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阀门泄漏的原因分析及设计选型的优化

时间:2013-08-18 11:15 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:陈俭波 点击次数:

  1前言

  伴随着国内石油行业的发展越来越壮大,在获得了很好的经济以及社会利益时,对生态环境的平衡也带来了很大的破坏。和别的行业相比较,石油行业还有化工行业的生产对生态环境带来的影响更严重,所以一定要严格对待这个问题。国内对废水、废气、固体废物的排放有了明确的规定,也下发了相应的处置办法,同时取得了一定的效果。不过我们还忽略了一些其他的污染源,例如阀门泄露就是我们忽略掉的一种污染源代表。因为使用阀门的地方多,使用的数量多,因为很多缘故导致阀门产生泄露,不光给生态环境带来了很大的破坏,还会浪费能源,甚至引起重大事故。所以,我们一定要严肃对待化工行业制造中阀门泄露的问题。下面就石油化工装置中引起阀门泄漏的原因以及防止和消除泄漏的方法做重点讨论。

  2阀门泄漏原因分析

  在化工行业的生产设施中掌控设施主要是阀门,阀门能够保护管道、确保设施能够正常安全运行的一个最根本的配件,其主要功能是开关管道、调整管道以及整体的压力、调整管道中流量的大小、更改物质运送方向,一遍能够达到所需要求。阀门的类型多种多样,不过按照其功能分为七种:①开关管道的阀门,主要有闸阀、蝶阀、球阀、截止阀等。②调整物质流量大小的气动或者电动阀门。③减少流体物质压力的降压阀门。④确保流体只流向一个方向不会退回的阀门。⑤制约管道体系以及设施的运转压力,使其一直处在一个固定的数值范围内,确保设施论文部落及管道的正常顺利运行的阀门。⑥疏水阀门,主要排放蒸汽管道内形成的冷凝水。⑦抽检流体进行分析的取样阀门。

  一般情况下引起阀门泄漏的原因有下列几种:

  (1)阀门的策划以及生产过程中留存的问题,导致阀门密封性不好致使流体泄露,大多泄露的量都是持续不断的小流量。所以要选择信得过的商品厂家,就能防止这种现象的出现。

  (2)阀门大多是铸造生产出的,很容易就会出现砂眼,部分砂眼有可能就会泄露出流体,这种情况,大多都是渗漏的现象,流量不多,在对阀门进行水压实验的时候就可以检查出来,换掉有问题的阀门或者选择信得过的商品厂家就能够防止这种现象的出现。

  (3)阀板、封闭的面密封性不足,就会导致流体泄露,通常是渗漏的现象或者流量较小持续性的泄露。

  (4)在阀门的生产、运送、实验、装置以及使用时损害了阀体的封闭面,导致阀门密封性变差,出现泄露现象,这种情况大多也是渗漏。

  (5)密封材料不足,导致流体在密封材料不足的地方泄露,这种情况大多也是渗漏,渗漏量比较小,不过流体大多会沿着阀杆从管道中渗漏出,对环境造成直接的影响。

  (6)阀门的阀杆不能正常工作,不能够关闭阀门或者不能把阀门整个的关闭紧密,致使流体从阀门中泄露出,这种情况一般流量都会很大,对生产设施以及附近的环境带来直接的破坏。

