閘閥的常見故障分析與改進措施

陳杰莉

摘? 要：本研究主要針對實際環(huán)境中經(jīng)常運行的閘閥，深入分析了其開關失靈、泄漏、內(nèi)漏和開關不準確等故障的數(shù)據(jù)。在此基礎上，詳盡研究了問題的起因，結合閘閥的設計、外界條件以及人為操作方式等因素。經(jīng)過分析，發(fā)現(xiàn)閘閥故障的主要原因包括長期暴露在腐蝕性介質(zhì)中、關鍵密封部件出現(xiàn)問題、閥門長時間未啟動堵塞等。

關鍵詞：閘閥；故障；外漏；原因

主要的輸油設備閘閥故障包括外漏、操作失靈、內(nèi)漏和操作不準確等，其中外漏問題尤為突出，表現(xiàn)形式多樣，影響了輸油管道的穩(wěn)定運行。在解決這些故障的過程中，深入研究了閥門的密封原理、環(huán)境條件和人為因素等對其的基礎性影響，為降低閘閥的故障率提供參考。

1.閘閥介紹及故障的原因剖析

1.1閘閥介紹

閘閥作為一種普遍應用的閥門，其功能在于連接或切斷流入管道的物料。按照密封部件的類型，可以將閘閥劃分為平行、雙閘板和平行雙閘板等幾種類型。因為強制密封的穩(wěn)定性很高，所以在石油化工領域中被廣泛應用。盡管許多專家已經(jīng)對閘閥的材質(zhì)、設計以及承載能力等因素展開了深入的探討，增強其穩(wěn)定性和使用年限，然而實際操作中，閘閥的失效情況依然頻繁出現(xiàn)，一部分甚至僅僅運作一次，就出現(xiàn)問題。

1.2閘閥泄漏問題的剖析

在實際使用閘閥的過程中，主要存在三種外漏情況：一是盤根密封外漏，二是法蘭連接部位外漏，三是注脂閥外漏。閘閥的構造中，注脂閥、鋼圈和盤根是必需的部件，這些部件是閘閥的主體，在使用過程中，這些部件處于持續(xù)的腐蝕環(huán)境中，任何一個部件受到侵害，都可能引發(fā)密封破損，導致輸送液泄漏。某輸油站投產(chǎn)后，閘閥的盤根密封、鋼圈密封以及注脂的密封均失效，最終導致油品泄漏，給生產(chǎn)運行帶來重大影響。檢查注脂閥的密封面時，發(fā)現(xiàn)與閥門相連的錐形密封面存在明顯凹陷，密封性能下降，導致注脂閥泄漏。

1.3閘閥開關不靈活故障的解析

一個輸油管道的閘閥經(jīng)常出現(xiàn)開關困難的問題，主要原因是手輪失靈、閥門操作過力以及操作復雜。根據(jù)閘閥的工作原理，這些問題通常是由于連接閘閥手輪和閘板的螺絲斷裂、軸承損壞以及長期未操作等引起的，對閘閥的實際操作造成很大影響。在操作中多次旋轉(zhuǎn)閘門手柄，但是閥門沒有任何反應。根據(jù)實地勘察數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)銷釘已經(jīng)損壞，銷釘表面有明顯的磨損痕跡，推斷這可能是由于施加的巨大壓力，或者使用 F 扳手等工具強制打開或關閉閥門造成的。閘閥卡死是一種比較常見的故障，主要表現(xiàn)為只能開啟或完全停止，尤其是在長期未得到維修和保養(yǎng)的設備，如果長時間不操作，閥門卡死的可能性就會增加。

2.閘閥常見故障的起因剖析

2.1閘閥內(nèi)漏故障原因案例分析

貴陽站下載減壓閥PV010A前后兩個閘閥的更換，對舊閘閥進行了檢查分析。具體分析情況如下：

2.11PV010A后閘閥

（1） 閥門檢查情況

在對PV010A后閘閥檢查中發(fā)現(xiàn)，閥體底部存在較多的渣滓，主要成分為油泥和細小的鐵屑，呈黑色。閥板有輕微的損傷，包括密封面、閥板外沿。閥板軟密封有擠壓的痕跡。

