球閥閥桿斷裂失效分析

西安泵閥總廠有限公司（陜西 710025）邵宏智 楊永良 康永圣

管線球閥是輸油輸氣管線中不可缺少的控制介質(zhì)元件。某單位使用的一臺進(jìn)口管線球閥，在項目現(xiàn)場發(fā)生了閥桿斷裂事故，導(dǎo)致此臺閥門無法正常使用，委托我公司進(jìn)行維修。為了找到閥桿斷裂的主要原因，特此進(jìn)行了以下分析。

閥桿斷口位于O形圈槽與臺階的過渡處，斷口面比較平整（見圖1）。閥門經(jīng)解體后發(fā)現(xiàn)：球面有明顯的劃痕，并且有多處坑窩（見圖2）；閥座上的O形圈已損壞，存在長約8mm的缺口（見圖3）。

圖1 閥桿斷口形貌

圖2 球體損傷部位

圖3 閥座組件

1.過程分析

經(jīng)解體后得知：此閥門結(jié)構(gòu)為雙向閥座密封固定式球閥，主要由閥體、左右連接體、閥桿、上下支撐板、球體、密封圈、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成；密封副由閥座組件上的O形圈與球體球面構(gòu)成；球體由上下兩個支撐板支撐，通過旋轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動閥桿轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)球體的90°旋轉(zhuǎn)，并通過進(jìn)出口兩端閥座與球體的密封，實現(xiàn)接通和截斷介質(zhì)的目的。

這種結(jié)構(gòu)形式的閥門特點是：閥門為筒狀體、固定球結(jié)構(gòu)，閥座采用雙座雙向自密封結(jié)構(gòu)，同時有預(yù)緊彈簧，保證密封可靠和自動泄放腔中過高壓力的功能；閥門內(nèi)置有支撐板，球體通過上下支撐板固定于閥腔之中，大大減小閥桿的受力情況。當(dāng)閥門在正常工作時，介質(zhì)的密封力通過支撐板作用到連接體上，使得閥桿承受扭矩很小。

2.理化分析及無損檢測

（1）化學(xué)成分 用光譜分析儀進(jìn)行光譜分析，結(jié)果參見表1。……