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国标浮动式软密封球阀密封原理及故障解决办法

适用于供水、石化、冶金、矿山、轻纺、能源、造纸、食品、 钢铁等管路系统中对介质流向进行切换以及对介质的分流或 混合流体。球阀一般由静止件（阀体）与关闭件（球体）两部分组成，通过关闭件（球体）绕阀体中心线作 90o旋转来开启、关闭阀门。球阀可分为固定轴式和浮动轴式球阀两种，今天主要讨论固定轴式球阀的结构及其密封原理。

一、国标浮动式软密封球阀密封原理及故障解决办法密封原理分析
球阀对气体介质的密封是靠球体与阀座密封圈紧密结合形成的软密封实现的。阀座密封原理随阀座结构不同而各有差异，主要可分为双活塞效应（DPE）和下游自泄放(SR) 两种。
下游自泄放设计球阀现主要用于液体管道，因此本文主要针对在气体管道中应用较广的双活塞效应（DPE）设计球阀进行分析。
双活塞效应 Double Piston Effect（DPE）阀座结构与密封原理分析
在以下双活塞效应（DPE）密封结构示意图中，各作用力均描述如下：
FF—阀座弹簧弹力        F△A—干线/阀腔压力对阀座作用合
FR—阀座所受合力        A—合力作用面积

由附图 2.1 与附图 2.2 可见，以双活塞效应结构（DPE）阀座为受力分析对象，干线压力与阀腔压力对阀座的作用力 FR= FF+ F△A，所受合力 FR 方向始终指向阀座，即干线与阀腔压力均使阀座密封圈向球体压紧，始终实现球阀阀座良好密封。

球阀两个阀座均采用双活塞效应阀座结构设计，即为双活塞效应（DPE）结构设计，它能够确保球阀两个阀座同时实现良好密封。对 Grove B-5 这类球体带有平衡孔的球阀而言，双活塞效应密封结构是的标准设计模式。鉴于双活塞效应结构的良好密封表现，近些年，许多阀门生产制造商都开始广泛使用类似于双密封的球阀设计结构。
在实际生产中，由于对 DPE 球阀维护不当或某些的 DPE 球阀设计规格或选取的密封圈材料不当，而这些 DPE 优良的密封设计支持下成为了导致球阀抱死主要原因之一。

国标浮动式软密封球阀密封原理及故障解决办法工作原理
是靠旋转阀杆来使阀门畅通或闭塞。球阀开关轻便，体积小，可以做成很大口径，密封性可靠，结构简单，维修方便，密封面与球面常在闭合状态，不易被介质冲蚀，在各行业得到广泛的应用。
       国标浮动式球阀只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密。平等的阀体内腔为介质提供了阻力很小、直通的流道。通常认为球阀适宜直接做开闭使用，但近来的发展已将球阀设计成使它具有节流和控制流量之用。球阀的主要特点是本身结构紧凑，易于操作和维修，适用于水、溶剂、酸和天然气等一般工作介质，而且还适用于工作条件恶劣的介质，如氧气过氧化氢，甲烷和乙烯等。球阀阀体可以是整体的，也可以是组合式的。本类阀应安装在管道的水平方向。
国标浮动式软密封球阀密封原理及故障解决办法特点
1、浮动球阀唇形密封阀座，确保阀门密封性能好，摩擦系数小，操作力矩小。
2、阀杆防飞结构：阀杆为下装式，防止受压飞出，同时可在火灾后，与阀体形成金属接触，确保阀杆密封。
3、防火防静电装置（软密封浮动球阀）。
4、带锁装置。为防止阀门开关误操作，在阀门全开、全关位置有锁定孔，确保阀门处于正确位置。
5、浮动球阀适用于经常操作，启闭迅速；相对体积小，重量轻，便于维修；不受安装方向的限制；流体阻力小，无振动，噪音小。

球阀抱死故障主要原因及判断方法

步骤 1：须首先打开传动齿轮箱判断是否由传动齿轮箱内发生严重锈蚀、轴承损坏或存在异物卡阻，导致阀门无法正常操作。若判定非此原因则进入下面步骤。
步骤 2：对球阀进行排污操作，若阀腔内有气压，则可初步判断抱死原因为密封座卡阻。密封阀座正常应有0.003英寸的横向移动空间，若注入的密封脂硬化、污物杂质卡入阀座缝隙、或密封座弹簧工作不正常均可造成密封座卡阻、球阀抱死。
步骤 3：对球阀排污，若腔内无气压，则判断为由阀腔与干线压差过大导致球阀抱死。阀腔与干线压差过大时，密封座压紧球面，操作扭矩过大，球阀抱死无法正常操作。

根据球阀密封原理、故障原因分析及球阀抱死故障实地成功排除经验，总结抱死故障排除方法如下：
（1）传动齿轮箱故障：作为预防性维护，须每年定期打开齿轮箱，检查箱内传动机构润滑、防锈及部件完好情况，清理箱内污水、异物，并更换补充新鲜黄油，若轴承等部件损坏须及时更换，以确保传动机构工作状态良好，阀门操作顺畅。
（2）密封座卡阻故障：首先注入清洗液浸泡（浸泡时间可根据阀门注脂情况而定）、再经排污排出污物杂质，消除密封座卡阻；若经反复清洗、排污，阀门仍无法正常操作，可判断为密封座弹簧等部分异常，须拆卸解体阀门进行检修。
（3）阀腔与干线压差过大：一般首先注入清洗液浸泡后排污，清洗掉密封面原有密封脂，若阀门本身存在一定量内漏，则可实现阀腔与干线压力平衡；若故障仍存在，则考虑按照图 3.1 所示制作排污咀注气装置连接到球阀排污咀平衡阀腔与干线压差，消除抱死故障。这套平压装置结构简单易于制作，且效果明显，利用该套装置已成功解决我公司如大港站某厂 12〞球阀等其他多起阀门抱死故障。机加连接件一端为快装接头，一端为配合排污咀接口规格的螺扣，建议工程师根据常见阀门排污咀接口规格制作一组机加连接件随时备用。

国标浮动式软密封球阀密封原理及故障解决办法试验压力  

国标浮动式球阀技术规范

 
国标浮动式球阀主要零件及材质

1、改进排污咀安装方式：普通球阀的排污咀是直接安装到阀体接口上的，由于阀门可能存在内漏，当排污咀出现故障或需要向阀腔注气平压时，必须拆卸排污咀进行维修，漏入阀腔的高压介质将可能对维修作业人员带来危险。因此建议干线球阀排污咀安装推广两阀组设计方式，在排污咀前加装两个控制阀与阀体相连，控制阀后安装排污咀，以提高相关维护、检修作业的便利性与安全性。另外两阀组排污咀安装方式还可实现大口径排放，以减少渐开排污咀时产生截流冰堵的风险。如下图 4.1 所示。