蒸汽截止阀泄漏解决方案很多情况下,截止阀虽然使用时间不长,但却关不严,说明密封面已被破坏或卡了杂质,造成内漏,具体原因分析及解决方法如下: 1、 杂质卡堵: 若有高硬度的杂质卡堵到密封面,在用力关闭阀门的同时,必将损坏密封面而造成泄漏。产品解决办法:在截止阀入口端镶嵌不锈钢过滤网,滤网孔距小于密封面宽度,避免杂质破坏密封面。 一、冲蚀:是金属材料表面与腐蚀流体冲刷的联合作用,而引起材料局部的金属腐蚀。 在发生这种腐蚀时,金属离子或腐蚀产物因受高速腐蚀流体冲刷而离开金属材料表面,使新鲜的金属表面与腐蚀流体直接接触,从而加速了腐蚀过程。若流体中悬浮较硬的固体颗粒,则将加速材料的损坏。一般说来,流体的速度愈高,流体中悬浮的固体颗粒愈多、愈硬,冲刷腐蚀速度愈快。腐蚀介质流动速度又取决于流动方式:层流时,由于流体的粘度,在沿管道截面有一种稳态的速度分布;湍流时,破坏了这种稳态速度分布,这不仅加速了腐蚀剂的供应和腐蚀产物的迁移,而且在流体与金属之间产生切应力,能剥离腐蚀产物,从而加大了冲蚀速度。因此,在管道的拐弯处及流体进入管道或贮罐处容易产生这种破坏。另外,金属表面成膜的特征也可以影响冲蚀速度。硬的、致密的、连续的、粘附性强的膜冲蚀速度小,反之则大。 总之,影响冲蚀的因素有:流速和流动形式、压差、颗粒杂质、蒸汽的湿度(含水分)、金属表面成膜特性、流道口的结构等。 蒸汽经过阀门时一般以湍流形式流动,且流速较大,若蒸汽中含有水分(水珠),因水的密度是蒸汽密度的300多倍,因此产生的冲刷力也非常大,所以阀门密封面经常被冲刷出线槽型,像被钢刷打过一样的痕迹。 抑制或减少冲蚀的措施是:选择耐蚀性和耐磨性好的材料;改变腐蚀环境如添加缓蚀剂,过滤悬浮固体粒子,提高蒸汽干度,降低温度,减小流速和湍流;采用牺牲阳极作阴极保护等。 
蒸汽截止阀泄漏解决方案由此导出,减小阀门冲蚀办法: A、主要是要降低流速,降低压差,因此我们采用高进低出的流向和双阀瓣平衡结构,先打开小阀瓣时,蒸汽流速会降低,随着蒸汽通过小孔进入到大阀瓣下端,即阀门的出口端时,压差越来越低,所以相对传统低进高出结构而言,这设计让密封面的寿命更长。 B、清理杂质。 C、提高蒸汽干度,去除液滴。 D、改善阀门结构设计,尽量减少正面冲蚀。如Way′s波纹管截止阀的密封面采取了曲面分流阀瓣和平面阀瓣两种,独立阀座,平面密封,都利用“流体沿切线方向流动的原理”,可有效地保护密封面免受空化、冲蚀、汽蚀的破坏,大大增加使用寿命和密封性能。 E、密封面选用耐蚀性和耐磨性好的材料。 F、对于需要调节流量,阀门开度很小的工况,选用专业的可调式波纹管截止阀,曲面阀头可避让蒸汽对密封面的冲蚀。 二、空化:是流体通过阀门节流口时,从缩流断面的静压降低到等于或低于该流体在阀入口温度下的饱和蒸汽压时,部分液体汽化形成气泡,继而静压又恢复到该饱和蒸汽压,气泡溃裂又恢复为液相。这种气泡产生和破裂的全过程称为空化(cavitation)。汽蚀是空化作用对材料的侵蚀。空化或汽蚀的发生对控制阀阀芯产生严重的冲刷破坏,冲刷发生在流速大处,通常在阀芯和阀座环接触线或附近。由于气泡破裂,释放能量,它不仅发生类似流砂流过阀门的爆裂噪声,而且释放的能量冲刷阀芯表面,并波及下游管道。与闪蒸冲刷不同,汽蚀使阀芯及下游管道呈现类似煤渣的粗糙表面。 三、汽蚀:当介质在节流口高速流动时,其速度能急剧增加,根据能量守恒原理,压力能就会急剧下降。当压力低于饱和蒸气压后,液体就会分裂出气体来,形成气液两相流动,这就是所谓的闪蒸。