Шаровые краны с жестким уплотнением гораздо более жесткие в условиях эксплуатации, чем шаровые краны с мягким уплотнением. Высокая температура, сильная коррозия и такие среды, как пыль, частицы и грязь, создают серьезные препятствия для непрерывного использования шаровых кранов с жестким уплотнением. При использовании шаровых кранов с жестким уплотнением часто возникают отказы клапанов из-за условий эксплуатации или человеческого фактора, что требует технического обслуживания. Понимание причин отказов клапанов и поиск способов их предотвращения необходимо и эффективно для работников арматурной промышленности и пользователей продукции.

С точки зрения использования продукта неисправности шаровых кранов с жесткой герметизацией можно условно разделить на следующие две категории: нетехнические неисправности и технические неисправности.

1. Нетехнические неисправности.

Данный вид неисправности не связан с техникой, то есть не является проблемой внутреннего устройства клапана или неисправностью в работе внутренних компонентов. Поэтому причиной его выхода из строя обычно являются внешние условия.

1.1 Ошибки при выборе клапана

Некоторые клиенты при выборе модели клапана не понимают условий эксплуатации продукта или не учитывают стоимость, а выбранный клапан не может соответствовать требованиям по рабочей температуре, рабочему давлению, коррозионной активности среды и эрозии в условиях эксплуатации. что приводит к быстрому выходу клапана из строя после ввода в эксплуатацию.

Поэтому в процессе выбора заказчик или проектная организация должны уделять первоочередное внимание надежности использования продукции, так как выбор слишком низкокачественной продукции по соображениям стоимости может привести к отказам и повреждениям, которые могут не стоить убытков. Это особенно важно при выборе шаровых кранов с жестким уплотнением для суровых условий эксплуатации.

1.1.1 Неправильный выбор материала для напыления поверхности твердого сплава на уплотнительную поверхность седла шара.

Ключом к производительности шаровых кранов с жестким уплотнением является обработка поверхности стальных шаров и седел клапанов упрочнением. Чтобы обеспечить герметичность металла к металлу, давление уплотнения между седлами шара с жестким уплотнением намного выше, чем у обычных шаровых кранов, что позволяет металлическим материалам легко закусывать или тянуть, что может непосредственно привести к клапан работает неправильно. В настоящее время наиболее широко используемым и эффективным методом поверхностной закалки седел шаров является технология напыления твердых сплавов (в основном сплавов на основе никеля и сплавов на основе хрома). Стальной шар и покрытие седла шарового крана с жестким уплотнением во многом определяют эксплуатационные характеристики и срок службы уплотнительной поверхности седла шара. Поэтому в сложных условиях труда

Обычно существует два направления выбора слоев твердого сплава: первое — изучение их твердости. Слои сплавов высокой твердости обладают высокой износостойкостью и эрозионной стойкостью и обычно используются в рабочих условиях с мелкими и твердыми твердыми частицами (например, в углехимической промышленности и промышленности поликристаллического кремния); Во-вторых, добиться устойчивости к коррозии. В некоторых высококоррозионных средах слой коррозионностойкого сплава может эффективно защитить внутреннюю подложку шарового гнезда, тем самым продлевая срок его службы. Он обычно используется в высокоагрессивных средах (например, в нефтехимической и бумажной промышленности). При выборе материалов для шаровых кранов с жестким уплотнением первостепенное значение имеет материал для напыления слоя твердого сплава на уплотнительную поверхность седла шара.

1.1.2 Выбор материала некоторых внутренних компонентов клапана не соответствует рабочей температуре

. В шаровых кранах с жестким уплотнением выбор некоторых внутренних компонентов тесно связан с их рабочей температурой или температурой среды, например, наполнители, уплотнительные шайбы, шток клапана. кожухи и т. д. Обычно существует две причины выбора шаровых кранов с жестким уплотнением. Во-первых, рабочая температура высока, и седло клапана с мягким уплотнением не может ее выдержать. Во-вторых, среда обладает сильной абразивной и эрозионной способностью, а седло клапана с мягким уплотнением недостаточно твердое. Видно, что шаровые краны с жестким уплотнением не равны высокотемпературным шаровым кранам. В некоторых условиях эксплуатации температура использования может быть не очень высокой.