（2） 內(nèi)漏原因

分析內(nèi)漏原因如下：①閥門軟密封有損傷；②閥門底部渣滓較多，導致閥板未達到全關閉位置。

2.12PV010A前閘閥

（1）閥門檢查情況

在對PV010A前閘閥檢查時發(fā)現(xiàn)，閥門的軟密封架已經(jīng)被沖蝕出多個缺口。

（2）內(nèi)漏原因

內(nèi)漏原因是密封被沖蝕。

閘閥密封沖蝕原因分析：貴陽站下載減壓閥PV010A前閘閥曾在減壓閥PV010A閥籠損壞時，作為下載減壓閥的替代設備，較長時間用于下載減壓，在閘閥開度不是100%或者0%的時候，流體的沖刷導致了閥板密封座的損傷。

2.2探究閘閥泄漏的故障本源

根據(jù)對閘閥外部常見故障的探討，結合輸油管道生產(chǎn)的實際情況，推斷出閘閥外漏故障的主要原因包括三個方面：盤根失效、腐蝕密封件、雜質(zhì)較多。在高壓和高流量的環(huán)境中，盤根保持緊繃狀態(tài)，一旦檢修對管道進行泄壓，由于盤根的受力情況發(fā)生變化，它將無法重新達到原來的密封性能。其次，鋼圈的密封功能出現(xiàn)問題導致泄漏。在使用閘閥的過程中，鋼圈是最常見的密封元素。拆卸和安裝閥門時，緊固力不足、閥門在過程中出現(xiàn)震動，或者密封脂的使用方法不合適，甚至隨著輸油管道溫度的升高，密封脂的粘度會發(fā)生顯著變化，這些都將嚴重影響密封效果。最后，注脂閥的泄漏導致其與閘閥的聯(lián)接部位出現(xiàn)兩個密封面，根據(jù)兩個密封面的外觀、功效及注脂閥的承重情況，可以預見，閘閥的注脂閥泄漏的關鍵因素可能包括三個方面：（1）在輸油管道運輸?shù)倪^程中，大量雜質(zhì)會不斷堆積在閥門內(nèi)，甚至可能穿透到注脂閥的密封層，進而影響其密封效果，最終引發(fā)流體物資的外溢。（2）在注脂閥的中心存在一個彈性元件，即彈簧。在常規(guī)的生產(chǎn)環(huán)境下，這個彈簧處于壓縮狀態(tài)。但是，隨著時間的推移，彈簧的彈力特性會發(fā)生不可逆的變化。此外，由于鋼球的運動在與彈簧相連的過程中可能顯得過于笨拙，從而引發(fā)了物料的泄漏。

2.3閘閥開關不靈活故障的原因探究

導致閘閥開關失靈的三個主要問題：軸承磨損、銷釘破損、閥門卡阻。產(chǎn)生的原因：（1）由于長時間的使用以及周圍操作條件的變化，雨水、雜質(zhì)和塵埃可能滲入軸承內(nèi)部，導致軸承侵蝕或阻塞，從而降低其效率。強行操作閥門，會導致軸承損壞。（2）銷釘破損。銷釘破損的主要原因是操作閥門不當。（3）閥門卡阻。閘閥卡死的主要原因有四個：①閥板和閥座發(fā)生咬合。②閥門的活塞部分已經(jīng)被侵蝕。③ 閥長期未動。④ 過度關閉會導致閥桿彎曲。

3.其他問題與應對措施

3.1閥桿升降失效

閥桿升降功能失效由以下因素引起：過度操作導致閥桿螺紋受損；閥桿彎曲；閥桿與螺母配合精度差，咬合過緊；螺母傾斜；選材不當，如閥桿和閥桿螺母采用同種材料，易造成咬合問題；螺紋受介質(zhì)侵蝕；戶外閥門的閥桿螺紋未防護，易受灰塵侵襲或腐蝕。針對閥桿升降功能問題，采取以下處理方式：嚴格按規(guī)定操作閥門的開啟、關閉；優(yōu)化閥門與螺母維護質(zhì)量，使其符合標準； 確保螺母擺放正確；避免使用與閥桿相同的材料制作閥桿和螺母；若無法防止腐蝕，應定期更換閥桿和螺母；對于露天閥門，可增設閥桿保護套。

3.2閥桿轉(zhuǎn)動不靈或卡死的情況

閥桿運行異?；驘o法正常工作的主要原因有：填充物壓力過大，由于填充物添加過程未按規(guī)定操作所致；閥桿與襯套間距過??；閥桿彎曲；螺紋表面平滑度未達到規(guī)定要求。應對措施：合理放松填充物的蓋子螺栓；按標準添加填充物；使用適配的材料制作閥桿及其襯套；嚴格控制閥桿和襯套的間距；嚴格控制螺紋處理的表面粗糙度。