当介质流经节流口后,节流速度开始逐渐下降,压力开始逐恢复,当压力恢复到大于饱和蒸气压时,气泡破裂回到液态,就在气泡破裂的瞬间,产生强大的压力冲击波,使阀芯、阀座表面的材料被冲击成蜂窝状的小孔,并引起振动和噪声,这就是汽蚀。 空化、汽蚀主要发生在疏水阀、减压阀和控制阀的节流口(密封处),因此,这些阀门的密封面必须采用耐汽蚀腐蚀性的材质,而且在结构设计时需要考虑这些因素,尽量减少这种汽蚀的破坏作用。 四、空化汽蚀对疏水阀的影响 疏水阀的功能为阻汽排水,经过疏水阀的介质为冷凝水,同时还伴随着蒸汽,冷凝水在从高压突然降到疏水阀后的低压时会闪蒸,这个闪蒸过程实际上就是一个能量转换过程,高温冷凝水从液态变成气态的闪蒸汽,在这两相转换的过程中,对疏水阀阀嘴密封处的空化破坏作用是非常严重的,因此,若此处设计时没有从结构上和材质上考虑,则一定容易出现疏水阀泄漏的问题。 另外,这冲蚀往往对着阀嘴方位,同时也在冲击这阀体,因此,往往铸铁材质的疏水阀在哲理容易出现穿孔现象。因此疏水阀选用铸钢材质是非常有优势和必要的。 
五、蒸汽截止阀泄漏解决方案空化汽蚀对减压阀和控制阀的影响 蒸汽流经减压阀或控制阀的节流口时,要进行热能和动能之间的转换,因此必须满足热力学定律,即稳定流动能量方程式:q=Δh+(1/2)Δc²+gΔz+w 阀门(如减压阀、控制阀)是变化截面的通道,不能对外做功,故w=0,而且长度很短,,进出口的位移变化忽略不计,即gΔz=0,所以此流动过程可以认为是绝热的稳定流动过程,即q=0, Δh+(1/2)Δc²=0 或者h1+(1/2)c1²=h2+(1/2)c2²=h*=定值 式中h*叫做滞止焓或工质总焓,c1 、c2为进出口的流速,h1 、h2为截面上工质的总焓。 (1/2)(c2²-c1²)= h1 -h2 通常c1 比c2小很多,忽略不计。因此 所以说,焓值减少时,工质速度增大;焓值增大时,工质速度降低。 比如,一个10bar蒸汽经过减压阀减到6bar后,流速变为 因此,当蒸汽流经减压阀和控制阀时,瞬时流速大增,对密封面的冲蚀力也就大幅增加,长期直接受到这种高流速的冲刷,密封面就容易被破坏导致泄漏。 2、 因为冲蚀破坏作用,造成内漏。 蒸汽经过阀门时一般以湍流形式流动,且流速较大,若蒸汽中含有水分(水珠),因水的密度是蒸汽密度的300多倍,因此产生的冲刷力也非常大,所以阀门密封面经常被冲刷出线槽型,像被钢刷打过一样的痕迹。 当阀门用于排污口、高压蒸汽、湿度较大的蒸汽等工况更易受到汽蚀和冲蚀破坏,寿命较短。 如:A、锅炉排污阀:污物杂质越多越硬,冲刷腐蚀速度越快,越易泄漏。 B、粮油行业的汽提塔前,阀门常常小开度运行,流速增大,易泄漏。 C、锅炉分汽缸上阀门: 减小冲蚀办法: A、主要是要降低流速,降低压差。 B、清理杂质。 C、提高蒸汽干度,去除液滴。 D、改善阀门结构设计,尽量减少正面冲蚀。 如波纹管截止阀采用高进低出的流向和双阀瓣平衡结构,先打开小阀瓣时,蒸汽流速会降低,随着蒸汽通过小孔进入到大阀瓣下端,即阀门的出口端时,压差越来越低,所以相对传统低进高出结构而言,这设计让密封面的寿命更长。 3、 开关过于频繁,密封面被磨损而导致泄漏。 若使用普通的13Cr系列材质,没有硬化处理,加工精度较低,其耐磨性较差,因此密封面容易因多次开关磨损,而造成泄漏。因此,密封面应该选用非常耐磨损腐蚀、硬度高、热稳定性能的材质,如波纹管截止阀的密封面是使用司太立合金。 4、 整体阀座,容易因铸造缺陷和焊接缺陷造成阀门泄漏。采用独立阀座,这样可确保密封面的材质,焊接性能,加工精度,进而达到密封效果。国外*均使用此结构,其他国内品牌几乎都使用整体阀座。 