Когда температура среды ниже 200 ℃, для набивки, уплотнительных прокладок (включая уплотнительную прокладку крышки корпуса, нижнюю уплотнительную прокладку штока клапана, уплотнительную прокладку среднего фланца и т. д.) и оболочки штока клапана можно выбрать синтетический пластик. Эта конфигурация аналогична конфигурации сопутствующих аксессуаров в шаровых кранах с мягким уплотнением.

Когда температура среды превышает 200 ℃, в качестве наполнителя необходимо выбрать графит (графит обладает высокой термостойкостью, и его характеристики практически не изменяются при высоких температурах).

1.2 Неправильный выбор аксессуаров.



Аксессуары клапана включают в себя приводное устройство, опорное устройство приводного устройства и аксессуары, такие как кронштейны и соединительные валы, которые соединяют приводное устройство. Приводные устройства шаровых кранов с жестким уплотнением можно разделить на рычажные ручки, ручки из стальных труб, турбинные приводы, редукторы муфты маховика (используемые для переключения между ручным или автоматическим режимом работы) и автоматические приводы (включая пневматические приводы, электрические приводы, электрогидравлические приводы). приводы и т. д.) в зависимости от их источников питания.

Для приводных устройств с ручным управлением, таких как рычажные ручки, ручки из стальных труб и зубчатые механизмы, крутящий момент можно рассчитать на основе значения рабочего крутящего момента продукта, а также выбрать соответствующую длину или характеристики. Конечно, также необходимо учитывать прочность материала на кручение и растяжение.

Выбор автоматических приводов относительно сложен. Если взять в качестве примера пневматические приводы, то они делятся на типы одностороннего и двойного действия. Пневматические приводные переключатели двойного действия имеют пружинную силу и постоянный крутящий момент. Пневматические приводы одностороннего действия должны преодолевать силу пружины при открытии и полагаться на силу пружины при закрытии. В результате их выходной крутящий момент находится в диапазоне значений крутящего момента, что увеличивает сложность выбора. Как правило, при установке пневматических приводов необходимо умножить значение рабочего крутящего момента клапана на коэффициент запаса, чтобы предотвратить возникновение недостаточного рабочего усилия из-за выходного крутящего момента привода из-за изменений диапазона.

Как правило, при выходе с завода фактическое значение рабочего крутящего момента не может быть точно измерено до достижения фактического рабочего состояния. Обычно используемый стандарт заключается в оценке значения рабочего крутящего момента на основе умножения значения крутящего момента холостого хода на диэлектрический коэффициент. Для шаровых кранов с жестким уплотнением средний коэффициент следует выбирать в соответствии с различными условиями работы. Если это частица, пыль или грязевая среда, коэффициент должен быть как можно большим, обычно в пределах 1,5-2.

Помимо выбора самого привода, его аксессуары также следует выбирать в соответствии с реальной ситуацией, например, соответствующие электромагнитные клапаны, редукционные клапаны, переключатели положения клапана и т. д. Например, пневматический привод с большим объемом всасывания оснащен электромагнитным клапаном с небольшой скоростью потока воздуха, что замедляет всасывание пневматического привода, замедляет закрытие клапана и продлевает время эрозии уплотнительной поверхности, что не способствует сроку службы клапана . При этом существенное преимущество клапанов в автоматических устройствах заключается в быстром времени открытия и закрытия. Многим клиентам требуется, чтобы действие открытия и закрытия выполнялось в течение N секунд, что предъявляет более высокие требования к разумной конфигурации сопутствующих аксессуаров.

1.3 Другие нетехнические неисправности

В дополнение к нетехническим неисправностям, вызванным распространенными ошибками выбора, упомянутыми выше, во время фактического использования шаровых кранов с жестким уплотнением направление и этапы установки могут не соответствовать спецификациям, что также может привести к ошибкам в использовании. Поэтому во время использования клапана необходимо следовать инструкциям и правильно подсоединить место подключения, чтобы обеспечить безопасность.

2. Технические неисправности.

Все нетехнические неисправности, упомянутые ранее, вызваны человеческим фактором, возникающим по субъективным причинам. Если они достаточно осторожны или опытны, их можно полностью избежать, а их причины не связаны с внутренним строением клапана. И технические неисправности. Как следует из названия, это вызвано нынешним несовершенством технологии шаровых кранов с жестким уплотнением, и часто мы можем только попытаться свести к минимуму воздействие, которое оно оказывает, которое трудно полностью устранить. Конечно, если шаровой кран с жесткой герметизацией срок службы 3 месяца можно продлить до шести месяцев после устранения неисправности или профилактики, даже если неисправность не может быть полностью устранена, ее все равно можно считать успешной.


