閘閥的密封改造及應用

【摘 要】閘板與閥桿是閘閥的控制和密封部件，起著切斷和控制介質流量的作用。本文通過對閘閥的改造，使之改造后連接處增加了密封，降低了腐蝕，并通過在污水站的現場實際應用，取得了較好的效果。

【關鍵詞】閘閥；密封；改造與應用

0 引言

閘閥是截斷閥的一種，按閥板結構的不同可分為楔式和平行式，按閥桿螺紋可分為明桿式和暗桿式，它主要由閥體、閥蓋、閥桿、閘板、密封填料及驅動裝置手輪等組成。由于閘閥具有流動阻力小、結構長度短、啟閉較省力、介質流動方向不受限制、體型較簡單易于鑄造等諸多優點，所以在各大油田得到了廣泛的使用。但是，由于閘板和閥桿連接處沒有密封裝置，閘板容易在電偶腐蝕、細菌腐蝕和機械力矩的作用下引起腐蝕，發生閘板脫落現象，從而縮短閘閥的使用壽命。針對這一問題，必須對閘板與閥桿連接處進行了改造，就顯得尤為重要。

1 閘板與閥桿連接裝置結構分析

1.1 改造前的狀況

從閘閥在污水處理站的使用情況來看，由于應用在污水處理站，處理量為5000m3/d左右，閘閥經常出現閥桿脫落的問題，造成設備停運、管線停輸或泵抽空憋壓，影響正常生產。更換新閥門不但增加成本支出，而且還增加工人的勞動量。

經現場分析發現：原來的老式閘閥閘板結構不合理，閘板在化學腐蝕、電化學腐蝕、機械力矩以及在水力沖擊作用下，掛耳處容易被腐蝕破壞，造成閥桿接觸不牢而脫落，同時在使用過程中還存在以下幾個問題：沒有密封裝置，腐蝕速度快；閥體上部介質流速慢，易滋生硫酸鹽還原菌（SRB），它為厭氧菌，易生于水流較慢的地方或死水區；閥板和閥桿不同材質（閥桿是不銹鋼，閥板是鑄鋼），容易形成電偶腐蝕；常開、常關的機械力矩和水力沖擊損害。

1.2 改造后的結構

改造后的閘閥主要是由閥體、閥蓋、閘板、閥桿、彈性卡簧、耐腐蝕橡膠管、聚氨酯泡沫塑料等組成，閘板和閥桿連接處分別加工出凹形槽，將耐腐蝕橡膠軟管用彈性卡簧分別固定在閘板和閥桿上，再在耐腐蝕軟管內充填聚氨酯泡沫塑料，充填之前，先把閘板和閥桿拉伸到最大距離，以防止在使用過程中造成聚乙烯密封層的破壞。

改造后，閘板和閥桿連接裝置具有以下幾個特點：密封效果好，使用周期長；操作簡單，投資少，效益高；減輕勞動強度，節約成本。

2 閘板與閥桿連接裝置的改造原理

決定腐蝕的存在就其自身而言不是一個大問題，在多數情況下用眼就可以很容易觀察到腐蝕的損壞，然后，識別出腐蝕機理類型和采取適當的糾正措施較為困難，腐蝕的原理如下：

2.1 電偶腐蝕原理

大量試驗證明：當一種金屬（或合金）與別一種金屬（或導電的非金屬）在同一種電解質中連接時，便會發生電位較正的金屬減輕腐蝕、電位較負的金屬加速腐蝕的現象。閘板和閥桿屬不同質，閘板一般是碳素鑄鋼，閥桿一般是合金鋼，閘板電位較閥桿電位為負，所以閘板雙耳處易被腐蝕，從而造成閘板脫落，致使閘閥不能使用，該現象就是電偶腐蝕，它的形成必須具備三個條件：連接的金屬或合金具有不同的電極電位；處于同一種共有的電解液中；有一個共有的電通路。

2.2 硫酸鹽還原菌腐蝕原理

就電子轉移而言，這是因為其腐蝕過程就是一個電解過程。這就是說，在陽極和陰極部位間電子轉移導致了腐蝕點的形成。當這種現象發生時，任何厭氧硫酸鹽還原菌的出現就減少了SO4--2，出現在井液中就成為了硫酸根離子，它和氫反應就產生了H2S，H2S能和其它離子反應，就產生了硫化鐵，它能夠不斷地附著在部件上，硫化鐵然后就形成了垢下腐蝕。

腐蝕往往不會以單一形式出現，它常常是多種形式同時出現，硫酸鹽還原菌不但存活在土壤中，還存活在油田污水中。油田污水含有大量的硫酸鹽還原菌（SRB），硫酸鹽和其他腐蝕產生的原子態氫，硫酸鹽還原菌要繁殖，在它們代謝過程中需要氫或某些還原物質，將硫酸鹽還原成硫化物，利用反應的能量而繁殖。其反應方程如下：SO42- +8H-→S2-+4H2O

硫酸鹽還原菌對鐵的腐蝕機理是去極化，腐蝕產物覆蓋在管壁或閥壁，與沒有被覆蓋的鐵構成一個腐蝕電池，加速金屬的腐蝕。另外，這些覆蓋也為硫酸鹽還原菌的生成創造了良好的厭氧環境，造就了進一步腐蝕。它形成腐蝕的條件：水流較慢的地方或死水；pH值在5-9，溫度25-30最有利；硫酸鹽還原菌繁殖中，需要氫或某還原物資。

2.3 防腐原理

從以上腐蝕形成條件可以看出，只要切斷它們形成條件中的一條，就可以清除腐蝕。通過在閘板和閥桿連接處加裝具有防腐蝕的橡膠軟管，軟管內充滿聚氨酯泡沫塑料，再用彈性卡簧卡死，隔絕和污水接觸，消除了腐蝕形成的條件。這樣剩下機械力矩損傷，就大大延長了閥門的使用時間。充填物聚氨酯泡沫塑料是一種絕熱防腐高分子合成材料，用作防腐保溫，它導熱系數低、密度小、強度高、吸水性小、化學穩定性能好。

3 現場應用效果分析

此技術在污水處理站反沖洗回收泵出口上使用，取得了較好的效果，對比情況如下：

（1）閘閥改造前：進口閥150PG16，更換周期為150天；出口閥100PG10，更換周期為320天。

（2）閘閥改造后：進口閥150PG16，更換周期為130天；出口閥100PG10，更換周期為240天。

綜上可以看出：使用改造后的閘閥，明顯延長了更換周期，節約了材料費用，減輕了工人的勞動強度，提高了經濟效益。

4 結論

改造后的閘閥，具有以下特點：結構簡單，效果好；改造成本低，使用周期長；經濟效率高。同時，從應用后得知：該技術達到設計要求，將此技術應用于閘閥的密封改造，會大大節約原材料，降低成本，具有很大的推廣價值。

[責任編輯：湯靜]