5、 介质的化学腐蚀和应力腐蚀,造成泄漏。 对于一些如锅炉系统工业除盐水等介质,带有弱酸碱腐蚀,因此阀门内部件应该选用不锈钢材质,对密封面选择司太立合金。 6、 密封面加工精度不高,没有研磨,容易被冲蚀和腐蚀。 加工时保证密封面的平面度,粗糙度,同轴度,并将表面研磨成镜面。 7、 为什么填料密封截止阀更易内漏? 即使有杂质卡堵,也未必一定会破坏密封面。只有当密封面上承受了过载的关闭力时,密封面才会被破坏。而填料密封因为难开关,客户一般使用加力杆,这样杠杆力矩非常大,作用在密封面上实际关闭力可能大于其能承受的大关闭力,具体计算如下: 对于PN16的截止阀,其大耐压为16*1.5=24bar,若口径为 DN100的阀门,其密封面上能承受的大关闭力为F=P*S=24*(3.14*102/4)=1884kgf,当操作手轮时,其作用在密封面上的关闭力矩=1884*D(手轮),但若使用加力杆,则;力矩=1884*【D手轮+D加力杆】,要远远大于大承受力矩,密封面也因此而变形,导致泄漏。建议使用波纹管截止阀,开关非常轻松,无需使用加力杆。 8、 截止阀内漏的泄漏量计算 若DN100的截止阀,其阀座内孔径为100MM,介质为10barg压力的蒸汽,截止阀内漏,主要是因为密封面上被冲蚀或杂质卡坏,我们把他看成是很多个小孔在泄漏,假设有10个0.2MM的小孔,则其损耗的蒸汽量为: 根据Napier方程,推导出流量计算公式, 流量(kg/h)=0.4d2( P1+1) 式中d=孔径(mm),P1=表压(Barg),那么10个0.2mm的小孔在10Barg压力时损失的蒸汽量=10*0.4*0.22*(10+1)=1.76kg/h,那么若工厂持续运行,则一年因为这个DN100的截止阀内漏而损失的蒸汽量为:1.76*24*365=15418kg=15.418T,按照目前每吨蒸汽单价200元计算,则每年因此而损失了15.418*200=3083元!而购买1台零泄漏的波纹管截止阀的价格才不到3000元,因此回收期不到一年。因此,解决截止阀的内漏问题是非常有意义,并且非常迫切的问题。  一、蒸汽截止阀泄漏解决方案截止阀外漏的原因分析及解决方法如下: 1、填料密封截止阀,多次开关填料被磨耗后即产生外漏 ---使用波纹管密封,确保零外漏。 2、使用质量不好的波纹管截止阀,因波纹管材质、制造工艺和设计缺陷造成波纹管易破裂,而导致外漏。 ---目前绝大部分厂家使用单层304不锈钢的U型波纹管,使用寿命较短。Way′s波纹管截止阀则使用双层或三层316L不锈钢材质的Ω型波纹管,寿命长达10000次以上。 3、波纹管组件结构设计缺陷造成外漏。 ---目前绝大部分厂家的波纹管与阀杆焊接在一起,当操作人员使用加力杆操作阀门时,一旦用力过度, 波纹管下端跟着阀杆转动,而上端被中法兰压紧,波纹管被扭曲变形,瞬间受到很大的径向扭矩,因为波纹管壁厚又很薄(一般0.2-0.5MM/层),因此相应的剪切应力将会很大,以至超过其抗拉强度而导致波纹管断裂。有时虽不至于立即破裂,但因为波纹管被扭曲变形,或偏心以后,大大降低了波纹管的疲劳寿命和承受压力的能力,终将导致波纹管很快疲劳断裂,从而外漏。因此优化波纹管组件结构是解决此问题的关键。波纹管截止阀则将此结构优化设计,将波纹管与阀杆分离,波纹管直接与上盖和阀瓣在一起,从根本上*解决了波纹管易破裂的问题,不可能再出现外漏。-----结构图附后。 4、焊接缺陷造成外漏。 ---波纹管与上盖等焊接处出现气孔,一旦穿孔就泄漏。需要提高波纹管的焊接质量、改善材质。 5、水锤冲击,导致波纹管破裂。 ---装在管道末端、疏水阀后的一些截止阀,经常因为冷凝水积存或倒流,产生严重水锤,而破坏波纹管,因该设法消除水锤。 6、超压使用,导致波纹管产生裂纹或破裂。 ---在大允许压力范围内使用。 7、填料密封的阀门使用在导热油等渗透率非常强的介质上,导致渗漏。 8、有杂质卡在波纹之间,强行压缩时波纹管变形,大大缩短波纹管寿命。

