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  • 进口顶装式球阀密封结构的改-德国莱克LIK品牌
    发布日期:2017-5-19


    摘 要:投产初期,在现场进行吹扫试压过程中,多次对阀门开关后发现,阀门关闭后,对下游管线放空后,压力无法泄放到0Mpa,多次测试分析,阀门存在内漏、外漏现象。针对阀门内、外泄漏现象提出了四种改造方案。将阀杆处lip seal(PTFE+镍基弹簧)密封圈换成抗硫O型密封圈;在中腔部位多增加一道抗硫O型密封圈;将下游阀座部位lip seal密封圈改成抗硫O型密封圈;阀球与阀座密封面进行超级化学镀ENP。 
      一、概述 
      普光气田集气站阀门种类繁多,有闸阀、球阀、截止阀、止回阀、安全阀等十余种,其中顶装式球阀使用较广泛。自投产以来,普光球阀出现过外漏和内漏问题。其中,外漏会导致H2S检测仪报警,内漏会使得在进行批处理时气体通过阀门进入收球筒区,在打开收球筒盲板时出现爆鸣现象。针对球阀在生产过程中出现的泄漏问题进行了密封结构改造。 
      二、顶装球阀常见问题分析 
      1.在投产初期阀门内漏分析 
      投产初期,在现场进行吹扫试压过程中,多次对阀门开关后发现,阀门关闭后,对下游管线放空后,压力无法泄放到0Mpa,多次测试分析,阀门存在内漏现象。 
      1.1阀门拆解后分析 
      对存在内漏的阀门进行了解体,解体后在阀腔内发现有金属颗粒、硬物及充满泥沙的粘稠液附在球体和阀座上,部分阀门球体和阀座上仅有微小划痕,这些杂质混在介质中不可避免地进入到唇式密封圈的密封区域,随着长时间的高速气流吹扫,造成唇式密封圈被刮伤,同时由于对零件的表面粗糙度要求很高(要求Ra0.2),任何细小的划痕都会导致密封泄漏。 
      1.2顶装球阀密封结构失效原因分析 
      吹扫试压时,对阀门进行开关操作,导致介质进入阀座密封处,导致阀座处的唇式密封圈密封失效。 
      唇式密封要求较硬,要求的过流介质较洁净,阀门厂家在选择使用在普光气田的阀门密封形式错误。 
      2.使用过程中出现问题分析 
      随着生产时间的延长,部分球阀出现了开关十分困难现象,经过分析,判断一是减速机构处存在问题,二是阀门内部密封及弹簧处存在问题。 
      2.1判断减速机构存在问题所做工作 
      打开部分球阀减速箱后,发现传动机构轴承出现了断裂情况,且传动机构都存在积水现象,更换轴承后,球阀开关灵活。分析传动机构出现积水现象的主要原因为压盖密封性不好,雨水进入到内部,造成黄油变质,最终导致轴承生锈,在多次的开关后产生断裂。 
      2.2阀门内部密封及弹簧处存在问题所做工作 
      在经过检查减速机构无问题后,分析内部球阀的结构及阀门使用环境。分析得出:一是由于多次的批处理造成阀腔内沉积有杂质造成阀门开关困难,二是阀门本体密封结构处设计不合理,在开关多次后使得阀门开关困难。已经将减速箱处密封胶改换为青稞纸,增加密封性。 
      三、问题解决措施及改进方法 
      1. Lip seal性能(唇式密封) 
      1.1唇式密封是一种单向作用,截面形状为U形。唇式密封圈密封面硬度为65邵氏D。 
      1.2唇式密封圈配对材料的粗糙度要求较高,Ra0.2才能密封。 
      1.3 唇式密封圈较硬,抗颗粒介质较差 
      2.抗硫O型圈性能 
      2.1 O型圈的硬度为90邵氏A(等于42邵氏D), 
      2.2 O型圈对配对材料的粗糙度要求低,粗糙度Ra1.6就可以密封 
      2.3 O型圈软,抗颗粒介质强,即使有微小颗粒介质嵌入也能被O型圈包容而密封。 
      综合分析抗硫O型圈性能应用在普光气田阀门密封时,密封性能强于唇式密封。遂采用抗硫O型圈代替原阀门唇式密封。 
      3.中腔密封结构改进 
      在阀体中腔部位增加一道密封,当lip seal失效时由于颗粒进入失效时还有一道O型圈+一道石墨密封,可以大大降低外漏风险。 
      4.阀座部位改进 
      改进前上游阀座与下游阀座均为lip seal密封形式: 
      理想情况下:当介质从上游流向下游时:上游lip seal阀座密封,下游lip seal阀座第二道备用密封;当介质从下游反向流向上游时:下游lip seal阀座密封。 
      存在杂质情况下:由于lip seal对密封面的要求高,要求粗糙度在Ra0.2条件下才能密封,如果有颗粒介质进入密封区域,容易造成lip seal失效。当lip seal失效时阀门泄漏。 
      改进后上游阀座为lip seal密封形式,下游阀座为O型圈密封: 
      理想情况下:当介质从上游流向下游时,上游lip seal阀座密封,下游O型圈第二道备用密封;当介质从下游反向流向上游时,下游O型圈密封。 
      存在杂质情况下:当介质从上游流向下游时,如果上游lip seal失效时,阀门还可以利用下游的O型圈密封;b) 当介质从下游流向上游是lip seal,下游O型圈密封,提高了密封的可靠性。 
      5.阀杆填料部位改进 
      使用抗硫O型圈代替原阀门唇式密封。 
      6.阀门内腔过流表面防腐处理 
      对阀体表面密封面进行超级化学镀ENP ,提高阀门耐腐蚀性,延长使用寿命。 
      四、改进后阀门应用情况及效果 
      五、台改造后的阀门在普光集气站得以应用,在使用过程中均未观察到明显内漏,极大的提高了现场使用的安全性。 
      综合分析,针对顶装式球阀的阀杆、阀盖及阀腔密封的内、外泄漏现象做出的四种改造方案,经过专家论证及现场实际使用情况,效果良好。
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