配水闸

平板闸阀技术解密

发布时间:2023/6/8 21:35:41   
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平板闸阀

平板闸阀

平板闸阀是一种关闭件为平行闸板的滑动阀。其关闭件可以是单闸板或是其间带有撑开机构的双闸板。闸板向阀座的压紧力是由作用与浮动闸板或浮动阀座的介质压力来控制。如果是双闸板平板闸阀,则两闸板间的撑开机构可以补充这一压紧力。

导流孔

平板闸阀按照闸板结构可以分为有导流孔的平板闸阀和无导流孔的平板闸阀,输送油品及天然气用主管线采用有导流孔的平衡板阀,对于不通清扫器的管线,可用无导流孔的平板闸阀。

无导流孔的平板闸阀比有导流孔的平板闸阀重量轻,而且价格要低15%左右;但是无导流孔的平衡闸阀的阀座密封面不是始终受闸板保护的,因而有可能被介质冲刷或者杂物磨损;而且闸板上的附着杂物,闸门开启和关闭时杂物有可能调入阀腔底部。所以,无导流孔的平板闸阀质量可靠性低于有导流孔的平板闸阀。

全通径设计:

平板闸阀阀体的流道可分为全通径形式和缩径形式。全通径阀门一般应用在通球的场合中,像国内知名的西气东输等管道项目的线路截断阀就是用的全通径阀门。全通径阀门具有压损小等优点,在一些站场或者装置上也可以考虑采用这种阀门,减少介质在管线的压降问题。

文丘里设计:

文丘里结构阀门的优点是,对于同一规格的阀门,可减小阀瓣和阀座尺寸,减小阀门重量,降低启闭力或力矩。执行机构的成本也可有相当大的节省。

阀门打开:无阻碍地流动。导流孔连接缺口,完成文丘里形成通道并保护阀座面。

阀门打开

阀门关闭:流体压力(箭头指示)使出口侧的阀瓣与阀座接触。

阀门关闭

蒸汽清扫管道

在调试期间或对现有设施进行大量维修后的常见做法是在开始蒸汽清洗操作之前安装牺牲阀代替主蒸汽截止阀。该过程确保主蒸汽截止阀内部不会受到系统中不可避免的碎屑的任何损坏,但是更换这两个阀是耗时且昂贵的操作。

阀门配有一组临时的内部组件,其中包含下游阀座保护,而导流孔中的孔眼可确保在完全打开的排放位置蒸汽流可以平滑地流过阀腔空间。清洗作业完成后,临时内部装置将拆除和翻新,可在下一个装置上使用或在库房中存放以备将来清洗时使用。

平板闸阀的特点

平板闸阀特点是流阻小,不缩口的流阻与短直管的流阻接近。由于闸板是在两阀座面上滑动,因此平板闸阀也适用于带有悬浮颗粒的流体。

双阻断泄放功能:当阀门打开或关闭时,阀门中腔不会泄露来自上游和下游的介质,便于中腔排放和检漏。

防火设计:当O型圈和PTFE被烧毁后,在流体压力作用下闸板与固定器、固定器与阀体形成金属密封,从而将流体隔断,此外,因中法兰垫片和填料均采用石墨和金属材质,从而防止外漏。

自泄压功能:当中腔压力较高时,在中腔流体作用下,会将固定器压回,从而避免中腔压力过高而形成事故。

但平板闸阀的操作模式限制了它的应用:

(1)当介质压力较低时,金属密封面的密封力不足以达到令人满意的密封效果。

(2)对阀门的频繁操作可能会导致密封面的过度磨损,具体磨损程度与流体压力、密封面宽度、介质的润滑能力和密封材料的耐磨性能有关因此,平板闸阀通常只适用于操作不频繁的场合。

(3)平板闸阀的导向闸板和闸板元件是松连接,在切断高速和高密度的流体时.易产生强烈振动。

(4)只有当圆形流道中横向运动的圆形闸板处于阀门关闭位置的50%和全关闭位置之间时,这种阀门对流量的控制才比较敏感。因此,千板闸阀通常只用作开关阀。但某些平板闸阀也可以于节流,如将阀座制成V字形通口的乎板闸阀。

双闸板平行滑动闸阀

双闸板平行滑动闸阀其关闭件由两只闸板构成,闸板之间装有弹簧。弹簧的作用是保持进、出口密封面的滑动接触并在流体压力较低时增加密封载荷:闸板的运动限制在一个带状环中,防止在阀门全开位置时闸板继续无限制地张开。