二、蒸汽截止阀泄漏解决方案截止阀外漏的泄漏量计算 若DN100的填料截止阀,介质为10barg压力的蒸汽,若因为填料被磨耗掉1mm,也就是说填料与阀杆的间隙为单边0.5mm,已知阀盖孔径为35mm,由此可计算出泄漏量:(式中V为流速,ρ为密度) Q=AVρ×3600=【3.14×(0.0352-0.0342)/4】×10×5.63584×3600=11kg/h 那么若工厂持续运行,则一年因为这一个DN100的填料截止阀泄漏而损失的蒸汽量为:11×24×365=96360kg=96.36T,按照目前每吨蒸汽单价200元计算,则每年因此而损失了19272元! 而购买一个DN100的波纹管截止阀的成本仅仅为2000多元,仅占损耗成本的10%,损失掉的能源成本足以购买8台的波纹管截止阀了!反过来说,购买1台波纹管截止阀的回收期不到2个月!所以说,截止阀的明显外漏是坚决要杜绝的,使用波纹管截止阀替代填料密封截止阀,在节能时代,是势在必行的,是我们这代人的责任和义务。 1、在日常使用大口径截止阀的用户中,大家常常反映一个问题,即大口径截止阀用于压差比较大的介质上,如蒸汽、高压水等带压工作时,往往很难关闭,无论怎样用力关闭,总是发现会有泄漏现象,很难关紧,造成这一个问题的原因是由阀门的结构设计与人的极限水平输出力矩不足而造成的。 一般成人的水平极限输出力为60-90kg,视不同体质而言。 一般截止阀的流向设计为低进高出,当人对阀门进行关闭时,人体水平推动手轮转动,使阀瓣向下运动,实现关闭,这时需要克服三个方面的力的组合,即: 1) 轴向顶推力Fa; 2) 填料与阀杆磨擦力Fb; 3) 阀杆与阀瓣芯部接触摩擦力Fc 力矩总合为∑M=(Fa+Fb+Fc)R 可以看出口径越大,轴向顶推力也越大,当接近关闭状态时,轴向顶推力几乎接近管网实际压力(因关闭时P1-P2≈P1, P2=0)如一个DN200mm的截止阀用于10kg/m2的蒸汽管上,其仅项关闭轴向顶推力Fa=10×πr2=3140kg,而关闭所需的水平圆周力为,已接近正常人体所能输出水平圆周力的极限,所以由一个人在这种工况下*关闭此阀是非常困难的。当然有的工厂建议将这类阀门反向安装,解决了难以关闭的问题,但又出现了关闭后难以打开的问题。 2、一般大管径管线开启时,都需要对管线进行预热,而预热过程一般要求很小流量蒸汽通过,使管线缓慢均匀加热到一定程度后,才能*开启截止阀,避免造成管线急速升温而产生过度膨胀,损坏部分连接部位。但在这过程中,阀门开度往往非常小,从而造成冲蚀率远远大于正常使用效果,严重降低阀门密封面的使用寿命。 针对上述问题,维远公司设计开发出了带平衡阀瓣的双向压力补偿结构的双阀瓣结构,*的解决上述问题,实现了双向操作都极为轻便,且密封极其严密,先小阀后主阀依次开启,对于新开启管线缓慢均匀预热,避免管线过度膨胀,并对阀门主密封面起到保护作用。不因小开度而造成过度冲蚀,影响使用寿命及密封效果。*解决了开机时管线预热过快造成焊接或弯管部位变形及拉裂等现象的发生。详见下图S25FGB DN125-350。  