2.1 Утечка из-за повреждения уплотняющей поверхности

Для шаровых кранов, да и для клапанов, уплотнительная поверхность является важнейшей деталью, влияющей на работу всего клапана. По принципу работы шарового крана он представляет собой открывающийся и закрывающийся компонент, а процесс его работы представляет собой процесс открытия или закрытия стального шара на седле клапана. Если уплотнительная поверхность повреждена в процессе открытия или закрытия, уплотнительная поверхность может протечь, что приведет к внутренней утечке клапана, и клапан считается недействительным.


2.1.1 Разумный выбор пружин седла клапана

Самая большая разница между шаровыми кранами с жестким уплотнением и шаровыми кранами с мягким уплотнением заключается в том, что стальной шар и седло клапана изготовлены из металлических материалов, в отличие от стальных шаров с мягким уплотнением, которые являются металлическими, а седла клапана неметаллическими. Поэтому механизм запечатывания также отличается. Принцип уплотнения шарового крана с мягким уплотнением заключается в том, что сила уплотнения между стальным шаром и седлом клапана вызывает деформацию неметаллического седла клапана, превращая неравномерный линейный контакт между седлом клапана и стальным шаром в контакт. В то же время седло клапана с мягким уплотнением сжимается и деформируется и дополнительно прилегает к поверхности стального шара, чтобы компенсировать неровности на поверхности стального шара. Если деформация сжатия между стальным шариком и седлом клапана больше или меньше, Незначительно влияет на герметичность; Принцип уплотнения шаровых кранов с жестким уплотнением заключается в том, что сила уплотнения между стальным шаром и седлом клапана затрудняет деформацию металлического седла клапана. Следовательно, для деформации уплотнительной поверхности седла клапана требуется большее уплотняющее усилие (по сравнению с шаровыми кранами с мягким уплотнением), чтобы обеспечить посадку между стальным шаром и седлом клапана и добиться уплотнения. Однако эта деформация незначительна, и если произойдет небольшое изменение давления экструзии седла стального шарового клапана, оно может оказаться негерметичным. Из различий двух механизмов нетрудно сделать два вывода: во-первых, давление сжатия между стальным шаром шарового клапана с жестким уплотнением и седлом клапана больше; 2. Функция регулировки уплотнения шаровых кранов с жестким уплотнением слабее, чем у шаровых кранов с мягким уплотнением.


Из-за большей силы сжатия между стальным шаром шарового клапана с жестким уплотнением и седлом клапана во время перехода шарового крана в режим открытия и закрытия между металлическим стальным шаром и металлическим седлом клапана возникает трение скольжения. Согласно механике материалов, трение скольжения между металлами одинаковой твердости может вызвать деформацию уплотняющей поверхности (вызывая царапины на уплотняемой поверхности). В шаровых кранах с жестким уплотнением после седла клапана обычно добавляется пружина (тарельная пружина или колонная пружина) для сравнения давления для точной регулировки. Таким образом, в определенной степени сила уплотнения может быть достигнута в определенном диапазоне.

2.1.2 Эффект регулировки прижимного кольца седла клапана

В предыдущей статье анализировалось регулирующее действие пружин. Упругость и сжатие пружин являются линейными или квадратичными функциями, а диапазон эффективных значений очень узок, поэтому регулировки производятся только в очень небольшом диапазоне. Когда клапан течет

3. Заключение

Таким образом, требования к точности производства шаровых кранов с жестким уплотнением высоки, а условия работы суровы. Чтобы обеспечить меньшее количество отказов и более длительный срок службы шаровых кранов с жестким уплотнением, необходимо учитывать следующие аспекты:

① Проектирование и выбор должны основываться на реальных условиях работы, выбирая подходящие материалы и конструкции.

② В ходе производственного процесса точность должна строго контролироваться, и каждый этап испытаний должен быть тщательно проведен перед отправкой с завода.

③ Строго следуйте инструкции по производству продукта во время использования.

④ Регулярно проводите проверки и техническое обслуживание, а также оперативно устраняйте или заменяйте любые проблемы, чтобы избежать несчастных случаев.