平行滑动闸阀还有其它一些突出的优点:

其密封面能够自动定位;阀体的热变形不会影响阀座的密封性能;阀门在冷态下关闭时,阀杆的热伸长不会使密封面过载此外阀门关闭时,不需要闸板的关闭位置具有较高的精度,因此这种阀门可配用行程限制型电动装置。阀盖:

CLASS-级

阀盖到阀体的连接是通过螺栓连接的阀盖设计来实现的,可剥离石墨垫片密封阀盖是CLASS和级低压理想的应用。

CLASS级包含一个可剥落的石墨填充螺旋缠绕垫圈。适用于中压应用。

CLASS-级,

在CLASS级以上,采用压力密封的阀盖。

作用在阀盖上的压力激活了剥离石墨的弹性垫片,从而形成阀盖密封。这是高压阀非常有效的密封。

后座

阀门的全通径和文丘里设计都包含一个后座。只有当阀门处于完全打开的位置时,并且手轮回绕直到导流孔接触包含后座设备的机械止动件时才能使用此功能。

后座的原理只能在不太可能发生压盖泄漏的情况下使用,以将压盖与系统压力隔离,直到工厂停机并进行维修。在任何情况下,为了修理有问题的密封压盖,都不应在系统受压的情况下取出后座。在正常操作下,阀门只能打开到后座的3mm内。

压盖填料

高效材料如可剥离石墨和碳纤维用于密封填料和密封垫圈。

动载荷压盖密封系统作为额外的设计用于免维护的阀杆密封。

调节功能

平行板闸阀可配有V型出口阀座,使其理想适用于调节任务。

阀杆导向

在一个平行板闸阀上,外部阀杆导向提供两个重要的功能:

a)阻止阀杆旋转

b)阀瓣位置相对于阀座孔的目视指示器。

为了防止对平行板闸阀的阀杆导向和内部连接件的损坏,尤其是在较小的尺寸上和那些电动或齿轮操作的阀门上,应始终遵循定位座位的概念,以实现关闭。例如,

a)当隔离一个手动阀时,一旦阀瓣被移动到关闭的位置,手轮应该被折回以消除间隙。

b)电动操作阀应该总是被设定在限位开关上,而不是在扭矩开关上,否则因为阀门组件的压力过大,会造成大的损坏。

阀瓣和阀座

阀瓣和阀座是全金属设计的,适用于广泛的温度范围。

在密封表面形成一个厚厚的硬面材料面。这样可以在维护期间进行许多重新研磨操作。

PressuresealedbonnetonClassandabove.

ClassModified9%Crvalves.

旁通阀

旁通阀用于均衡封闭的主阀两侧的压力。也可用于主阀关闭时,加热下游管道工作。旁路阀也经常被用作克服压力锁定的手段。这是通过在主阀和旁通阀之间安装平衡管来实现的。如果需要,旁通阀可以连同相关管道一起提供给主阀。

压力锁定

平行板闸阀可能发生压力锁定(或有时称为隔板加压)。这在ASMEB16.34第2.3.3段中有描述。

流体热膨胀。压力锁定发生在当环境温度下的流体被捕获在阀体的隔间腔中时,如果加热(与工厂预热有关),并且阀处于关闭位置,则可能产生过大的压力。压力在隔腔中产生,并且可以达到超过阀的额定压力的值。如果在加热期间阀门打开或部分打开,则不能发生锁定。

如果发生压力锁定,可以提供以下解决方案:

在上游阀座上钻出的小孔是防止压力锁定的便宜手段。由于阀门将是单向的,因此阀门的入口和出口必须清楚地标有识别板和流向箭头。安装均压管将隔腔连接到阀体的最高压力侧,是一种简单而清晰可见的防止压力锁定的方法。这种布置的缺点是它使阀门单向。如前所述安装均压管,但通过添加隔离球阀可以防止压力锁定,同时具有使主阀双向的附加优点。在正常的工厂运行期间关闭球形隔离阀,将在管道预热期间或在可能发生压力锁定的任何其他情况时打开球形隔离阀。提供均衡旁通阀,除了作为旁路之外,还提供了防止在隔腔内产生压力的装置。在正常的工厂运行期间,关闭均衡旁路。在主阀关闭,管道预热或在可能发生压力锁定的任何其他情况下,打开均衡旁路。