一、蒸汽截止阀泄漏解决方案客户现状和工艺要求: 对于一些特殊设备的工艺要求,有些物料需要使用直接蒸汽加热,同时需要通过手动调节阀门开度来控制流量,而且往往开关也很频繁,目前大部分客户均采用普通手动截止阀做调节流量使用,因调节频率较高,并且阀门经常在小开度下运行(阀门只是部分打开),导致这些工况的截止阀往往比较容易出现内漏、关闭不严、寿命很短的问题,有时甚至使用不到一个月即内漏。 二、常见的这种工况位置有: 1、粮油行业预处理、浸出车间的如下工况和精炼车间的脱臭塔前因为使用直接蒸汽的管道上,需要手动调节流量: A、DT喷射蒸汽MCV-209; B、汽提塔喷射蒸汽; C、冷石蜡油抽出泵; D、石蜡油解析喷射蒸汽; E、DT旋转阀直接蒸汽; F、蒸煮罐直接蒸汽; G、调质塔直接蒸汽; 2、饲料行业的制粒机和膨化机调质器的直接蒸汽入口。 3、其他行业 三、原因分析: 蒸汽是一种高温、高压、高流速的特殊流体,特别容易在气液两相转换时,容易产生闪蒸、空化、汽蚀的现象,而这种现象大的危害是对内密封面造成严重的冲蚀。而上述设备的截止阀因工艺的要求,常常在小开度下频繁调节,蒸汽用量时大时小,在流速变化较大的情况下,危害的程度成倍增加,从而对阀门内密封面也是成倍的破坏,进而导致阀瓣和阀座内密封面在很短时间内,就会产生内漏、关不紧的状况。
 四、蒸汽截止阀泄漏解决方案解决方案: 针对这些需调节蒸汽流量的工况,如受经济性和工艺要求等限制,不能采用自动控制阀来解决时,可以采用WAY'S品牌的“S25FGB-N(PN25)或S16FGBH-N(PN16)”--手动的可调式波纹管截止阀来解决,此型号的阀瓣结构具有控制阀一样的等百分比流量特性,*切断时采用平面密封,很大的克服了蒸汽因为空化、汽蚀而对密封面产生的破坏,寿命更长久。原因分析如下: 1、 从阀瓣结构来分析:等百分比曲面弧型结构有两个好处, A、用在上述四种工艺上,在调节阀门的流量时(也就是调节阀门的开度),相对比普通平面密封的截止阀,调节的精度和可掌控性高很多。---操作容易、精度高。 B、*切断时阀门采用平面密封,确保长时间零泄漏,寿命更长。因为当高速蒸汽流经节流口时,蒸汽会沿着等百分比曲面的切线方向流动,而不是直接冲击到*切断时的密封面。这种结构就巧妙地保护了密封面免受蒸汽“空化、冲蚀、汽蚀”所产生的危害及带来的严重破坏。当阀门需要*切断介质时,因为平面密封面完好无损,因此可以保证更长久的零泄漏。不像普通平面密封的截止阀,整个密封面暴露在蒸汽的冲击方向上,正面接受汽流的冲蚀,因此密封面很快就会被破坏,当阀门需要*关闭时,就会产生严重的内漏、关不紧、寿命短等问题。---关闭严密,寿命长。 2、从阀座结构来分析:合理的阀瓣结构能减少60%汽流冲蚀的损坏外,阀座的工艺处理也需要非常的。而一般国内截止阀,采用本体阀座,即直接在阀体内加工一个台阶,粗糙的密封面、碳钢的本体材质,都很容易被冲蚀或腐蚀掉,也容易产生焊接缺陷或加工精度不高的现象,导致容易出现内漏、关不紧、寿命短的问题。而Way’s波纹管截止阀采用冷压嵌入的独立阀座,可以使阀座在数控车床上单独加工,避免由阀体铸造或堆焊产生的密封面含气孔、沙眼、夹砂等严重影响密封性能的缺陷。 3、 从选用材质和加工工艺来分析:阀瓣和阀座表面堆焊了耐冲蚀、高硬度、耐磨损的司太立(Stellite)硬质合金,并研磨成镜面。阀瓣和阀座均可在数控机床上单独的精密加工,以确保其平面度、同轴度、光洁度及与阀体的配合精度。 4、 截止阀入口端加装过滤网,更有效的避免杂质进入损坏内密封面。
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