3.3閥體與閥蓋連接處出現(xiàn)泄漏

閥門和閥門蓋連接處發(fā)生泄漏的原因有：法蘭連接處螺栓固定不牢導致法蘭偏移，或固定螺栓壓力不足；閥體和閥蓋連接處損壞；墊片破損或不符合規(guī)定；法蘭聯(lián)接面未對齊，法蘭處理效果欠佳；閥桿襯套和螺紋處理質(zhì)量差導致閥蓋傾斜?？刹扇∫韵麓胧壕o固法蘭時，需確保角度穩(wěn)定、力度平衡，同時注意防止損壞連接面；更換質(zhì)量好的墊片；若法蘭接觸面有問題且墊片無法修復，則需重新處理接觸面；改進處理工藝精度。

3.4閥蓋打壓孔發(fā)生泄漏

部分閥門的閥蓋上設有用于壓力測試的測試孔，在實際操作中會出現(xiàn)泄漏。主要原因是固定不牢，需要重新固定。可先取出壓孔螺栓，移除內(nèi)部銅墊，清潔螺孔，然后裝入螺栓，用電焊將其焊死。

3.5填料函出現(xiàn)泄漏情況

填充物泄漏可能由以下原因引起： 填充物材質(zhì)與實際操作場所的酸堿程度、氣候條件及壓力水平不匹配；填充方法不當，尤其是將所有填充材料旋轉(zhuǎn)進去時，容易導致泄漏；閥桿生產(chǎn)質(zhì)量或平整性未達標，可能呈橢圓形或帶有劃痕；閥桿表面已產(chǎn)生腐蝕，或因室外環(huán)境防護不足而腐蝕；調(diào)整閥門彎曲角度；填充物使用年限較久。針對填充物泄漏，可采取以下措施：合理選擇填充物；按照正確工序填充物料；閥桿，需進行修復或更換，同時其表面清潔度必須符合標準；采取防護措施；更換變形閥桿；定期更換填料。

3.6關閉件發(fā)生泄漏

閥門內(nèi)部的關閉件發(fā)生泄漏時很難被察覺。泄漏可分為兩類：一類是從密封面發(fā)生的，另一類則源于密封環(huán)底部。泄漏的原因包括：密封面打磨質(zhì)量不佳； 閥門的密封圈和閥座、閥瓣配合不達標；閥門的閥瓣和閥桿連接不穩(wěn)固；調(diào)整閥桿彎曲度，以確保上下關閉部分對齊；密封面連接性差或已破損；如果將閘閥當作調(diào)節(jié)閥使用，其密封面無法抵御高速流體的侵蝕；焊渣、鐵銹、塵埃等雜質(zhì)混入，或生產(chǎn)過程中機械部件掉落堵塞閥門內(nèi)部，導致閥門無法正常關閉。防止關閉部件泄漏的方法包括：在啟動使用前，必須進行壓力測試和氣體泄漏檢查；必須預先確認閥門的所有構成部分完好，禁止使用彎曲的閥桿或閥瓣與閥桿連接不穩(wěn)固的閥門；在關閉閥門的過程中，必須維持適當?shù)牧Χ?，避免過于強烈，發(fā)現(xiàn)密封面接觸不良或存在阻礙，應立即打開，讓雜質(zhì)流出；根據(jù)閥門的結構特點適當調(diào)整，正確使用調(diào)節(jié)閥。

3.7手動轉(zhuǎn)輪

3.7.1手輪損壞（無法正常操作）

出現(xiàn)手輪斷裂的原因有兩個：一是在開、關閥門時用力不當。二是在開啟關閉閥門使用的工具不合適。在壓力比較高的管路開啟閥門，閥門如有旁路首先開啟，平衡前后壓力，或者開啟該閥門4至5圈，等一會在開啟閥門。

3.7.2手輪空轉(zhuǎn)（無法進行有效操作）

出現(xiàn)手輪空轉(zhuǎn)的原因可能有兩個：一是由于閥桿和手輪的配置不理想。二是絲母滑動導致手輪與絲母一起旋轉(zhuǎn)。應對措施：對門桿的插入部分進行維護；需定期更換螺母。

4.結語

由于輸油管道獨特性，根據(jù)工況需求，在選擇閥門時，必須充分考慮其安全性和穩(wěn)定性。此外，為確保閥門在重要情況下的順利運行，需要深入了解其日常操作中可能出現(xiàn)的問題，并制定相應的解決方案，以便快速識別和妥善處理這些問題，確保閥門始終保持正常運行。

作者單位：國家管網(wǎng)華南公司貴州輸油部