阀杆插入压力增加

当平行板闸阀与水一起使用时,例如在高压给水应用中,当阀门关闭时,阀体隔腔内压力可能超过管路压力,从而产生液压锁定。

当阀杆从打开位置开始移动时,它像液压缸似的将水排开。对于大部分行程中,排出的水流入管道,但是当阀瓣与阀座接触时,就无法再这样做了。当阀门行程完成时,可能出现的情况是:在隔腔内积聚过多的压力。

该问题的解决方案与防止压力锁定的解决方案相同。

电动执行器操作的旁路阀

当认为有必要对旁路阀进行动力操作时,可提供单独的执行器。旁路阀执行器可以配有本地或远程按钮,但是不可能以“加温”目的打开“一英寸”的旁路阀。旁通阀必须与主阀互锁,以确保旁路完全打开,然后才能打开主阀。当主阀达到“完全打开”位置时,还提供了一个互锁来自动关闭旁路。

手动旁通和排水阀联锁

可以在手动旁路和排水阀上提供电气互锁,以确保在主阀动作之前,遵循正确的动作顺序。

材料

当输送天然气为低温时,平板闸阀阀体和阀盖采用ASTMALCC或者ASTMALF2,阀杆材料为ASTMAF,阀板材料为ALF2或者AF,表面经辉光离子渗氮处理。阀座一般为金属阀座镶嵌聚四氟乙烯。金属阀座材料为ALF2,表面经辉光离子渗氮处理或者用F表面堆焊钴硬质合金,软密封阀座材料为PTFE,阀座后面为InconelX。

当输送介质为高硫天然气时,平板闸阀阀体和阀盖采用抗高硫的专门冶炼的优质抗硫钢,对于阀门主体材料(阀体、阀盖、阀板和阀板)必须是采用电弧炉冶炼的低碳、超低硫、低磷的细晶粒的全镇静纯净钢。用Si-Ca合金作脱氧材料,终脱氧用Al或加Ti变质处理;

冶炼、铸造时必须要对其夹杂物进行控制,使其铸件金相组织最小可能出现非金属夹杂物,而其不能有明显的柱状偏析。热处理方式为退火或正火+高温回火,以获得均匀地抗硫性能的回火索氏体。HB硬度不大于。

要满足抗高硫腐蚀和高氯离子等的腐蚀及通过“SSC”和“HIC”试验(“SSC”是指:介质中含硫化氢和水时,潮湿的硫化氢环境中产生的氢原子渗透到钢的内部,固溶于晶格中,使钢的脆性增加,在外加拉应力或者残余应力的作用下形成的开裂,叫“硫化氢应力腐蚀开裂”;“HIC”指:在介质中含硫化氢和水时,硫化氢和金属反映,电化学腐蚀时有氢的析出,形成含氢气的鼓泡及氢脆,氢诱发硫化物应力腐蚀的开裂,即使“氢致开裂”,“HIC”的发生不需要外加应力),铸造、冶炼时需要严格控制抗硫腐蚀钢的化学成分及热处理工艺。

平板闸阀安装要求

平板闸阀在安装过程中,除了像其他阀门安装时一样保证精度外,还应当注意;平板闸阀不能水平安装。当平板闸阀水平安放(指阀板的大平面与地面平行)时,由于重力的作用,不可避免的使阀杆成为悬臂梁而产生挠性变形,造成阀门的阀板倾斜下沉。而平板闸阀则会产生不能吻合的接触。平板闸阀的闸板几乎所有的重量及变形后的位移全部压在下面阀座的下半圆上,从而使阀座的O型密封圈和背面弹簧无法运动,又因阀座与阀座孔有很高的同心度,因而下阀座更不可能自行倾斜于阀板吻合。这样下阀座与平板阀板之间产生里面压实而外面有缝隙的情况;平板闸阀上面的阀座在重力及背面弹簧的共同作用下,与产生挠性变形的阀板在发作外面先接触,而阀板里面由于阀座与阀座孔有很高的同心度,因而上阀座不可能自行倾斜与阀板吻合。这样上阀座与平行阀板之间产生外面半圈贴紧里面有空隙的情况。所以,水平安装的平板闸阀往往会产生“内漏”。



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