐標(biāo)方位密封性比壓降低,不可以確保密封性的規(guī)定,產(chǎn)生物質(zhì)泄露,沖洗拓展了密封圈的煅造內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺點(diǎn),伴隨著時(shí)間發(fā)展趨勢泄露量將不斷擴(kuò)大。
4.2、第2次泄漏緣故
(1)油路板中法蘭盤突面在橫坐標(biāo)方位和中心線方位存有的大小偏差并沒有開展修補(bǔ)。密封圈外突面在電磁閥中法蘭盤突面的密閉中2個(gè)角度的空隙不一致,油路板中法蘭盤突面在沿安全通道中心線方位與密封圈外突面的間距小,油路板中法蘭盤突面在橫中心線方位與密封圈外突面的空隙大。物質(zhì)工作壓力(閘閥維修后給予的最大實(shí)驗(yàn)工作壓力15.0MPa)給予給中法蘭盤的密封性力,在電磁閥中法蘭盤密封性副中順著油路板安全通道中心線和橫軸線方位的密封性比壓不一致。油路板中法蘭盤密封性副在橫中心線方位密封性比壓小,且不可以像商品在出廠實(shí)驗(yàn)工作壓力(42.0MPa)那般給予充足的密封性力來提升油路板中法蘭盤密封性副在橫中心線方位密封性比壓,達(dá)到超高壓高溫及交替變化工作壓力環(huán)境溫度情況下物質(zhì)的密封性。
(2)密封圈外突面在電磁閥中法蘭盤突面的密閉中2個(gè)角度的空隙不一致。在交替變化工作壓力和環(huán)境溫度功效下時(shí),油路板安全通道中心線方位的空隙和油路板安全通道橫中心線方位的空隙伴隨著交替變化工作壓力和環(huán)境溫度功效,產(chǎn)生油路板安全通道橫中心線方位的密封性副密封比壓減少不可以確保密封性,造成物質(zhì)泄露。
4.3、中法蘭盤密封性副偏差緣故
從零件的生產(chǎn)加工尺寸測量,油路板中法蘭盤突面在順著油路板安全通道中心線角度和橫中心線方位規(guī)格一致。密封圈外突面豎直方位精確測量規(guī)格基本一致,相距0.002mm(厚壁件屬正常的),密封圈外突面的圓柱度不危害密封性(密封圈內(nèi)突面與單流閥密封性接解觸的時(shí)候會(huì)將密封圈外突面校圓)。經(jīng)剖析和認(rèn)證,油路板中法蘭盤突面沿中心線角度和橫中心線方位規(guī)格不一致的因素是因?yàn)殚l閥裸機(jī)開展42.0MPa抗壓強(qiáng)度及中法蘭盤密封性副密封實(shí)驗(yàn)而致。

5、主要參數(shù)挑選
氣體壓力密封旋啟式止回閥是按專用型實(shí)驗(yàn)臺架具體應(yīng)用工作狀況開展的設(shè)計(jì)方案。實(shí)驗(yàn)臺架的性能參數(shù)引進(jìn)相關(guān)閘閥工作壓力級別的非標(biāo)工作壓力級和所明文規(guī)定的實(shí)驗(yàn)工作壓力,即磅級為28.0MPa,實(shí)驗(yàn)的壓力為42.0MPa。
油路板中法蘭盤突面在沿中心線角度和橫中心線方位形變不一致和超出容許的形變值,從測算的方面解析是因?yàn)橛吐钒逯蟹ㄌm盤突面的硬度不足,在測試工作壓力的效果下,超出容許的形變量。
同樣的旋啟式止回閥按專用型閘閥設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)主要參數(shù)為設(shè)計(jì)工作壓力17.16MPa,設(shè)計(jì)方案環(huán)境溫度≤350℃,壓力13.73MPa,打壓試驗(yàn)工作壓力21.45MPa。該商品運(yùn)用在同樣工作狀況的別的實(shí)驗(yàn)臺架子上,工作中幾十年無一產(chǎn)生泄露。
具體運(yùn)用表明,閘閥設(shè)計(jì)方案中應(yīng)仔細(xì)剖析其工作狀況主要參數(shù),不可以草率的引進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的主要參數(shù)。此閥的泄露是因?yàn)橐M(jìn)規(guī)范中的非工作壓力級別,并按規(guī)范的打壓試驗(yàn)工作壓力(42.0MPa)實(shí)驗(yàn),又并沒有按此參數(shù)設(shè)計(jì)方案中法蘭盤抗壓強(qiáng)度,發(fā)生油路板中法蘭盤突面在2個(gè)角度的形變不一致和過多形變。這種情況特別是在不適合不斷交替變化的超高壓高溫運(yùn)作工作狀況。
6、結(jié)束語
剖析和應(yīng)用結(jié)論證實(shí),若根據(jù)裝配平臺的實(shí)驗(yàn)工作壓力開展設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn),閘閥就不可能產(chǎn)生問題,即節(jié)約了資料又達(dá)到了裝配平臺工作狀況必須。因而為一些獨(dú)特工程項(xiàng)目所制定的工業(yè)閥門,不可以草率的運(yùn)用規(guī)范或引入規(guī)范中的高主要參數(shù)。假如工業(yè)閥門是特意為某一工程項(xiàng)目和裝配平臺專業(yè)設(shè)計(jì)方案(并不是工程項(xiàng)目和裝配平臺采用規(guī)范工業(yè)閥門),一定要考慮到達(dá)到工作狀況主要參數(shù)和獨(dú)特工作狀況標(biāo)準(zhǔn),盲目跟風(fēng)引入規(guī)范中的高過裝配平臺和工程項(xiàng)目上的性能參數(shù)是不可取的。假如一定要采用規(guī)范中的高主要參數(shù)(這種主要參數(shù)在專用型裝配平臺和項(xiàng)目的情況和實(shí)驗(yàn)上始終不采用的),則務(wù)必用心強(qiáng)度校核各部份的抗壓強(qiáng)度,那樣做可能造成閘閥構(gòu)造擴(kuò)大,導(dǎo)致消耗,也不適宜專用型實(shí)驗(yàn)臺架和工程項(xiàng)目上的獨(dú)特必須,一旦運(yùn)用也有可能給實(shí)驗(yàn)臺架和工程項(xiàng)目上產(chǎn)生該商品產(chǎn)生滲漏的安全隱患。