气分装置闸阀内漏原因分析及对策

摘要：经过对气分装置现场单闸板闸阀内漏情况的调查，初步对其内漏的客观情况进行了分析。建议提高阀体铸件的制造精度同时要在以后的装置设计过程中对该种类阀门应根据具体情况要有选择的使用。

关键词：单闸板阀；内漏；分析；对策

前言：

目前，我公司气分装置（不包括丙烯精制）所使用的阀门全部为楔式单闸板闸阀，该种阀门在使用一段时间后会出现内漏问题。阀门的内漏给正常生产带来不便，给安全生产带来隐患。尤其是冷却器和机泵的出入口阀门，一旦发生内漏将给设备的正常维修带来极大的困难。

1.气分装置阀门内漏的原因分析

单闸板闸阀都是通过阀板与密封面之间的配合而实现截流的，这样阀板与密封面之间的配合就显得格外重要。阀板与密封面间良好的配合可以有效地对管道内介质实现截止的目的，反之就会形成内漏。

阀门内漏现象的形成有各种原因，除了一些如运输过程的损坏及保养的因素之外，單闸板闸阀的内漏问题还有如下的客观因素。

1.1阀门的铸造质量问题

单闸板闸阀的内漏多集中在阀体为铸件的阀门上。没有内漏的阀门，阀板与密封面之间的配合应该是完好的（图1为单闸板阀结构图）。但阀体为铸件的阀门的情况就有所不同：铸造生产的工序多，在某些工艺过程中不易精确控制，致使铸件的质量和精度都不够稳定且机加工的性能较差。由于铸件精度的问题，使得阀板和密封面间的间隙配合出现间题就会导致阀门内漏。

1.2阀板实际轴线与密封面水平轴线不垂直

阀板轴线与密封面水平轴线在理论上应该是互相垂直的（如图2）。但由于铸件的制造误差使得有时阀板实际轴线与理论轴线形成了一个夹角（如图3），这个夹角的角度尽管很小，但也会造成阀板实际轴线与密封面水平轴线不垂直，使得阀板落入阀座时不能与密封面之间形成良好的配合，从而形成内漏隐患。这个问题在阀门制造之初可由制造厂通过研磨的方法来解决，但因为阀板为锻件，其制造精度和机加工性能均高于铸件，而整个阀体为铸件，这两者由于制造误差而形成的公差配合很难根本解决，当阀门在正常工况下运行一段时间后，阀板与密封面间的配合问题逐渐突出，形成了内漏。

1.3阀板与阀座两侧之间的夹角不相同

图4为正常情况下阀座的图形，两阀座与阀体中心线间的夹角应该是相同的，这个夹角也应与楔形闸板的夹角相同。同样是由于铸件的误差使得两阀座与阀体中心线的夹角不相同，这样当阀板落人阀座时，阀板与密封面之间不能形成良好的配合，使阀板挤向一侧阀座，造成密封面损伤，严重时造成阀板落不到位，导致内漏。气分装置泵P-405/1入口阀就发生过内漏，更换阀门后将阀门解体发现阀体铸造较粗糙，铸件表面凹凸不平，阀板与阀座之间有明显的挤压摩擦痕迹，阀板向一侧阀座倾斜。

1.4密封面磨损

单闸板闸阀是由阀杆带动阀板在阀道内上下运动从而实现截流的目的，阀板的上下运动会与密封面间产生摩擦。密封面密封形式有软密封和硬密封两种，无论是那种形式，都会因两表面间相对的上下运动所造成的摩擦而遭到破坏。因为密封面的损坏造成了阀板与密封面之间的间隙加大，管道内介质会顺着这些间隙从阀门的一端流至另一端，从而形成内漏。单闸板闸阀由于其结构的问题，使得阀板在运动时不可避免地会与密封面间产生摩擦，正是由于这种摩擦的存在，当阀门频繁开启若干次之后就会对密封面造成损伤。尽管闸阀适用于经常保持全开或全关的场合，不宜作限流和调节用，但由于生产实际中各种问题的存在，会造成闸阀的频繁开启，此外当闸阀作限流使用时，管路内高速流体也会对密封面造成冲刷磨损，这样内漏的问题也就不可避免的发生了。此外管路中的介质如果有腐蚀性或介质中的杂质有腐蚀性就会对密封面造成腐蚀，形成阀门内漏。

1.5管路中有杂质

一般的介质中或多或少、或大或小都会有各种杂质，当阀道中有较大固体杂物时，由于杂物的阻隔，阀板不能完全落下，不能与密封面形成良好的密封，阀板与密封面间存在间隙，这种情况实际上是阀板不能落到位，必然会内漏。实际操作中遇到此种情况如果操作人员对情况判断不准确都会继续用力关阀，使杂物挤压到阀道内，这样的结果是即使将阀门打开，流体也无法将杂物带出阀道了，只有将阀门法兰打开取出杂物才能关严阀门了，质地较硬的杂物还会对阀板和密封面造成硬损伤，导致阀门永久内漏。管路中的杂质通常有管道焊接时掉落的焊渣、管路中的锈皮、管路介质中所携带的杂质、北方冬季管路中可能出现的碎冰块。

2.避免单闸板闸阀发生内漏的措施

分析表明：单闸板闸阀内漏是多方面原因造成的。所以，解决单闸板闸阀的内漏问题还要由多方面入手。

2.1提高铸件的精度

阀体铸件的质量直接影响了阀板与密封面之间的配合。而这种配合又对阀门内漏问题起着重要的作用。所以，提高铸件的精度特别是提高阀道、阀座之间与阀体的各种角度的精度，可以密切阀板与阀座之间的配合，可以减少阀门内漏情况的发生。

2.2有选择地使用单闸板闸阀

单闸板闸阀由于其自身结构的问题，在阀门开启及关闭时易对密封面造成损坏，引起阀门的内漏。所以在设计过程中要有选择地使用单闸板闸阀，在关键部位、需要经常开关及介质浑浊或有固体杂质的管道上，应该尽量少选用或者不选用单闸板闸阀。在这些管道上可选用双闸板闸阀、球阀等等，因为这几种阀门阀板的运动不会与阀座形成直接的接触，不会对密封面造成损坏，可延长密封面的寿命，防止内漏情况的发生。

2.3避免介质中携带杂质

新建装置及管线投用前一定要进行彻底的吹扫，一方面对管线进行相关测试，另一方面可以将管线中的杂质带出。介质要尽量保持干净，无法保证清洁的可在管线上加装过滤器。北方炼化企业还应对介质含水管线进行必要的保温工作，防止管线内游离水结冰。

3.结论

单闸板闸阀的内漏问题除人为因素外，主要是由于阀体铸件精度、自身结构、使用保养等原因所造成的。提高阀体铸件的精度，并且在设计过程中有选择地使用单闸板闸阀，提高使用保养水平可以有效防止阀门内漏给正常生产造成的不良影响。

参考文献：

[1]张钊.单闸板闸阀内漏原因分析 《石油化工腐蚀与防护》

作者简介：

孙卓，（1980-），男，辽宁省阜新市人，工程师。