化工实训
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第二节 闸 阀

一、闸阀的结构特点

闸阀是指关闭件(闸板)沿通路中心线的垂直方向移动的阀门。闸阀在管路中只能作全开和全关切断用,不能作调节和节流用。闸阀是一种使用范围很广的阀门,一般口径DN≥50mm的切断装置都选用闸阀,有时口径很小的切断装置也选用闸阀。闸板有两个密封面,最常用的楔式闸阀的两个密封面形成楔形,楔形角随阀门参数而异,通常为50°,介质温度不高时为52°。楔式闸阀的闸板可以做成一个整体,称为刚性闸板;也可以做成能产生微量变形的闸板,以改善其工艺性,弥补密封面角度在加工过程中产生的偏差,这种闸板称为弹性闸板。闸阀关闭时,密封面可以只依靠介质压力来密封,即依靠介质压力将闸板的密封面压向另一侧的阀座来保证密封面的密封,这就是自密封。大部分闸阀是采用强制密封的,即阀门关闭时,要依靠外力强行将闸板压向阀座,以保证密封面的密封性。闸板随阀杆一起做直线运动的闸阀为升降杆闸阀(又称明杆闸阀)。通常在升降杆上有梯形螺纹,通过阀门顶端的螺母以及阀体上的导槽,将旋转运动变为直线运动,也就是将操作转矩变为操作推力。开启阀门时,当闸板提升高度等于阀门通径时,流体的通道完全畅通,但在运行时,此位置是无法监控的。实际使用时,是以阀杆的顶点作为标志,即开不动的位置作为它的全开位置。为考虑温度变化出现锁死现象,通常在开到顶点位置后,再倒回1/2~1圈,作为全开阀门的位置。因此,阀门的全开位置,按闸板的位置(即行程)来确定。

1. 闸阀的优点

①流体阻力小 因为闸阀阀体内部介质通道是直通的,介质流经闸阀时不改变其流动方向。

②启闭力矩小,开闭较省力 因为闸阀启闭时闸板运动方向与介质流动方向垂直、与截止阀相比,闸阀的启闭较省力。

③介质流动方向不受限制,不扰流、不降低压力 介质可从闸阀两侧任意方向流过,均能达到使用的目的,更适用于介质的流动方向可能改变的管路中。

④结构长度较短 因为闸阀的闸板是垂直置于阀体内的,而截止阀阀瓣是水平置于阀体内的,因而结构长度比截止阀短。

⑤密封性能好 全开时工作介质的冲蚀比截止阀小。

⑥结构比较简单,铸造工艺较好,适用范围广。

2. 闸阀的缺点

①密封面易损伤 启闭时闸板与阀座相接触的两密封面间有相对摩擦,易损伤,影响密封件性能与使用寿命,维修比较困难。

②启闭时间长,高度大 由于闸阀启闭时须全开或全关,闸板行程大,开启时需要一定的空间,外形尺寸高,安装所需空间较大。

③结构复杂 闸阀一般都有两个密封面,给加工、研磨和维修增加了一些困难。闸阀零件较多,制造与维修较困难,成本比截止阀高。闸阀外形及结构见图1-1。

图1-1 闸阀外形及结构示意图

二、阀体外部检查

①清除脏物,拆除保温(实训过程阀门拆装与企业阀门检修情况不同)。

②检查阀体外部缺陷,确保阀体无砂眼、无裂纹。

三、阀门的解体

①解体前做好配合记号。

②解体时阀门应处于开启状态。

③注意拆卸顺序。

④不要损伤零部件。

⑤清洗卸下的螺栓及零件。

⑥对合金钢阀门的内部零件应进行光谱复查。

⑦螺栓及零部件均应完好。

四、阀杆检查修理

①清理干净阀杆表面污垢,检查阀杆缺陷。

②必要时进行校直或更换。

③视情况进行表面氮化处理。

④阀杆弯曲度不大于阀杆全长的1‰,不圆度小于0.05mm。

⑤阀杆应光滑,无麻点、无划痕、无裂纹。阀杆与填料接触部位的均匀点蚀深度不大于0.3mm,其他部位无缺陷。

⑥阀杆螺纹完好,当磨损超过原厚度1/3时应更换。

五、闸板、阀座和阀体检查修理

①检查闸板、阀座和阀体有无裂纹、沟槽等缺陷。

②用红丹粉检查密封面吻合度,根据检查情况确定修复方式。

③打磨阀体与自密封垫圈的结合面。

④检查阀座与阀体结合是否牢固。

⑤闸板、阀座、阀体无裂纹和沟槽。

⑥密封面的粗糙度Ra应小于0.10μm,密封面应平直,径向吻合度不低于80%,且密封面接触均匀,无断线现象。

⑦阀体内部应无异物及其他缺陷。

⑧阀体与自密封垫圈结合面处光滑,无沟槽。

六、阀盖检查修理

①清理填料箱并打磨填料箱内壁、填料压盖及座圈。

②打磨阀盖与封垫圈结合面。

③确保填料箱内壁、填料压盖及座圈光洁。

④确保阀盖与自密封垫圈结合面平整、光洁。

七、支架检查修理

①清洗止推轴承并检查轴承有无磨损、锈蚀和破碎。

②检查支架上的阀杆螺母。

③检查支架有无损伤。

④打磨阀体结合面。

⑤检查轴承质量是否符合要求,若不符合,必须更换。

⑥检查阀杆螺母是否完好。

⑦检查支架有无损伤。

⑧检查阀体结合面是否光滑平整。

八、四合环(六合环)、垫圈等的检查修理

①打磨四合环、垫圈。

②检查四合环材质、硬度。

③确保四合环、垫圈光滑,无锈蚀。四合环厚度均匀,无破损、无变形现象。垫圈无变形、无裂纹等缺陷。

④四合环材质、硬度应符合要求。

九、组装

①阀门组装时,阀门应处于开启状态。

②按配合顺序组装。

③补充润滑剂。

④更换填料。

⑤调整闸板与阀座的接触面积。

⑥按顺序装入四合环。

⑦均匀紧固各部连接件。

⑧检查各部间隙。

⑨阀门在关闭状态下,闸板中心应比阀座中心高(单闸板为2/3密封面高度,双闸板为1/2密封面高度)。

⑩阀杆与闸板连接牢靠,阀杆吻合良好。

各部间隙如下:垫圈与阀体阀盖间隙为0.10~0.30mm;阀杆与压盖间隙为0.10~0.30mm;填料与压盖间隙为0.10~0.15mm;阀杆与座圈间隙为0.10~0.20mm;座圈与填料箱间隙为0.10~0.15mm。

附件及标牌应齐全。

确保阀体保温良好。

十、开关试验

校对开关开度指示,检查开关情况,保证阀门在开关全行程无卡涩和虚行程。

十一、更换新阀门

①除生产厂家有特殊要求外,闸阀都要进行解体检查及光谱复查。

②对焊口进行100%探伤检查。

③必要时按规程要求做水压试验。

④各零部件应完好,材质及阀门质量应符合要求。

⑤焊口质量合格。

⑥水压试验时各结合面、密封面无泄漏。