  (7)介质内含有固体杂质,导致阀门不能彻底关闭,引发泄露,这种情况泄露量可能较大也可能较小。

  3阀门设计选型的优化

  3.1阀杆的填料函密封

  阀杆的制造有填料进行生产的也有没有填料的。波纹管以及膜片是不需要填料的,和使用填料的阀杆相比较而言,这种没有填料的阀杆只要不因为使用时间长发生破损就绝对不会泄露,不过也有缺点,就是生产这种阀杆比较困难,造价高,并且在工作中只要发生损坏,泄露就会很严重,所以一般在采取这种阀杆时,都会再加入一层填料以防万一。填料阀杆虽然不像无填料阀杆一样稳固,不过因为构造简便,生产过程简单,成本低,所以得到了广泛的使用。是由填料箱、填料以及填料垫还有填料压缩配件共同组成了填料函。填料箱放置在阀体中,填料装置在填料箱内。填料垫放置在填料箱下面,撑持着填料箱。填料分为两种:软质以及成型填料。软质密封填料的基本材料有石棉纤维、氟纤维和碳素纤维等;成型填料有O形密封圈、V形填料等。传统的软质填料密封是靠填料压盖的轴向压力,使之在阀杆与填料以及填料与填料箱侧壁之间产生一定的径向接触应力(径向比压)而达到密封的。因此,要达到密封,压盖的轴向力必须相当大,这就造成填料与阀杆之间摩擦转矩增大,磨损增加,因而软质密封填料磨损快,须经常拧紧填料压盖螺栓或更换填料才能保证较好的密封效果。成型填料系以橡胶、工程塑料等弹塑性材料为原材料,采用模压成型或车削加工制成的各种环行密封圈。相比之下,成型填料结构紧凑,密封性能好,品种规格齐全,适用范围广,因此,目前采用较为普遍。采用合适的填料密封及填料密封组合,可以提高阀门使用的可靠性延长阀门的使用寿命,如柔性石墨环填料的组合使用就比单纯的柔性石墨环填料的密封效果好。目前国内用单纯的柔性石墨环填料的情况比较多,而国外用柔性石墨环填料组合的使用已开始流行,并且取得了良好的效果。

  3.2阀体连接部位的密封

  阀体连接地方的封闭就是说阀体和阀盖之间的封闭,普遍来讲都是使用法兰连接方式,如果阀门的横截面积比较小时,使用螺纹连接方式。阀体和阀盖之间的密封是静封闭,必须达到以下五点标准:①无论温度以及压力发生任何变化都要封闭完好。②安装拆卸的次数频繁也不会因此受损。③构造简便、严密、使用的金属能源少。④不会因为震动或者冲击负荷而受到影响。⑤无论流体的物理化学性能如何,不会因此受到影响。阀体的连接地方大多使用榫槽式、凹凸式的密封垫,最近几年,O性密封垫也得到了普遍的使用。

  榫槽式平垫片密封,是将平垫片安装在封闭槽中,这种结构在密封面上可产生很高的密封比压,通常远远超过垫片材料的屈服极限,从而保证了可靠的密封性。它适用于PN≥4.0MPa的中高压阀门。这种密封结构的缺点是:当拆卸阀门时,垫片难于从密封槽中取出,如果硬性取出,往往会将垫片损坏。

  凹凸样式的密封垫,是把平垫装置在凹凸形状的中法兰上,和榫槽样式的密封垫相比较,凹凸样式的密封垫具有以下两个优点:①拆除阀门的过程中,很容易就能够把垫片拿出来。②因为封闭槽是不平整的,所以加工技术比较简单优异。平垫的原料,可以按照技术参数以及流体的物理化学性质进行选择,可以使用铝、铜单质、铬还有橡胶石棉板。氟塑料也可以作为制造平垫的材料,不过因为氟塑料本身存在冷流性,加入封闭功能策划的不合理,就会引发严重的泄露现象。

  O形状的密封垫,构造简便,生产便利,设计完整,安装之后就可以形成足够的径向挤压产生变形,可以不用通过轴向的辅助就能够出现完美的封闭,所以,把这种密封垫运用在中法兰连接构造中,能够在很大程度上降低中法兰的大小,降低螺丝的使用量和大小,以便降低阀门自身的重力。

  4结束语

  综上所述,我们能够认识到,必须要重视在工业制造过程中阀门泄露的问题,阀门泄露会给经济成本、安全和生态环境都会产生不良的影响。要想消灭阀门泄露的现象主要的是改善阀门构造的策划,按照不一样技术要求选择适合的生产阀门的原料,提升阀门制造阶段中对品质的掌控水准,并且按照化工制造阶段中各个不一样的技术要求改善阀门的规格选择。在化工制造阶段妥善的处理好阀门的泄露情况,在制造上抓好品质关,很大程度上降低渗漏油现象带来的经济成本增加以及生态环境受损的状况。

  参考文献

  [1]章华友、晏泽荣,等.球阀设计与选用[M].北京科学技术出版社,1994年5月.

  [2]张德姜,等.石油化工装置工艺管道设计安装设计手册第三册[M].中国石化出版社.


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